[發(fā)明專利]一種阿克曼模型移動機器人里程計標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010888953.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN112097792B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范文強;徐嘉駿;辛紹杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種阿克曼模型移動機器人里程計標(biāo)定方法，其特征在于，操作步驟如下：

(1)通過安裝在移動機器人上的IMU獲取移動機器人在運動過程中的真實轉(zhuǎn)角；

(2)通過對輪式編碼器單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)計算移動機器人的運動速度，對速度進行積分得到移動機器人在一定時間間隔內(nèi)的運動距離；

(3)根據(jù)移動機器人的運動距離與IMU獲取到的移動機器人轉(zhuǎn)角，利用航跡推測算法，得到移動機器人的估計位移；

(4)通過激光雷達跟蹤環(huán)境中單一特征角點，獲取其在兩次采樣時刻相對于移動機器人的距離與角度，結(jié)合IMU轉(zhuǎn)角，利用幾何推導(dǎo)，計算出移動機器人的真實位移；

(5)通過比較移動機器人估計位移與移動機器人真實位移得到誤差系數(shù)，對移動機器人估計位移進行調(diào)整，實現(xiàn)里程計標(biāo)定；

在所述步驟(5)中，得到里程計誤差系數(shù)的步驟如下：

(5-1)由一次標(biāo)定所得到的多組數(shù)據(jù)計算誤差系數(shù)其中l(wèi)_odom為由里程計信息的到的估計位移，l_laser為由激光雷達信息得到的真實位移；通過多次標(biāo)定，取δ_l的平均值

(5-2)重復(fù)所述(5-1)步驟，控制移動機器人按照不同的軌跡行駛，得到多組取的平均值，得到更具有普適性的

(5-3)以作為誤差系數(shù)，加入到里程計信息估計并控制小車運動，比較l與l_laser，驗證該系數(shù)的正確性，其中l(wèi)為標(biāo)定后的估計位移。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述阿克曼模型移動機器人里程計標(biāo)定方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，獲取移動機器人的估計位移的步驟如下：

(3-1)獲取電機轉(zhuǎn)速ω_m，則移動機器人本體的移動線速度為v_c＝r·ω_m；其中r為移動機器人車輪半徑；

(3-2)對移動機器人速度進行積分得到給定時間間隔內(nèi)的運動距離s；

(3-3)以移動機器人后輪連線中點為基準(zhǔn)點O，基準(zhǔn)點繞O點由A(x，y)運動至B(x′,y′)；

(3-4)根據(jù)航跡推測算法得到：其中s為小車給定時間內(nèi)運動的距離，θ₁,θ₂分別為小車兩次采樣時的姿態(tài)角；

(3-5)根據(jù)兩次采樣所得移動機器人坐標(biāo)，計算移動機器人位移

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述阿克曼模型移動機器人里程計標(biāo)定方法，其特征在于，在所述步驟(4)中，獲取移動機器人的真實位移的步驟如下：

(4-1)在起始時刻，激光雷達觀測到角點，并輸出角點與雷達坐標(biāo)系的相對位置關(guān)系，其相對于激光雷達的距離為到d₁,角度為a₁；

(4-2)在終點時刻，角點相對于激光雷達的距離為d₂,角度為a₂；

(4-3)在T時間內(nèi)，機器人的旋轉(zhuǎn)角度為Δa，由IMU獲得，激光雷達對角點兩次測距的夾角為a₃，則可計算出a₃＝a₁+a₂+Δa；

(4-4)機器人位移為：

其中d₃即為由激光雷達信息得到的小車真實位移。