液压机械装置力与有效负荷的校准动态建模
机器人学
2025-10-14 v1
摘要
液压挖掘机末端执行器相互作用力的精确实时估计是重型机械自动化的关键前置条件。准确了解这些力量有助于实现更精确的grading与挖掘操作。为此，我们提出一种高精度、可 retrofit 的二维力量及有效负荷估计算法，不要求操作员遵循特定轨迹、加速度要求，或使用旋转关节。该方法设计用于 retrofit 性质，仅需最小校准，无需机器特性的先验知识。具体而言，我们提出一种用于识别动态模型的方法，以在正常作业期间估计末端执行器相互作用力和bucket有效负荷。我们基于优化的有效负荷估计方法，在全尺寸范围内实现了1%的有效负荷精度。在25吨标准挖掘机上，来自压力和惯性测量的在线力量测量实现了13度的方向精度和383牛顿的大小精度。该方法的精度和泛化能力在两种不同类型和质量等级的挖掘机平台上得到验证。我们将我们的有效负荷估计与经典准静态方法以及商业化系统进行基准测试。我们的系统在精度和精度上均优于两者。
引用
@article{arxiv.2510.11574,
title = {Calibrated Dynamic Modeling for Force and Payload Estimation in Hydraulic Machinery},
author = {Lennart Werner and Pol Eyschen and Sean Costello and Pierluigi Micarelli and Marco Hutter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.11574},
year = {2025}
}