在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

如何實現對機器人接觸力的數據濾波

麥辣雞腿堡 ? 來源:古月居 ? 作者:思念之風 ? 2023-11-10 17:23 ? 次閱讀

下面舉一些例子,實現對機器人接觸力的數據濾波!

首先是導入數據:

clc
clear all;
close all;
X = xlsread('E:程序test~六維力數據.csv');%導入數據
A=X(:,1);B=X(:,2);C=X(:,3);D=X(:,4);E=X(:,5);F=X(:,6);%提取力數據
%% 濾波
x=A;
N=1347; %時域點數
fs = 100;  % 重采樣頻率
T = 1/fs;  % 周期
n = 5;  % 1Hz頻率被分成n% N = fs*n;  % 因為1Hz頻率被分成了n段,所以頻譜的x軸數組有fs*n個數
f = (0: N-1)*fs/N;  %fs個頻率細分成fs*n個(即原來是[0, 1, 2,, fs],現在是[0, 1/N, 2/N,, (N-1)*fs/N]t = (0: N-1)*T;  % 信號所持續的時長(N個周期)
nHz = 10;  % 畫的頻譜的橫坐標到nHz
Hz = nHz*n;  % 畫的頻譜的橫坐標的數組個數
%% 繪制原始信號時頻圖
figure
subplot(211),plot(x,'k'),title('原始信號時域'),xlabel('采樣點/n'),ylabel('力或力矩');  % 繪制原始信號時域


fx = abs(fft(x-mean(x)))/(N/2);  % 傅里葉變換
subplot(212),plot(f(1:Hz), fx(1:Hz),'k'),title('原始信號頻譜圖'),xlabel('頻率/Hz'),ylabel('幅值');  % 繪制原始信號頻域

可以得到如下結果:

圖片

通過傅里葉變換可以得到接觸力信號頻域上的內容。

進行低通濾波處理:

%% 低通濾波
fc = 20;
Wc = 2*fc/fs; 
[b,a] = butter(2,Wc,'low');  % 四階的巴特沃斯低通濾波,保留頻率低于fc的振動
fprintf('a = %6.18fn',a);
fprintf('b = %6.18fn',b);
x1 = filter(b,a,x);


figure
subplot(211),plot(x1,'b'),title('低通濾波信號時域圖'),xlabel('采樣點/n'),ylabel('力或力矩');
fx = abs(fft(x1-mean(x1)))/(N/2);  % 傅里葉變換
subplot(212),plot(f(1:Hz), fx(1:Hz),'b'),title('低通濾波信號頻譜圖'),xlabel('頻率/Hz'),ylabel('幅值');  % 繪制原始信號頻域

Butterworth digital and analog filter design:

function varargout = butter(n, Wn, varargin)
narginchk(2,4);
if coder.target('MATLAB')
   [varargout{1:nargout}] = butterImpl(n,Wn,varargin{:});
else
   allConst = coder.internal.isConst(n) && coder.internal.isConst(Wn);
   for ii = 1:length(varargin)
      allConst = allConst && coder.internal.isConst(varargin{ii});
   end
   if allConst && coder.internal.isCompiled
      [varargout{1:nargout}] = coder.const(@feval,'butter',n,Wn,varargin{:});
   else
      [varargout{1:nargout}] = butterImpl(n,Wn,varargin{:});
   end
end
end


function varargout = butterImpl(n,Wn,varargin)
inputArgs = cell(1,length(varargin));
if nargin > 2
   [inputArgs{:}] = convertStringsToChars(varargin{:});
else
   inputArgs = varargin;
end
validateattributes(n,{'numeric'},{'scalar','real','integer','positive'},'butter','N');
validateattributes(Wn,{'numeric'},{'vector','real','finite','nonempty'},'butter','Wn');


[btype,analog,~,msgobj] = iirchk(Wn,inputArgs{:});
if ~isempty(msgobj)
   coder.internal.error(msgobj.Identifier,msgobj.Arguments{:});
end
% Cast to enforce precision rules
n1 = double(n(1));
coder.internal.errorIf(n1 > 500,'signal:butter:InvalidRange')
% Cast to enforce precision rules
Wn = double(Wn);
% step 1: get analog, pre-warped frequencies
fs = 2;
if ~analog
   u = 2*fs*tan(pi*Wn/fs);
else
   u = Wn;
end


