[发明专利]一种自动化标定机器人传感器参数的方法、标定房、设备以及计算机介质

说明书

本发明提供了一种自动化标定机器人传感器参数的方法，包括如下步骤：利用标定工具中的相机内参标定工具对相机内参进行标定得到新相机内参；使用IMU内参标定工具标定IMU内参得到新IMU内参；将所述新相机内参、所述新IMU内参以及打包的rosbag数据作为数据集；基于所述数据集、串口技术和网口技术实现时钟同步进而标定IMU和相机的外参关系，其中，所述外参关系包括相对旋转角和相对平移量；将编码器中心作为机器人系统的中心确定IMU和相机相对机器人系统的外参；基于所述数据集、串口技术和网口技术实现时钟同步进而标定相机和编码器的外参关系，同时标定编码器内参，对机器人的主要传感器进行内外参标定，进而在机器人定位方面可以得到更加准确的定位结果。

技术领域

本发明涉及机器人参数标定领域技术领域，尤其涉及一种自动化标定机器人传感器参数的方法、标定房、设备以及计算机介质。

背景技术

一个机器人系统中包含众多的传感器，包括相机，陀螺仪，加速度计，编码器。描述传感器的参数包括内参和外参，内参是传感器自身的设计工艺参数，外参是传感器之间的姿态相互关系，包括旋转关系和位移关系，两者的准确性是影响机器人算法性能的关键因素。由于零配件加工工艺和机器人装配工艺存在一定程度的误差，实际出厂的机器人中传感器的内外参都和设计图纸中的预定值存在一定程度的差异，例如，一个机器人中相机传感器和机器人底座的高度差为1.01米，另一个机器人中同样的参数为0.98米，而设计图纸中的参数为1米。这就导致，如果在实际过程中我们的算法使用设计图纸的预定参数，算法的输出结果和实际运行结果有一定误差，造成机器人定位不准确等问题，因此每个机器人在出厂的时候，需要对其传感器进行内外参实际值的标定。

一方面因为机器人系统的传感器众多，另一方面因为每个机器人的传感器标定流程基本上相同，因此使用自动化标定工具对每个机器人的每个传感器内外参进行逐个标定就体现了其高效性和必要性。现有的标定工具大多只针对一些特殊的传感器进行标定，不能覆盖机器人系统中主要的传感器种类，标定过程较复杂，并且标定工具没有解决传感器之间的时钟同步问题，因此，本文设计了一种能够覆盖相机、编码器和IMU(惯性测量单元)的自动化标定工具，通过在本地运行脚本文件，配置远程机器人系统的标定环境并且实现传感器时钟同步，进而对机器人系统中多传感器内外参自动化标定。

发明内容

本发明的目的之一在于，标定机器人的IMU、相机和编码器内外参。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动化标定机器人传感器参数的方法，包括如下步骤：利用标定工具中的相机内参标定工具对相机内参进行标定得到新相机内参；

使用IMU内参标定工具标定IMU内参得到新IMU内参；

将所述新相机内参、所述新IMU内参以及打包的rosbag数据作为数据集；

基于所述数据集、串口技术和网口技术实现时钟同步进而标定IMU和相机的外参关系，其中，所述外参关系包括相对旋转角和相对平移量；

将编码器中心作为机器人系统的中心确定IMU和相机相对机器人系统的外参；

基于所述数据集、串口技术和网口技术实现时钟同步进而标定相机和编码器的外参关系，同时标定编码器内参。

进一步地，将本地已经交叉编译好的标定工具传输至机器人平台；

使用所述标定工具文件夹中的脚本文件自动配置标定环境；

对于IMU、相机和编码器时间的机器人平台需要启动PTP进行系统时间同步。

进一步地，所述标定工具启动运动控制模块和数据采集模块；控制机器人按照预设轨迹进行运动采集编码器、IMU和相机的数据。

进一步地，预设轨迹包含足够的直线平移，同时包含足够的原地旋转和曲线运动；