[發(fā)明專利]基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110489966.6
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN113219948B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董健;郝玉福;趙凱羽;房浩;康勁松;李正浩;馮一凡;徐曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中車青島四方車輛研究所有限公司
• 主分類號(hào): G05B23/02
• 分類號(hào): G05B23/02
• 代理公司: 青島清泰聯(lián)信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37256
• 代理人: 李紅巖

1.一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括：

數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取機(jī)器人運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)參數(shù)；

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換步驟：采用三維立體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對所述狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，獲得所述機(jī)器人的狀態(tài)張量；

指標(biāo)計(jì)算步驟：根據(jù)所述狀態(tài)張量計(jì)算所述機(jī)器人的性能指標(biāo)；

模型構(gòu)建步驟：基于所述性能指標(biāo)按照機(jī)器人性能模型構(gòu)建機(jī)器人性能對象模型；其中，所述機(jī)器人性能模型的維度包括時(shí)間維度、通用性維度與性能維度，所述時(shí)間維度包括所述機(jī)器人的設(shè)計(jì)階段及運(yùn)行階段，所述通用性維度集成了機(jī)器人的通用測試環(huán)境與實(shí)際任務(wù)環(huán)境，所述性能維度包括所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能、控制性能與能量性能；

差異計(jì)算步驟：利用所述機(jī)器人性能對象模型通過張量運(yùn)算計(jì)算所述機(jī)器人與標(biāo)準(zhǔn)之間的性能差異，并通過權(quán)重分析計(jì)算出各個(gè)性能在性能差異中的重要程度；

其中，所述模型構(gòu)建步驟包括：

性能矩陣獲得步驟：分別獲得在設(shè)計(jì)的任務(wù)場景下、設(shè)計(jì)的測試環(huán)境下、實(shí)際運(yùn)行的任務(wù)場景下、實(shí)際運(yùn)行的測試環(huán)境下的所述機(jī)器人的性能指標(biāo)，并根據(jù)各個(gè)場景下的所述性能指標(biāo)計(jì)算得出所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能矩陣、控制性能矩陣與能量性能矩陣；

矩陣轉(zhuǎn)換步驟：分別將所述運(yùn)動(dòng)性能矩陣、所述控制性能矩陣與所述能量性能矩陣通過點(diǎn)乘轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣得到運(yùn)動(dòng)屬性矩陣、控制屬性矩陣與能量屬性矩陣；

性能對象模型獲得步驟：基于所述運(yùn)動(dòng)屬性矩陣、所述控制屬性矩陣與所述能量屬性矩陣構(gòu)建機(jī)器人性能對象模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述狀態(tài)參數(shù)包括機(jī)器人的負(fù)荷、位置坐標(biāo)及輸入電流和電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述三維立體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的X軸方向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為所述機(jī)器人的位置坐標(biāo)信息，Y軸方向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為連續(xù)時(shí)間內(nèi)點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)，Z軸方向存儲(chǔ)數(shù)據(jù)為Y軸采樣點(diǎn)的多次重復(fù)測量數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述性能指標(biāo)包括運(yùn)動(dòng)性能、控制性能、能量性能，其中，所述運(yùn)動(dòng)性能包括載重與運(yùn)行速度，所述控制性能包括控制精度與控制穩(wěn)定性，所述能量性能包括能耗與能效。

5.一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，用于實(shí)現(xiàn)所述權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的機(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法，所述機(jī)器人性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)獲取單元：獲取機(jī)器人運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)參數(shù)；

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元：采用三維立體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對所述狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，獲得所述機(jī)器人的狀態(tài)張量；

指標(biāo)計(jì)算單元：根據(jù)所述狀態(tài)張量計(jì)算所述機(jī)器人的性能指標(biāo)；

模型構(gòu)建單元：基于所述性能指標(biāo)按照機(jī)器人性能模型構(gòu)建機(jī)器人性能對象模型；

差異計(jì)算單元：利用所述機(jī)器人性能對象模型通過張量運(yùn)算計(jì)算所述機(jī)器人與標(biāo)準(zhǔn)之間的性能差異，并通過權(quán)重分析計(jì)算出各個(gè)性能在性能差異中的重要程度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，所述模型構(gòu)建單元包括：

性能矩陣獲得模塊：分別獲得在設(shè)計(jì)的任務(wù)場景下、設(shè)計(jì)的測試環(huán)境下、實(shí)際運(yùn)行的任務(wù)場景下、實(shí)際運(yùn)行的測試環(huán)境下的所述機(jī)器人的性能指標(biāo)，根據(jù)各個(gè)場景下的所述性能指標(biāo)計(jì)算得出所述機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)性能矩陣、控制性能矩陣與能量性能矩陣；

矩陣轉(zhuǎn)換模塊：分別將所述運(yùn)動(dòng)性能矩陣、所述控制性能矩陣與所述能量性能矩陣通過點(diǎn)乘轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣得到運(yùn)動(dòng)屬性矩陣、控制屬性矩陣與能量屬性矩陣；

性能對象模型獲得模塊：基于所述運(yùn)動(dòng)屬性矩陣、所述控制屬性矩陣與所述能量屬性矩陣構(gòu)建所述機(jī)器人性能對象模型。

7.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法。

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的基于面向?qū)ο蟮臋C(jī)器人性能評(píng)價(jià)方法。