[发明专利]一种绝对位姿传感器安装误差的标定方法和装置

说明书

本发明公开了一种绝对位姿传感器安装误差的标定方法和装置，涉及机器人运动控制领域。该方法的一具体实施方式包括：构建安装误差模型，其中，安装误差模型指示了绝对位姿传感器的偏移位置和偏移角度；获取移动机器人在开环运动中的多个绝对位姿信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据多个绝对位姿信息和移动机器人在开环运动中的实际行驶轨迹标定偏移位置和偏移角度，以实现安装误差的标定。该实施方式克服了现有的标定方法的准确率低、操作复杂度高、计算速率慢的技术问题，易于操作，标定表达式中各参数易整合，能够避免里程计的系统误差，进而达到显著提高标定的准确率的技术效果。

技术领域

本发明涉及机器人运动控制领域，尤其涉及一种绝对位姿传感器安装误差的标定方法和装置。

背景技术

绝对位姿传感器用于直接测量世界坐标系下的绝对位姿信息。由于不需要像相对位姿传感器通过累积位姿变化来推算位姿，绝对位姿传感器不存在误差积累的问题。

目前绝对位姿传感器的标定方法主要有两类：

一、标定架方法。通过将移动机器人摆放在标定架的指定位置，使得移动机器人相对于标定架具有某一确定的位姿，然后读取绝对位姿传感器测量的某一时刻的位姿，根据该两个位姿来标定安装误差；

二、基于扩展卡尔曼滤波的方法。将绝对位姿传感器的安装误差作为额外的安装误差增广至原有的状态空间中，然后通过移动机器人的运行数据来估计机器人绝对位姿传感器的安装误差。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1.标定架方法中需要增设额外的标定架，增加了开发成本和工作量；且标定架在安装过程中也会引入系统误差，导致标定的结果不准确；

2.基于扩展卡尔曼滤波的方法中需要依赖里程计的测量结果，里程计的系统误差会对标定的绝对位姿传感器的安装误差产生影响，同时采用该种方法不易整合出合适的协方差参数，存在收敛速度慢和估计易发散的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种绝对位姿传感器安装误差的标定方法和装置，易于操作，且能够避免里程计的系统误差，显著提高标定的准确率。

为实现上述目的，根据本发明实施例的第一方面，提供了一种绝对位姿传感器安装误差的标定方法，包括：

构建安装误差模型，其中，安装误差模型指示了绝对位姿传感器的偏移位置和偏移角度；

获取移动机器人在开环运动中的多个绝对位姿信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；

根据多个绝对位姿信息和移动机器人在开环运动中的实际行驶轨迹标定偏移位置和偏移角度，以实现安装误差的标定。

进一步地，开环直线运动的行驶距离大于偏移位置所指示的距离。

进一步地，移动机器人在开环直线运动中的实际行驶轨迹为圆弧，且移动机器人的初始航向和终止航向均为圆弧的切线方向。

进一步地，标定偏移角度的步骤包括：根据移动机器人在开环直线运动中的起始绝对位姿信息和开环直线运动中的圆弧轨迹标定偏移角度。

进一步地，标定偏移位置的步骤包括：根据多个绝对位姿信息确定移动机器人在开环原地旋转运动中的实际行驶轨迹上的实际位姿信息，根据实际位姿信息和多个绝对位姿信息标定偏移位置。

进一步地，确定移动机器人在开环原地旋转运动中的实际行驶轨迹的实际位姿信息的步骤包括：根据多个绝对位姿信息拟合绝对位姿传感器的圆形运动轨迹，确定圆形运动轨迹的圆心位置，再根据圆心位置和移动机器人在开环原地旋转运动中的实际轨迹半径确定实际位姿信息。