[发明专利]一种管道切割机器人的里程计算方法

权利要求书

1.一种管道切割机器人的里程计算方法，其特征在于，包括：

利用差分法对后轮等比例N次划分，通过磁钢和磁接近开关来计数，从而计算两个后轮的行走里程；

通过编码器采集数据，并结合电机减速器的传动比以及锥齿轮的传动比计算机器人的行走里程，包括：由电机带动锥齿轮的传动，驱动机器人行走，通过编码器采集数据，已知电机减速器和锥齿轮的传动比分别记为则机器人的行走里程计算公式为：其中，L_2i表示第i次采集时，通过上述方式计算到的行走里程；D是后轮的直径，c_3i为在第i次采集时编码器的计数值；

通过安装在前端的加速度传感器采集数据，运用二次积分法计算加速度变化时的行走里程；

融合以上三种方式所计算到的行走里程，结合多元线性回归方程以及最小二乘法实现管道切割机器人的里程计算，包括：

融合n次以上三种方式所计算到的行走里程，通过最小二乘法，建立多元线性回归方程：y_i＝β₀+β₁L_1i+β₂L_2i+β₃L_3i；

将上述方程表示为矩阵形式：Y＝βX，求解权值矩阵β得到：

其中，Y＝[y₁ y₂...y_n]^T，β＝[β₀ β₁ β₂β₃]为预期理想的权值；

式中，c_1i、c_2i分别为磁钢和磁接近开关在第i次采集时的计数值，c_3i为在第i次采集时编码器的计数值，t_i为在第i次采集时加速度传感器总时间，i＝1,2,...,n；其中L_1i、L_2i与L_3i分别依次对应于三种方式所计算到的行走里程；y_i是第i次采集时管道切割机器人实际行走的测量结果。

2.根据权利要求1所述的一种管道切割机器人的里程计算方法，其特征在于，所述利用差分法对后轮等比例N次划分，通过磁钢和磁接近开关来计数，从而计算两个后轮的行走里程包括：

利用差分法把右后轮进行等比例八次划分，在划分位置上均布八个磁钢，每两个磁钢之间安装一个磁接近开关，通过八个磁接近开关计数；左后轮与右后轮同样等比例八次划分，但是每一个磁钢和磁接近开关的位置互换；则左右两个后轮一共进行十六次等比例划分；

通过磁钢和磁接近开关来计数，来计算两个后轮的行走里程的公式为：

其中，L_1i表示第i次采集时，通过上述方式计算到的两个后轮的行走里程；c_1i、c_2i分别为磁钢和磁接近开关在第i次采集时的计数值；D是后轮的直径。

3.根据权利要求1所述的一种管道切割机器人的里程计算方法，其特征在于，通过安装在前端的加速度传感器采集数据，运用二次积分法计算加速度变化时的行走里程的计算公式为：

其中，L_3i表示第i次采集时，通过上述方式计算到的加速度变化时的行走里程；t_i为在第i次采集时加速度传感器总时间。