% step 2: Get N-th order Butterworth analog lowpass prototype
[zs,ps,ks] = buttap(n1);
% Transform to state-space
[a,b,c,d] = zp2ss(zs,ps,ks);
% step 3: Transform to the desired filter
if length(Wn) == 1
   % step 3a: convert to low-pass prototype estimate
   Wn1 = u(1);
   Bw = []; %#ok< NASGU >
   % step 3b: Transform to lowpass or high pass filter of desired cutoff
   % frequency
   if btype == 1           % Lowpass
      [ad,bd,cd,dd] = lp2lp(a,b,c,d,Wn1);
   else % btype == 3       % Highpass
      [ad,bd,cd,dd] = lp2hp(a,b,c,d,Wn1);
   end
else % length(Wn) is 2
   % step 3a: convert to low-pass prototype estimate
   Bw = u(2) - u(1);      % center frequency
   Wn1 = sqrt(u(1)*u(2));
   % step 3b: Transform to bandpass or bandstop filter of desired center
   % frequency and bandwidth
   if btype == 2           % Bandpass
      [ad,bd,cd,dd] = lp2bp(a,b,c,d,Wn1,Bw);
   else % btype == 4       % Bandstop
      [ad,bd,cd,dd] = lp2bs(a,b,c,d,Wn1,Bw);
   end
end
% step 4: Use Bilinear transformation to find discrete equivalent:
if ~analog
   [ad,bd,cd,dd] = bilinear(ad,bd,cd,dd,fs);
end


if nargout == 4 % Outputs are in state space form
   varargout{1} = ad;          % A
   varargout{2} = bd;          % B
   varargout{3} = cd;          % C
   varargout{4} = dd;          % D
else
   p = eig(ad);
   [z,k] = buttzeros(btype,n1,Wn1,analog,p+0i);
   if nargout == 3         % Transform to zero-pole-gain form
      varargout{1} = z;
      varargout{2} = p;
      varargout{3} = k;
   else
      den = real(poly(p));
      num = [zeros(1,length(p)-length(z),'like',den)  k*real(poly(z))];
      varargout{1} = num;
      varargout{2} = den;
   end
end
end




function [z,k] = buttzeros(btype,n,Wn,analog,p)
% This internal function computes the zeros and gain of the ZPK
% representation. Wn is scalar (sqrt(Wn(1)*Wn(2)) for bandpass/stop).
if analog
   % for lowpass and bandpass, don't include zeros at +Inf or -Inf
   switch btype
      case 1  % lowpass: H(0)=1
         z = zeros(0,1,'like',p);
         k = Wn^n;  % prod(-p) = Wn^n
      case 2  % bandpass: H(1i*Wn) = 1
         z = zeros(n,1,'like',p);
         k = real(prod(1i*Wn-p)/(1i*Wn)^n);
      case 3  % highpass: H(Inf) = 1
         z = zeros(n,1,'like',p);
         k = 1;
      case 4  % bandstop: H(0) = 1
         z = 1i*Wn*((-1).^(0:2*n-1)');
         k = 1;  % prod(p) = prod(z) = Wn^(2n)
      otherwise
         coder.internal.error('signal:iirchk:BadFilterType','high','stop','low','bandpass');
   end
else
   Wn = 2*atan2(Wn,4);
   switch btype
      case 1  % lowpass: H(1)=1
         z = -ones(n,1,'like',p);
         k = real(prod(1-p))/2^n;
      case 2  % bandpass: H(z) = 1 for z=exp(1i*sqrt(Wn(1)*Wn(2)))
         z = [ones(n,1,'like',p); -ones(n,1,'like',p)];
         zWn = exp(1i*Wn);
         k = real(prod(zWn-p)/prod(zWn-z));
      case 3  % highpass: H(-1) = 1
         z = ones(n,1,'like',p);
         k = real(prod(1+p))/2^n;
      case 4  % bandstop: H(1) = 1
         z = exp(1i*Wn*( (-1).^(0:2*n-1)' ));
         k = real(prod(1-p)/prod(1-z));
      otherwise
         coder.internal.error('signal:iirchk:BadFilterType','high','stop','low','bandpass');
   end
end
% Note: codegen complains when z set to both real and complex values above
if ~any(imag(z))
   z = real(z);
end
end

可以得到濾波后的接觸力數據:

圖片

為了更詳細的進行原始數據與濾波后的數據進行對比,接下來以幾種不同形式的濾波方式進行對比。

原始接觸力數據:

圖片

移動平均濾波
b = [1 1 1 1 1 1]/6;
x11 = filter(b,1,x);

圖片

很明顯,去除噪聲的效果較為突出!

