[发明专利]一种IMU的安装误差角的标定方法及装置

说明书

本申请提供了一种IMU的安装误差角的标定方法及装置，涉及机器人技术领域。其中，安装误差角包括惯性测量单元IMU在X轴和Y轴的安装误差角，该方法包括：获取机器人进行圆弧运动时IMU的三轴陀螺仪的输出数据；根据所述输出数据获取预设数目个大于预设值的所述三轴陀螺仪的Z轴输出，并获取每个所述Z轴输出对应的IMU在X轴和Y轴的安装误差角的测量值；将获取的X轴的安装误差角的测量值的平均值作为所述IMU在X轴的安装误差角，将获取的Y轴的安装误差角的测量值的平均值作为所述IMU在Y轴的安装误差角。利用该方法，简化了标定过程的操作，降低了成本并提高了的便携程度。

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种IMU的安装误差角的标定方法及装置。

背景技术

在机器人的导航定位系统中，IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)为能够获取机器人加速度和角速度信息的六轴运动传感器，一般包含正交的三轴加速度计和正交的三轴陀螺仪。

IMU在机器人上的安装误差角是影响其测量精确度的重要因素之一。目前，机器人的IMU安装误差角需要在高精度的三自由度转台上以准确的角度和角速度输入进行标定，标定过程的操作较为复杂且成本较高。此外，由于需要额外的转台，该方法的便携程度较低。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种IMU的安装误差角的标定方法及装置，简化了标定过程的操作，降低了成本并提高了便携程度。

本申请实施例提供了一种IMU的安装误差角的标定方法，所述安装误差角包括惯性测量单元IMU在X轴和Y轴的安装误差角，该方法包括包括：

获取机器人进行圆弧运动时IMU的三轴陀螺仪的输出数据；

根据所述输出数据获取预设数目个大于预设值的所述三轴陀螺仪的Z轴输出，并获取每个所述Z轴输出对应的IMU在X轴和Y轴的安装误差角的测量值；

将获取的X轴的安装误差角的测量值的平均值作为所述IMU在X轴的安装误差角，将获取的Y轴的安装误差角的测量值的平均值作为所述IMU在Y轴的安装误差角。

可选的，所述根据所述输出数据获取预设数目个大于预设值的所述三轴陀螺仪的Z轴输出，并获取每个所述Z轴输出对应的IMU在X轴和Y轴的安装误差角的测量值，具体包括：

根据所述输出数据获取预设数目个大于预设值的所述三轴陀螺仪的Z轴输出wz，并获取每个所述Z轴输出对应的X轴输出wx和Y轴输出wy；

通过以下公式确定每个所述Z轴输出对应的IMU在X轴的安装误差角的测量值φx和Y轴的安装误差角的测量值φy，

可选的，所述方法还包括：

依据所述IMU在X轴上的安装误差角和所述IMU在Y轴上的安装误差角，对所述IMU的三轴陀螺仪和三轴加速度计的输出数据进行补偿。

可选的，所述依据所述IMU在X轴上的安装误差角和所述IMU在Y轴上的安装误差角，对所述IMU的三轴陀螺仪和三轴加速度计的输出数据进行补偿，具体包括：

通过以下公式获取所述三轴陀螺仪的补偿后的X轴输出wx2、Y轴输出wy2和Z轴输出wz2：

其中为补偿后的三轴陀螺仪的X轴输出wx2、Y轴输出wy2和Z轴输出wz2形成的矩阵，为由所述输出数据确定的未补偿的三轴陀螺仪的X轴输出wx、Y轴输出wy和Z轴输出wz形成的矩阵；

通过以下公式对所述三轴加速度计的X轴输出fx、Y轴输出fy和Z轴输出fz进行补偿，得到补偿后的X轴输出fx2、Y轴输出fy2和Z轴输出fz2：