一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测方法，包括如下步骤：获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测系统及方法。

背景技术

在大部分的学科领域中，时间序列是数据的一种常见表示形式。对于时间序列处理来说，一个普遍的任务就是比较两个序列的相似性。工业机器人每天会产生大量的时间序列数据，通过对比待检测时间序列数据与基准时间序列数据之间的相似性，可以对工业机器人一致性进行检测，判断工业机器人的健康状态。

在现有技术中，一般通过计算待检测时间序列数据与基准时间序列数据之间的欧式距离来判断二者之间的相似性，进而对工业机器人一致性进行检测。然而待检测时间序列数据与基准时间序列数据的长度可能存在不对齐的情况，通过计算欧式距离来判断待检测时间序列数据与基准时间序列数据之间的相似性，容易造成工业机器人一致性检测误差。

发明内容

基于此，为了解决现有技术通过计算欧式距离来判断待检测时间序列数据与基准时间序列数据之间的相似性，容易造成工业机器人一致性检测误差的问题，本发明提供了一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测系统及方法，其具体技术方案如下：

一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测系统，包括：

获取模块，用于获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

DTW算法模块，用于分别通过DTW算法计算N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

检测模块，用于根据所述相似度S

所述基于DTW距离的工业机器人一致性检测系统先通过获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

进一步地，所述工业机器人一致性检测系统还包括转换模块，所述转换模块用于在分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

进一步地，所述获取模块通过公式T

相应地，本发明提供一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测方法，包括如下步骤：

获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

根据N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

获取与机器人实时运行时反馈电流相对应的待检测序列；

通过DTW算法分别计算N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

通过DTW算法计算所述待检测序列与所述基准序列之间的相似度S

根据所述相似度S

进一步地，所述根据所述相似度S

判断所述相似度S

若所述相似度S

进一步地，在分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

其中，I

进一步地，所述基准序列T

进一步地，所述机器人的型号为HSR-JR630。

相应地，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的基于DTW距离的工业机器人一致性检测方法。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例中一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测方法的整体流程示意图；

图2是本发明一实施例中一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测方法的基准序列的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本发明一实施例中的一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测系统，包括：

获取模块，用于获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

DTW算法模块，用于分别通过DTW算法计算N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

检测模块，用于根据所述相似度S

所述基于DTW(Dynamic time warping，动态时间规整)距离的工业机器人一致性检测系统先通过获取模块获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

在其中一个实施例中，所述工业机器人一致性检测系统还包括转换模块，所述转换模块用于在分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

其中，所述获取模块通过公式T

在其中一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种基于DTW距离的工业机器人一致性检测方法，包括如下步骤：

获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

根据N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

获取与机器人实时运行时反馈电流相对应的待检测序列；

通过DTW算法分别计算N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

通过DTW算法计算所述待检测序列与所述基准序列之间的相似度S

根据所述相似度S

具体而言，N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

假设待检测序列Q＝q

DTW算法就是寻找一条从原点出发到(q

设w的第k个元素为w

最后，通过定义一个累加距离R(i,j)作为Q和C的相似度,其中R(i,j)为当前位置d(q

R(i,j)＝d(q

在实际应用中，假设有序列Q

由于累加距离R(i,j)与最短路径的节点数量以及每一段对角线长度有关，因此可以考虑最短路径的节点数量以及对角线长度，引入一个调整参数λ。

在其中一实施例中，所述调整参数

通过引入所述调整系数，可以更好地计算待检测序列与基准序列之间的相似度，避免出现误差。

两个序列之间的最长公共子串越长，往往意味着相似距离越小，两个序列越相似。为此，可以将待检测序列与基准序列之间的最长公共子串长度考虑在内，对所述调整系数进行改进。

在其中一个实施例中，所述调整参数

在其中一个实施例中，为了综合考虑待检测序列与基准序列之间的最长公共子串长度、最短路径的节点数量以及每一段对角线长度对DTW距离的影响，所述调整参数

先获取N台机器人正常运行时的反馈电流并分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

在其中一个实施例中，所述根据所述相似度S

判断所述相似度S

若所述相似度S

在其中一个实施例中，在分别提取N台机器人正常运行时的反馈电流的单个周期序列数据T

其中，I

通过对N台机器人正常运行时的反馈电流进行单位转换，可以将反馈电流从无量纲转换成电流安培。

其中，所述基准序列T

在其中一个实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的基于DTW距离的工业机器人一致性检测方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。