[發(fā)明專利]一種輪式移動機器人的參數(shù)校正方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010413081.3
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111610523A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯聰達(dá);姚富林;張征;彭翔;周圣云;蔡穎杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93;G01S13/86;G01S15/93;G01C22/00;B25J9/16;B25J5/00
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33230
• 代理人: 郭薇

本發(fā)明涉及輪式移動機器人導(dǎo)引技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種輪式移動機器人的參數(shù)校正方法，參數(shù)校正過程包括如下步驟：(1)首先選定校準(zhǔn)場所的任意一個位置為原點，建立世界坐標(biāo)系，然后以輪式移動機器人的參考點作為原點建立機器人坐標(biāo)系；(2)驅(qū)動機器人在校準(zhǔn)場地移動，在運動時收集舵輪運動信息以及傳感器的檢測信息；(3)根據(jù)收集的收據(jù)分別計算編碼器里程計信息和傳感器里程計信息；(4)根據(jù)剛體運動學(xué)約束，利用里程計信息分別求解內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)；(5)根據(jù)求解的參數(shù)刪除步驟(3)中的異常數(shù)據(jù)，再次執(zhí)行步驟(4)，多次迭代求得最終數(shù)據(jù)，本發(fā)明有效的提高內(nèi)部和外部參數(shù)的精度，提高校正過程的自動化程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輪式移動機器人導(dǎo)引技術(shù)領(lǐng)域，具體領(lǐng)域為一種輪式移動機器人的參數(shù)校正方法。

背景技術(shù)

輪式移動機器人隨著科技、經(jīng)濟的發(fā)展其控制精度得到大幅提升，因此被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，例如設(shè)備生產(chǎn)、物流分揀、食品加工、自動停車等。

但是輪式移動機器人，特別是雙舵輪輪式移動機器人對于參數(shù)精度有著很高的要求。在實際生產(chǎn)過程中存在裝配復(fù)雜，要求高效率低的問題。在裝配完成后，一般的校正方法是分布進(jìn)行，分別對內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)進(jìn)行校正。內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)的校正沒有關(guān)聯(lián)。并且自動化程度低，校正結(jié)果受人為因素影響很大。為了降低裝配難度，同時提高校準(zhǔn)效率和參數(shù)校正的精度，本發(fā)明提出了一種新的校正算法，可以有效提高校正效率和精度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種輪式移動機器人的參數(shù)校正方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種輪式移動機器人的參數(shù)校正方法，參數(shù)校正過程包括如下步驟：

(1)首先選定校準(zhǔn)場所的任意一個位置為原點，建立世界坐標(biāo)系，然后以輪式移動機器人的參考點作為原點建立機器人坐標(biāo)系；

(2)驅(qū)動機器人在校準(zhǔn)場地移動，在運動時收集舵輪運動信息以及傳感器的檢測信息；

(3)根據(jù)收集的收據(jù)分別計算編碼器里程計信息和傳感器里程計信息；

(4)根據(jù)剛體運動學(xué)約束，利用里程計信息分別求解內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)；

(5)根據(jù)求解的參數(shù)刪除步驟(3)中的異常數(shù)據(jù)，再次執(zhí)行步驟(4)，多次迭代求得最終數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，輪式移動機器人包括有兩個舵輪，兩個舵輪分別為第一舵輪和第二舵輪，將第一舵輪的半徑R₁、第一舵輪的偏差角α_o1、第二舵輪的半徑R₂和第二舵輪的偏差角α_o2記為內(nèi)部參數(shù)。

優(yōu)選的，輪式移動機器人上的傳感器為二維傳感器或三維傳感器，將傳感器相對于機器人坐標(biāo)系的坐標(biāo)l＝(l_x,l_y,l_θ)記為外部參數(shù)。

優(yōu)選的，二維傳感器或三維傳感器為激光雷達(dá)、攝像頭、超聲波傳感器。

優(yōu)選的，步驟(2)中驅(qū)動機器人在校準(zhǔn)場地移動，機器人的移動路線和方式為曲線、直線、前進(jìn)、后退、原地自旋中的一種或多種組合形式。

優(yōu)選的，在驅(qū)動輪式移動機器人移動時，收集任意運動方式下的第一舵輪編碼器信息，第二舵輪編碼器信息以及傳感器信息。

優(yōu)選的，根據(jù)步驟(3)，在求解編碼器里程計信息和傳感器里程計信息時，不存在先后關(guān)系。

優(yōu)選的，求解的里程計信息包含位移信息、角度變化信息、線速度信息和角速度信息。

優(yōu)選的，根據(jù)步驟(4)，在求解過程中采用角度約束求解內(nèi)部參數(shù)，采用位移約束求解外部參數(shù)。