[发明专利]一种针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法

权利要求书

1.一种针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法，其特征在于，包括以下过程：

步骤1，机器人沿特定的轨迹运动，并收集车轮编码器的测量值；

步骤2，在每一个时间段内，运行迭代最近点算法以得到激光雷达传感器坐标系原点的位姿估计值车轮编码器的测量值和激光雷达传感器坐标系原点的位姿估计值组成每个时间段的数据样本；

步骤3，针对每一个数据样本，基于机器人左轮半径r_L、右轮半径r_R和左右轮距b构建机器人线性参数对参数J₂₁、J₂₂进行线性估计；

步骤4，针对每一个数据样本，确定标定参数为b,l_x,l_y,l_θ,其中l为传感器坐标系与机器人本体坐标系之间的相对位姿关系，x、y为坐标轴，l_θ为传感器坐标系相对于机器人本体坐标系的旋转角，标定问题描述为寻找最能解释测量结果的参数的最大似然问题，建立标定问题描述中得到的对数似然函数，计算标定参数。

2.如权利要求1所述的针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法，其特征在于，所述步骤1中，所述车轮编码器的测量参数包括左车轮转速ω_L(t)和右车轮转速ω_R(t)。

3.如权利要求1所述的针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法，其特征在于，所述步骤1中的轨迹采用封闭的轨迹。

4.如权利要求3所述的针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法，其特征在于，所述封闭的轨迹采用矩形或者8字型。

5.如权利要求2所述的针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法，其特征在于，所述步骤3包括以下过程：针对每一个数据样本，机器人转角其中L_k是一个由ω_L与ω_R积分所得的行向量；

因为激光雷达传感器是固定于移动机器人本体，传感器的旋转角和车体旋转角是相等的，激光雷达传感器旋转角的估计值代替机器人旋转角通过加权最小二乘方法估算J₂₁，J₂₂。

6.如权利要求5所述的针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法，其特征在于，所述步骤4中，标定问题描述过程为：将移动机器人以及其传感器位姿关系由如下公式表示：

其中，q^k，q^k+1分别为k和k+1时刻机器人本体坐标系与世界坐标系之间的位姿变换关系，s^k为k时刻到k+1时刻传感器坐标系发生的位姿转换，⊕定义为欧几里得群的群运算：

标定问题定义为寻找最能解释测量结果的参数的最大似然问题，得到对数似然函数为：

其中，||a||²_A＝a^TAa是向量a的A范数，并且定义为的逆运算：

7.如权利要求6所述的针对四轮移动机器人的车轮编码器标定算法，其特征在于，当传感器为激光雷达时，s^k可以通过迭代最近点算法估计得到。