[发明专利]一种轮式机器人的误差调校方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于轮式机器人领域，尤其涉及一种轮式机器人的误差调校方法和装置。

背景技术

移动机器人是一种在复杂环境下工作的具有自规划、自组织、自适应能力的机器人。其中，移动机器人的定位导航技术是实现真正智能化和完全自主移动的关键技术。目前绝大多数移动机器人定位技术可分为绝对定位技术和相对定位技术，采用相对定位方法能简化移动机器人定位问题，无需外部传感器对机器人位置和方向进行估计，方法简单，系统安装成本低，但是这种定位方法容易产生误差累积，影响定位精度。

对于移动机器人中的轮式机器人而言，由于其零部件设计加工误差、装配误差等因素影响，使得轮式机器人的驱动轮直径不等、理论轮距与实际轮距之间出现偏差引起轮式机器人模型的不确定性，从而影响移动机器人的相对定位和控制精度。通过直接提高移动机器人零部件加工精度及装配精度可提高相对定位精度，但极大地增加了设计制造成本。

通过UMBmark调校算法可以用于对差分驱动移动机器人的系统误差的调校参数进行误差调校。但该调校方法误差测试路径为4×4米的正方形路径，测试场地占用较大，调校测试次数较多，调校较为麻烦；并且调效算法存在近似简化，无法满足高精度的调校要求。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了轮式机器人的误差调校方法及装置，以解决现有技术中的误差调校方法中，调校场地占用较大，调校测试次数较多，调校较为麻烦；并且调效算法存在近似简化，无法满足高精度的调校要求的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种轮式机器人的误差调校方法，其特征在于，所述方法包括：

通过往返测试的方式，获取轮式机器人往返的实际距离L_act、在拐点顺时针拐弯时的往返路线的第一夹角α_cw，以及在拐点逆时针拐弯时的往返路线的第二夹角α_ccw；

根据所述第一夹角和所述第二夹角确定第二偏差角α与第一偏差角θ之和θ+α，以及由左右轮直径不等引起的第三偏差角β，其中，第二偏差角α由理论轮距与实际轮距的偏差所产生，第一偏差角θ由理想平均轮径与实际轮径的偏差所产生；

根据述述往返的实际距离L_act与轮式机器人的理论距离值，获得理想平均轮径与实际轮径之间的偏差的调校参数Es，根据所述调校参数Es确定由理想平均轮径与实际轮径的偏差所产生的第一偏差角θ；

根据所述第一偏差角θ，以及第一偏差角与第二偏差角之和θ+α，确定理论轮距与实际轮距的调校参数Eb，根据所述第三偏差角、所述往返的实际距离L_act以及实际轴距离，确定左右轮直径不等调校参数Ed。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述根据所述第一夹角和所述第二夹角确定第二偏差角α与第一偏差角θ之和θ+α，以及由左右轮直径不等引起的第三偏差角β的步骤具体为：

根据公式θ+α＝(α_cw-α_ccw)/2确定第二偏差角α与第一偏差角θ之和θ+α；

根据公式β＝(α_cw+α_ccw)/2确定由左右轮直径不等引起的第三偏差角β。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述根据述述往返的实际距离L_act与轮式机器人的理论距离值，获得理想平均轮径与实际轮径之间的偏差的调校参数Es，根据所述调校参数Es确定由理想平均轮径与实际轮径的偏差所产生的第一偏差角θ的步骤具体为：

判断所述第三偏差角β是否为零；

如果第三偏差角β为零，则根据公式计算理想平均轮径与实际轮径之间的偏差的调校参数Es＝L_act/L_nom，其中，L_nom为理论上的单程直线距离，L_act为实际距离；

如果所述第三偏差角β不为零，则根据公式计算得到理想平均轮径与实际轮径之间的偏差的调校参数；

根据公式θ＝π(1-Es)确定由理想平均轮径与实际轮径的偏差所产生的第一偏差角θ。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述根据所述第一偏差角θ，以及第一偏差角与第二偏差角之和θ+α，确定理论轮距与实际轮距的调校参数Eb的步骤包括：

根据公式Eb＝(π-θ)/(π-(θ+α))确定所述理论轮距与实际轮距的调校参数Eb。