[發明專利]一種輪式機器人的誤差調校方法和裝置

在審

• 申請號: 201710374343.8
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107168317A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 羅沛;張其;白剛;劉懷民;顧震江;劉大志
• 申請（專利權）人: 深圳優地科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司44414
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于輪式機器人領域，尤其涉及一種輪式機器人的誤差調校方法和裝置。

背景技術

移動機器人是一種在復雜環境下工作的具有自規劃、自組織、自適應能力的機器人。其中，移動機器人的定位導航技術是實現真正智能化和完全自主移動的關鍵技術。目前絕大多數移動機器人定位技術可分為絕對定位技術和相對定位技術，采用相對定位方法能簡化移動機器人定位問題，無需外部傳感器對機器人位置和方向進行估計，方法簡單，系統安裝成本低，但是這種定位方法容易產生誤差累積，影響定位精度。

對于移動機器人中的輪式機器人而言，由于其零部件設計加工誤差、裝配誤差等因素影響，使得輪式機器人的驅動輪直徑不等、理論輪距與實際輪距之間出現偏差引起輪式機器人模型的不確定性，從而影響移動機器人的相對定位和控制精度。通過直接提高移動機器人零部件加工精度及裝配精度可提高相對定位精度，但極大地增加了設計制造成本。

通過UMBmark調校算法可以用于對差分驅動移動機器人的系統誤差的調校參數進行誤差調校。但該調校方法誤差測試路徑為4×4米的正方形路徑，測試場地占用較大，調校測試次數較多，調校較為麻煩；并且調效算法存在近似簡化，無法滿足高精度的調校要求。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了輪式機器人的誤差調校方法及裝置，以解決現有技術中的誤差調校方法中，調校場地占用較大，調校測試次數較多，調校較為麻煩；并且調效算法存在近似簡化，無法滿足高精度的調校要求的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種輪式機器人的誤差調校方法，其特征在于，所述方法包括：

通過往返測試的方式，獲取輪式機器人往返的實際距離L_act、在拐點順時針拐彎時的往返路線的第一夾角α_cw，以及在拐點逆時針拐彎時的往返路線的第二夾角α_ccw；

根據所述第一夾角和所述第二夾角確定第二偏差角α與第一偏差角θ之和θ+α，以及由左右輪直徑不等引起的第三偏差角β，其中，第二偏差角α由理論輪距與實際輪距的偏差所產生，第一偏差角θ由理想平均輪徑與實際輪徑的偏差所產生；

根據述述往返的實際距離L_act與輪式機器人的理論距離值，獲得理想平均輪徑與實際輪徑之間的偏差的調校參數Es，根據所述調校參數Es確定由理想平均輪徑與實際輪徑的偏差所產生的第一偏差角θ；

根據所述第一偏差角θ，以及第一偏差角與第二偏差角之和θ+α，確定理論輪距與實際輪距的調校參數Eb，根據所述第三偏差角、所述往返的實際距離L_act以及實際軸距離，確定左右輪直徑不等調校參數Ed。

結合第一方面，在第一方面的第二種可能實現方式中，所述根據所述第一夾角和所述第二夾角確定第二偏差角α與第一偏差角θ之和θ+α，以及由左右輪直徑不等引起的第三偏差角β的步驟具體為：

根據公式θ+α＝(α_cw-α_ccw)/2確定第二偏差角α與第一偏差角θ之和θ+α；

根據公式β＝(α_cw+α_ccw)/2確定由左右輪直徑不等引起的第三偏差角β。

結合第一方面，在第一方面的第二種可能實現方式中，所述根據述述往返的實際距離L_act與輪式機器人的理論距離值，獲得理想平均輪徑與實際輪徑之間的偏差的調校參數Es，根據所述調校參數Es確定由理想平均輪徑與實際輪徑的偏差所產生的第一偏差角θ的步驟具體為：

判斷所述第三偏差角β是否為零；

如果第三偏差角β為零，則根據公式計算理想平均輪徑與實際輪徑之間的偏差的調校參數Es＝L_act/L_nom，其中，L_nom為理論上的單程直線距離，L_act為實際距離；

如果所述第三偏差角β不為零，則根據公式計算得到理想平均輪徑與實際輪徑之間的偏差的調校參數；

根據公式θ＝π(1-Es)確定由理想平均輪徑與實際輪徑的偏差所產生的第一偏差角θ。

結合第一方面，在第一方面的第三種可能實現方式中，所述根據所述第一偏差角θ，以及第一偏差角與第二偏差角之和θ+α，確定理論輪距與實際輪距的調校參數Eb的步驟包括：

根據公式Eb＝(π-θ)/(π-(θ+α))確定所述理論輪距與實際輪距的調校參數Eb。