接下來采用中值濾波:

圖片

中值濾波的效果相比于移動平均濾波有改善。

接下來進行維納濾波:

Rxx=xcorr(x, x);              %得到混合信號的自相關函數
M=100;                                                             %維納濾波器階數
for i=1:M                                                           
    for j=1:M
        rxx(i,j)=Rxx(abs(j-i)+N);   %得到混合信號的自相關矩陣
    end
end
Rxy=xcorr(x,x1);       %(此處x1為中值信號濾波后效果,原信號不存在)得到混合信號和原信號的互相關函數
for i=1:M
    rxy(i)=Rxy(i+N-1);   %得到混合信號和原信號的互相關向量
end                                                                  
h = inv(rxx)*rxy';                                               %得到所要涉及的wiener濾波器系數
x1=filter(h,1, x);               %將輸入信號通過維納濾波器

圖片

但維納濾波的效果沒有前面兩個濾波算法的效果好,需要進一步整定參數

下面進行自適應濾波:

k=100;                                                  %時域抽頭LMS算法濾波器階數
u=0.001;                                             %步長因子


%設置初值
x1=zeros(1,N);                                  %output signal
x1(1:k)=x(1:k);                 %將輸入信號SignalAddNoise的前k個值作為輸出yn_1的前k個值
w=zeros(1,k);                                        %設置抽頭加權初值
e=zeros(1,N);                                        %誤差信號


%用LMS算法迭代濾波
for i=(k+1):N
        XN=x((i-k+1):(i));
        XN=XN';
        x1(i)=w*XN';
        e(i)=x11(i)-x1(i);%不存在原信號,此處換為平均濾波后的時域波形
        w=w+2*u*e(i)*XN;
end

圖片

四階的巴特沃斯低通濾波:

Wc=2*3/fs; %截止頻率 3Hz
[b,a]=butter(4,Wc,'low'); % 四階的巴特沃斯低通濾波
x1=filter(b,a,x);

圖片

二階的巴特沃斯帶通濾波:

Wc1=2*1/fs; %下截止頻率 1Hz
Wc2=2*6/fs; %上截止頻率 6Hz
[b,a]=butter(2,[Wc1, Wc2],'bandpass'); % 二階的巴特沃斯帶通濾波
x1=filter(b,a,x);

圖片

需要生成濾波器時,可以使用matlab中自帶的工具。filterDesigner

利用這個工具,可以將設計的濾波器保存成一個函數。

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • 機器人
    +關注

    關注

    211

    文章

    28423

    瀏覽量

    207139
  • 濾波
    +關注

    關注

    10

    文章

    667

    瀏覽量

    56649
  • 數據
    +關注

    關注

    8

    文章

    7035

    瀏覽量

    89045
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    nao機器人與其他機器人的區別

    機器人在之前的機器人的基礎上,加入了可以自由便捷的運動功能,兩個攝像頭精準拍攝、全方位的視覺功能,還有一個超聲傳感器功能。傳感器可以識別人類和NAO機器人接觸,從而做些動作和人類互動
    發表于 02-13 15:43

    機器人彈鋼琴,實現難度如何?

    鋼琴曲目的機器人,只需要它實現能彈奏曲目。因為現在剛剛接觸機器人制作方面,只懂一些中斷和舵機啥的,不知道做成的難度有多大,,,,希望各位前輩能夠不舍賜教。如果能做成,都需要
    發表于 05-22 17:06

    機器人彈鋼琴

    鋼琴曲目的機器人,只需要它實現能彈奏曲目。因為現在剛剛接觸機器人制作方面,只懂一些中斷和舵機啥的,不知道做成的難度有多大,,,,希望各位前輩能夠不舍賜教。如果能做成,都需要
    發表于 05-22 17:09

    機器人、協作機器人和移動機器人,你分的清楚嗎

    機器人機器人之間可能會發生身體接觸。有人反對協作機器人這一說法,認為沒有這種機器人,只有
    發表于 10-30 11:33

    機器人的眼睛和大腦:智能化光電傳感器

    的檢測。較高的研發費用是一直沒有成功實現相對滑移直接檢測技術工業化應用的主要原因。  與現在建議使用的方案不同,在IITB霍倫霍夫研究所中研發成功的光學傳感器能夠直接對相對滑移進行檢測。結合接觸力檢測
    發表于 11-06 10:52

    機器人基礎書籍

    列舉部分學習過程中接觸的部分書籍,部分有中文版,部分有更新版本。1.機器人基礎書籍適合入門的書籍:機器人機器人建模規劃與控制機器人學、
    發表于 05-22 06:53

    機器人接觸式物體探測的接觸方式有哪些?

