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专利号: 2019104014468
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理系统,其特征在于,包括:数据采集模块,用于采集机械臂关节位置的数据信息;

下位机嵌入式模块,用于控制所述数据采集模块完成数据信息的采集,将全部数据信息进行整合,再将整合后的数据信息进行二次上传;

上位机数据处理模块,用于接收整合后的数据信息并完成数据融合处理;

所述数据采集模块与所述下位机嵌入式模块之间电性连接,所述下位机嵌入式模块与所述上位机数据处理模块之间信号连接。

2.根据权利要求1所述的基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理系统,其特征在于:所述数据采集模块至少包括磁力计、陀螺仪、加速度计以及力/力矩测量单元。

3.根据权利要求2所述的基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理系统,其特征在于,所述下位机嵌入式模块包括:ADC单元,用于电性连接所述数据采集模块,控制所述数据采集模块完成数据信息的采集、传输;

CPU单元,用于接收所述ADC单元所传输的原始数据信息,对全部数据信息进行整合、分组,随后将整合后的数据信息进行二次上传;

蓝牙发送单元,用于信号连接所述上位机数据处理模块,将整合后的数据信息无线传输至所述上位机数据处理模块中。

4.根据权利要求3所述的基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理系统,其特征在于,所述上位机数据处理模块包括:蓝牙接收单元,用于信号连接所述蓝牙发送单元,接收所述蓝牙发送单元传输的数据信息;

数据融合处理单元,用于对所述蓝牙接收单元所接收的数据信息进行拆分存储及数据处理,并将数据处理结果进行下发;

人机交互单元,用于接收来自所述数据融合处理单元的数据处理结果,对数据处理结果进行集中展示,并实现对系统整体的人工控制;

所述人机交互单元包括数据显示子单元以及控制指令子单元。

5.一种基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理方法,使用如权利要求1~

4任一所述的基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理系统,其特征在于,包括如下步骤:S1、针对数据采集模块中的力/力矩测量单元,建立耦合误差模型以及解耦函数,利用遗传算法和标定数据进行函数优化,获得电压与力/力矩的转化关系;

S2、下位机嵌入式模块对于数据采集模块中的磁力计、陀螺仪、加速度计以及力/力矩测量单元进行同步采样,并进行数据信息的整合与上传;

S3、上位机数据处理模块结合算法解耦结果,对数据信息进行融合处理并显示数据处理结果。

6.根据权利要求5所述的基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理方法,其特征在于,S1具体包括如下步骤:S11、建立主方向受力与主方向电压输出的映射,建立六维维间耦合误差函数;

S12、利用遗传算法和标定数据对解耦函数进行函数优化,通过标定数据获得函数参数。

7.根据权利要求5所述的基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理方法,其特征在于,S2具体包括如下步骤:S21、配置ADC单元以及同步时钟并测定于所述数据采集模块中的磁力计、陀螺仪、加速度计以及力/力矩测量单元,以获得力矩及姿态信息;

S22、对数据信息进行初步处理并将处理后的数据信息封装在同一数据格式内;

S23、通过蓝牙透传对封装后的数据信息进行数据传输。

8.根据权利要求7所述的基于遗传算法的力矩姿态无线传感器的数据融合处理方法,其特征在于,S3具体包括如下步骤:S31、通过蓝牙接收数据信息;

S32、利用已求得的解耦函数,将电压数据转化为力和力矩的值,并对数据信息进行融合处理:S33、将所有的测量数据信息以及数据处理结果在人机交互单元内进行显示。