[发明专利]空间机器人关节的双旋变融合参数在轨标定方法

说明书

一种空间机器人关节的双旋变融合参数在轨标定方法，解决了现有采用地面标定的双旋变融合参数在轨适应性差和容差裕度小，易导致的关节角度异常跳变的问题，属于空间机器人多传感器信息融合技术领域。本发明包括：S1、判断待标定关节在正负机械限位范围内运动是否受限，若是，转入S2，若否，确定空间机器人在轨期望安全构型，调整空间机器人运动到期望安全构型，转入S2；S2、利用关节控制器开环驱动关节在轨运动，进行双旋变融合数据抓取、存储及下卸到地面站；S3、地面对数据进行处理，形成标定参数，并上注到关节控制器。本发明在轨标定过程中，不受重力影响，采用开环运动方式，提高了双旋变融合参数在轨适应性。

技术领域

本发明涉及一种用于空间机器人双旋变一体化关节位置检测的双旋变融合参数在轨标定方法，属于空间机器人多传感器信息融合技术领域。

背景技术

机器人关节通常配置有电机位置和关节位置传感器，通过这两类位置传感器数据融合，可获取高精度的关节位置信息，提高关节位置控制精度。这类融合方法，往往重点关注如何利用融合标定参数、电机位置和关节位置信息，计算出关节的位置信息，如公开号为CN105058388A的发明专利“用于获取机器人关节位置反馈信息的传感器数据融合方法”。忽视了对融合标定参数获取方法的研究，影响因素的分析及时延的影响。受重力和温度等因素的影响，实际在轨融合参数往往与地面标定的融合参数存在较大差异，导致利用地面融合标定参数进行在轨关节位置计算可能出现异常跳变，严重影响空间机器人在轨安全性及任务实施。为从根本上解决该问题，亟待解决空间机器人在轨环境下的双旋变融合参数在轨标定方法。

发明内容

针对现有采用地面标定的双旋变融合参数在轨适应性差和容差裕度小，易导致的关节角度异常跳变的问题，本发明提供一种空间机器人关节的双旋变融合参数在轨标定方法。

本发明的一种空间机器人关节的双旋变融合参数在轨标定方法，包括：

S1、判断待标定关节在正负机械限位范围内运动是否受限，若是，转入S2，若否，确定空间机器人在轨期望安全构型，调整空间机器人运动到期望安全构型，转入S2；

S2、利用关节控制器开环驱动关节在轨运动，进行双旋变融合数据抓取、存储及下卸到地面站；

S3、地面对数据进行处理，形成标定参数，并上注到关节控制器。

作为优选，S2中，采用固定幅值PWM的开环运动方式，利用关节控制器开环驱动关节在轨运动的过程如下：

首先，关节开环运动到负向机械限位；

然后，重启关节控制器，关节开环运动到正向侧机械限位，完成正向双旋变融合数据抓取、存储及下卸；

最后，重启关节控制器，关节开环运动到负向机械限位，完成负向双旋变融合数据抓取、存储及下卸。

作为优选，所述S3包括：

反向排列负向双旋变融合数据，并与正向双旋变融合数据进行均值处理，形成在轨双旋变融合标定参数，如果在轨双旋变融合标定参数符合要求，则上注到关节控制器中。

作为优选，双旋变融合数据抓取、存储及下卸到地面站包括：

当空间机器人关节的电机旋变过零触发为有效过零事件时，抓取此时的关节旋变数据，并按照时间先后的顺序存储到关节控制器的固定内存区域，并通过内存下卸方式将数据发送到地面站；

所述有效过零事件为关节控制器复位后电机旋变首次触发及延时Δ_t后再触发的过零事件；所述Δ_t小于表示电机开环运动的平均速度。

作为优选，Δ_t为

作为优选，S1中，采用地面仿真规划验证确定空间机器人在轨期望安全构型。