    機器人接觸式物體探測技術電路設計
    發表于 03-02 11:06

    軟固結磨粒群接觸力分析

    針對激光強化模具白由曲面的光整加工問題,對軟固結磨粒群氣壓砂輪與模具表面接觸力、下壓量進行了研究,對砂輪接觸模具表面時的磨粒姿態進行了分析,提出了一種基于GW接觸模型構建了軟固結磨粒群接觸力
    發表于 03-16 16:19 ?0次下載
    軟固結磨粒群<b class='flag-5'>接觸力</b>分析

    機器人力控的性能指標有哪些

    機器人的操作任務中,處理機器人和環境之間的物理接觸是非常重要的。 由于機器人系統的復雜性和不確定性,純運動控制往往是不夠的,因為即使是最精確的模型也無法完全準確地預測所有可能的情況。
    的頭像 發表于 11-08 16:18 ?972次閱讀

    機器人阻抗控制有幾種方法

    在工業機器人中,阻抗控制是一種非常重要的控制方法,主要用于控制機器人的力和位。通過調整阻抗,機器人可以更好地適應不同的操作環境和任務需求。 阻抗控制的基本思路是:建立一個期望的機器人
    的頭像 發表于 11-08 18:08 ?1450次閱讀
    <b class='flag-5'>機器人</b>阻抗控制有幾種方法

    力控機器人接觸力濾波與估計

    力控機器人本身關節具有力傳感器,可為什么還需要接觸力濾波和估計呢?這是不是有些多余?顯然是不是的,本篇博文總結下力控機器人接觸力
    的頭像 發表于 11-10 17:01 ?498次閱讀

    單關節機械臂接觸力補償因素

    具有單軸力傳感器的單關節機械臂接觸力估計: 接觸力估計需要考慮多個因素進行補償,以提高估計的準確性。以下是一些常見的補償因素: 1.重力補償:機械臂在接觸過程中會受到重力的影響,因此需要對測量到的力
    的頭像 發表于 11-10 17:08 ?649次閱讀

    機器臂柔順控制初步分析

    實現與環境的安全、柔順交互,需要將機器人期望動力學行為與接觸環境所表現出來的特征進行匹配。定性地分析來看: 對于高剛度接觸環境,期望機器
    的頭像 發表于 11-22 15:59 ?507次閱讀

    柔性觸覺傳感器或將在人形機器人時代大放異彩

    近日,開源證券發布研究報告稱,柔性觸覺傳感器又稱為“電子皮膚”,能夠實現與環境接觸力、溫度、濕度、震動、材質、軟硬等特性的監測,是機器人直接感知環境作用的重要傳感器,有助于智能化的人形機器人
    的頭像 發表于 12-13 15:52 ?1059次閱讀

    接觸力對120A250A大電流接線端子有哪些影響

    德索工程師說道在電子連接技術中,接觸力是確保電力傳輸穩定性和效率的關鍵因素。特別是在120A250A大電流接線端子的應用上,適當的接觸力可以防止連接失敗和電阻增加,這對于保障設備的安全運行重要。然而,接觸力的大小并非一成不變,其
    的頭像 發表于 07-09 11:56 ?349次閱讀
    <b class='flag-5'>接觸力</b>對120A250A大電流接線端子有哪些影響
    主站蜘蛛池模板: 男人j桶女人j免费视频| 四虎国产永久在线观看| 亚洲91在线视频| 欧美性极品xxxxx| 香蕉视频久久久| 直接在线观看的三级网址| 亚洲国产高清人在线| 色爽女视频| 国产一区二区三区乱码| 成视频年人黄网站免费视频| 亚洲第七页| 国产精品人人爱一区二区白浆| 黄色网址在线播放| 在线精品91青草国产在线观看| 美女艹逼视频| 操你啦在线播放| 手机看片国产福利| 视频在线观看h| 国产精品欧美精品国产主播| 天堂影院在线| 国产三级在线视频观看| 三a大片| h在线免费视频| 网址色| 狠狠色丁香婷婷| 天堂网www在线资源网| 国产在线精品一区二区夜色 | 天堂资源www天堂在线| 成人亚洲电影| 18videosex欧美69| 网www天堂资源在线| 99se亚洲综合色区| a一级视频| 亚洲三级在线视频| 美女免费毛片| 国产理论精品| 色综合久久久久久久久久久| www.欧美色图| 欧美精品网| 你懂的国产精品| 天天射日日干|