[发明专利]一种基于惯性导航的室内移动机器人定位方法

权利要求书

1.一种基于惯性导航的室内移动机器人定位方法，其特征在于，包括：

S1、接收来自惯性传感器采集的各帧加速度数据以及欧拉角；

S2、对步骤S1得到的各帧加速度数据进行校正；所述步骤S2具体为：

通过对步骤S1接收的各帧加速度数据进行分析，判断惯性传感器的状态；所述状态包括：静止状态和运动状态；

并将惯性传感器处于静止状态下，在设定时间采集到的若干帧加速度数据的平均值作为惯性传感器处于运动状态下对应加速度数据的零点漂移量，用加速度数据原始值减去零点漂移量值完成零点校正；

S3、根据各欧拉角将步骤S2得到的对应加速度数据变换为相对地面的加速度变量；步骤S3具体为：根据旋转矩阵通过下式将步骤S2得到加速度数据变换到地面参考坐标系中：

其中，a_x和a_y为加速度数据相对于车体坐标系的坐标；a_E和a_N为加速度数据相对于地面坐标系的坐标；Euler为欧拉角；E、N为地面坐标系的两个轴向；

S4、对惯性传感器处于运动状态对应的加速度变量进行离散积分，得到速度信息；

S5、对步骤S4得到的速度信息通过快速傅里叶变换对得到的速度信息在频域上进行滤波处理；得到速度频域信号；

S6、对步骤S5得到的速度频域信号进行快速傅里叶反变换，得到速度时域信号；

S7、对步骤S6得到的速度时域信号进行离散积分，得到初始位移信号；

S8、对步骤S7得到的初始位移信号通过快速傅里叶变换对得到的速度信息在频域上进行滤波处理，得到初始位移的频域信号；

S9、对初始位移的频域信号进行快速傅里叶反变换，得到初始位移的时域信号；

所述离散积分采用辛普森积分。

2.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的室内移动机器人定位方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下分步骤：

S11、设置串口协议为：每帧为定长，设定将原始加速度数据与欧拉角的排列顺序；并初始化帧头；

S12、若接收数据的帧头不符合预设值，则将接收到的整帧数据舍弃；

S13、对步骤S12接收到数据根据排列顺序进行分割操作，得到一组加速度数据和欧拉角。

3.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的室内移动机器人定位方法，其特征在于，所述静止状态或运动状态的判断过程为：若该设定时间内接收到各帧之间的加速度数据的差分值满足固定的概率密度，则判断惯性传感器处于静止状态；否则惯性传感器处于运动状态。

4.根据权利要求1所述的一种基于惯性导航的室内移动机器人定位方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：若是惯性传感器处于静止状态，则对应的速度置为零。