[發明專利]里程計在線標定的方法、裝置、電子設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110331403.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112729349B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 劉星;韓松杉;張彌
• 申請（專利權）人: 浙江欣奕華智能科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 王英

本申請公開了一種里程計在線標定的方法、裝置、電子設備及存儲介質，基于卡爾曼濾波算法的狀態變量、以及控制變量預測當前時刻機器人的位姿，然后通過響應于識別到預設路標，基于預設路標的預設位姿以及機器人在當前時刻的位姿，確定機器人與預設路標的相對位置關系信息作為卡爾曼濾波算法的觀測變量；最后基于觀測變量和當前時刻機器人的位姿的預測結果，確定指定參數的標定值。在不引入額外設備的前提下，通過將影響機器人的運行里程的參數添加至卡爾曼濾波算法的狀態變量中，進而在機器人自主定位和導航過程中，利用卡爾曼濾波算法更新指定參數，可以實現對里程計的在線標定。

技術領域

本申請涉及里程計數據處理技術領域，尤其涉及一種里程計在線標定的方法、裝置、電子設備及存儲介質。

背景技術

現有技術中，針對里程計的標定方法主要包括兩種方式：一是通過離線標定里程計，二是通過引入額外的設備對里程計進行標定。例如，針對使用激光雷達和反光條進行雙輪差速移動機器人里程計標定的輪間距修正的方案，通過計算機器人的實際自旋角和里程計的旋轉角，擬合得到輪間距的修正系數。該方案為通過離線標定里程計。

或者，針對基于運動捕捉系統對里程計進行標定的方案，當機器人在預設的區域內行走時，同時利用運動捕捉系統對機器人進行定位，讀取里程計計算的行走位移，計算得到里程計的補償參數。該方案在進行里程計參數標定的時候采用了運動捕捉系統，而運動捕捉系統為引入的額外設備。

由于在里程計進行標定的過程中，引入額外的設備，導致里程計標定的成本過高，并且通過離線標定里程計，又不能及時獲取到里程計的信息。

發明內容

本申請實施例提供一種里程計在線標定的方法、裝置、電子設備及存儲介質，可以在不引入額外設備前提下，實現里程計的在線標定。

一方面，本申請一實施例提供了一種里程計在線標定的方法，應用于機器人，所述方法包括：

基于卡爾曼濾波算法的狀態變量、以及控制變量預測當前時刻所述機器人的位姿，其中，所述狀態變量的參數包括所述機器人上一時刻的位姿以及指定參數的初始值，所述指定參數為影響所述機器人的運行里程的參數，所述控制變量的參數包括距離所述當前時刻指定時長內所述機器人的移動距離；

響應于識別到預設路標，基于所述預設路標的預設位姿以及所述機器人在所述當前時刻的位姿，確定所述機器人與所述預設路標的相對位置關系信息作為所述卡爾曼濾波算法的觀測變量；

基于所述觀測變量和所述當前時刻所述機器人的位姿的預測結果，確定所述指定參數的標定值。

本申請的一實施例中，所述指定參數為以下參數中的一種或多種：

所述機器人左輪與右輪之間的輪距值、所述機器人的左輪輪徑值、所述機器人的右輪輪徑值。

本申請的一實施例中，所述狀態變量包括均值矩陣和第一協方差矩陣，所述控制變量包括第二協方差矩陣，所述方法還包括：

通過以下方法確定所述卡爾曼濾波算法的狀態變量、以及控制變量：

基于所述機器人上一時刻的位姿以及所述指定參數的初始值，確定所述卡爾曼濾波算法的狀態變量的均值矩陣；

基于所述機器人上一時刻的位姿、所述指定參數的初始值、以及所述指定參數的預設誤差值，確定所述卡爾曼濾波算法的狀態變量的第一協方差矩陣；

基于所述指定時間內所述機器人的左輪和右輪分別移動的距離、以及所述機器人對應的里程計計算裝置關聯的系數值，確定所述卡爾曼濾波算法的控制變量的第二協方差矩陣。

本申請的一實施例中，所述基于卡爾曼濾波算法的狀態變量、以及控制變量預測當前時刻所述機器人的位姿，包括：

根據以下位姿預測公式預測當前時刻所述機器人的位姿：