[發(fā)明專利]定位方法、裝置、業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710003881.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108267137B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 寧潤(rùn)蘇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京京東尚科信息技術(shù)有限公司;北京京東世紀(jì)貿(mào)易有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 張一軍;姜?jiǎng)?/td>

本發(fā)明提供一種用于雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位方法以及定位裝置，以及用于雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位的業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，有助于解決現(xiàn)有技術(shù)中的定位不準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的用于雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位方法包括：獲取雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的初始橫坐標(biāo)、初始縱坐標(biāo)、初始航向角、初始傾斜角、初始側(cè)傾角；根據(jù)初始航向角、初始傾斜角以及初始側(cè)傾角確定雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的新航向角、新傾斜角以及新側(cè)傾角；確定雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的左右驅(qū)動(dòng)輪的平均移動(dòng)距離；根據(jù)初始橫坐標(biāo)、初始縱坐標(biāo)、新航向角以及左右驅(qū)動(dòng)輪的平均移動(dòng)距離確定雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的新橫坐標(biāo)和新縱坐標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位的方法、裝置、業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人逐漸被廣泛應(yīng)用，例如電商公司可以使用移動(dòng)機(jī)器人在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)搬運(yùn)貨物。雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人通常采用左輪和右輪的雙驅(qū)模式，車(chē)體輪系采用差速固定舵方式，驅(qū)動(dòng)電機(jī)為伺服電機(jī)，通過(guò)控制兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)的速度控制和姿態(tài)控制。

雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位技術(shù)主要有基于編碼器定位和基于慣性導(dǎo)航定位兩種。

基于編碼器的機(jī)器人定位方法具體為：當(dāng)機(jī)器人在兩個(gè)二維碼點(diǎn)之間行走時(shí)，如果地面嚴(yán)格水平，排除其他誤差的影響，可以認(rèn)為機(jī)器人走直線。在車(chē)輪上安裝有編碼器，當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，編碼器會(huì)發(fā)出數(shù)個(gè)脈沖信號(hào)，導(dǎo)航解算單元接收到這個(gè)信號(hào)后，通過(guò)計(jì)算脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，可以得知車(chē)輪在測(cè)量時(shí)間內(nèi)直線上的距離，這樣就可以得到機(jī)器人在直線上的坐標(biāo)。然而，在地面水平度平整度不夠、輪子半徑不相等、機(jī)器人載重不均勻等情況下，機(jī)器人不再按直線行走，而是走曲線，尤其是當(dāng)某個(gè)輪子打滑時(shí)，機(jī)器人會(huì)產(chǎn)生大幅度的轉(zhuǎn)向，對(duì)編碼器方式定位結(jié)果造成很大的誤差。

基于慣性導(dǎo)航的機(jī)器人定位方法具體為：將慣性測(cè)量傳感器置于載體中心點(diǎn)上，采集機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的加速度、角速度等基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)信息，通過(guò)方向余弦矩陣將之轉(zhuǎn)化到導(dǎo)航坐標(biāo)系下，經(jīng)過(guò)一系列導(dǎo)航算法即可解算出載體的速度、位置以及姿態(tài)角信息。然而，慣性導(dǎo)航傳感器由于成本原因，實(shí)際應(yīng)用中選擇MEMS工藝低成本傳感器，器件的零位較不穩(wěn)定，隨機(jī)漂移較嚴(yán)重，尤其是加速度計(jì)在10秒時(shí)間內(nèi)由于漂移造成的位移計(jì)算誤差達(dá)幾十公分，這在實(shí)際應(yīng)用中是不能接受的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位方法以及定位裝置，以及用于雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位的業(yè)務(wù)處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，有助于解決現(xiàn)有技術(shù)中的定位不準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種用于雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的定位方法，包括：獲取所述雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的初始橫坐標(biāo)、初始縱坐標(biāo)、初始航向角、初始傾斜角、初始側(cè)傾角；根據(jù)所述初始航向角、所述初始傾斜角以及所述初始側(cè)傾角確定所述雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的新航向角、新傾斜角以及新側(cè)傾角；確定所述雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的左右驅(qū)動(dòng)輪的平均移動(dòng)距離；根據(jù)所述初始橫坐標(biāo)、所述初始縱坐標(biāo)、所述新航向角以及所述左右驅(qū)動(dòng)輪的平均移動(dòng)距離確定所述雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的新橫坐標(biāo)和新縱坐標(biāo)。

可選地，所述根據(jù)所述初始航向角、所述初始傾斜角以及所述初始側(cè)傾角確定所述雙驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人的新航向角、新傾斜角以及新側(cè)傾角的步驟包括：

根據(jù)所述初始航向角、所述初始傾斜角以及所述初始側(cè)傾角按照下列公式計(jì)算四元數(shù)：

其中，表示初始航向角，θ(k)表示初始傾斜角，γ(k)表示初始側(cè)傾角，a、b、c、d表示四元數(shù)；

根據(jù)所述四元數(shù)按照下列公式計(jì)算所述新航向角、所述新傾斜角以及所述新側(cè)傾角：

θ(k+1)＝arcsin(2(cd+ab))