[发明专利]全向轮里程校准方法及机器人

权利要求书

1.一种全向轮里程校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

直线校准，所述全向轮通过直线运动进行校准，所述全向轮为三轮系统，所述直线校准的目标是轮子的直径，所述直线校准的步骤具体包括：

所述全向轮于初始位置处旋转角度θ＝0且ΣΔU_1,i＝-ΣΔU_2,i，

所述全向轮直线运动的里程L₀表示为：

测量所述全向轮的起始坐标(x₀,y₀)和终点坐标(x₁,y₁)，并依据下式对所述轮子直径D进行校准：

旋转校准，所述全向轮通过旋转运动进行校准，旋转校准的目标是所述轮子到所述三轮系统中心的距离，所述旋转校准的步骤具体包括：

测量所述三轮系统旋转一段时间后的角度累计里程值θ，

依据下式对所述轮子到所述三轮系统中心距离L进行校准：

误差验证，所述全向轮通过沿预设的具有回路的轨迹运动对所述直线校准和旋转校准的结果进行误差验证，所述具有回路的轨迹为正方形轨迹，所述误差验证的步骤具体包括：

所述全向轮分别按顺时针方向和逆时针方向沿预设的正方形轨迹运动一周，每运动一周测量所述三轮系统中心的起始坐标(x₀,y₀)和终点坐标(x₄,y₄)，

依据下式对所述三轮系统进行误差计算并对校准方法的精度进行判定：

x₄＝x₀-2L_eα

y₄＝y₀+2L_eα

其中，L_e为长度偏差值，α为角度偏差值；

若所述误差验证的结果满足预设精度要求，则判定所述直线校准和旋转校准的校准成功。

2.根据权利要求1所述的全向轮里程校准方法，其特征在于，还包括以下步骤：若所述误差验证的结果不满足预设精度要求，则重复执行所述直线校准、所述旋转校准和所述误差验证的步骤，直到满足预设精度要求。

3.根据权利要求1所述的全向轮里程校准方法，其特征在于，所述全向轮里程的计算式为：

其中，θ_i为i时刻全向轮运转角度，X_i为i时刻全向轮在x轴方向坐标，Y_i为i时刻全向轮在y轴方向坐标，θ_i-1为i-1时刻全向轮运转角度，X_i-1为i-1时刻全向轮在x轴方向坐标，Y_i-1为i-1时刻全向轮在y轴方向坐标，L为轮子到三轮系统中心距离，ΔU_1,i,ΔU_2,i,ΔU_3,i分别表示i-1时刻到i时刻三个轮子的里程值，其中：

ΔU_1,i＝C_mN_1,i

ΔU_2,i＝C_mN_2,i

ΔU_3,i＝C_mN_3,i

N_1,i,N_2,i,N_3,i分别表示i-1时刻到i时刻三个轮子的运转圈数，C_m表示轮子里程系数：

C_m＝πD/nC_e

其中，D为轮子直径，n为减速器减速比，C_e为编码器线数。

4.根据权利要求1所述的全向轮里程校准方法，其特征在于，所述直线校准过程通过多次校准取均值。

5.根据权利要求1所述的全向轮里程校准方法，其特征在于，所述旋转校准过程通过多次校准取均值。

6.一种机器人，所述机器人具有全向轮系统，所述全向轮系统在工作时执行权利要求1-5任一所述的全向轮里程校准方法。