[发明专利]机器人IMU角度测量方法、装置、计算机设备及存储介质

说明书

本发明实施例公开了机器人IMU角度测量方法、装置、计算机设备及存储介质。方法包括：计算拟合参数；获取陀螺仪所采集的角速度数据以及加速度传感器所采集的加速度数据；将角速度数据以及加速度数据进行滤波，以得到滤波结果；对滤波结果进行去零偏处理，并与拟合参数融合，以得到融合结果；根据融合结果计算偏航角角度；根据角速度数据以及加速度数据计算横滚角和俯仰角。通过实施本发明实施例的方法可单独进行计算偏航角角度，避免X轴和Y轴数据对偏航角角度的影响，确保了偏航角角度的准确性，横滚角和俯仰角的计算运用了互补滤波算法，提高了精度，完全能够满足室内移动机器人的要求，以解决IMU的高精度和低成本不能兼容的问题。

技术领域

本发明涉及室内移动机器人，更具体地说是指机器人IMU角度测量方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

近年来，室内移动机器人得到了飞速的发展，具有高自主性、高适应性、智能定位和导航等特点，在医院、工厂、学校、机场、酒店和餐厅等场所得到广泛的应用。

IMU(惯性测量单元，Inertial measurement unit)为室内移动机器人的定位和导航提供姿态角、角速度和加速度，然而，IMU的精度受周围环境的影响很大，需要做特殊的算法处理或者使用高成本的MEMS(微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System)传感器才能满足室内移动机器人定位和导航的要求，因而目前市面上常用的IMU普遍存在高精度和低成本不能兼容的问题。

因此，有必要设计一种新的方法，以解决IMU的高精度和低成本不能兼容的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供机器人IMU角度测量方法、装置、计算机设备及存储介质。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：机器人IMU角度测量方法，包括：

计算拟合参数；

获取陀螺仪所采集的角速度数据以及加速度传感器所采集的加速度数据；

将所述角速度数据以及加速度数据进行滤波，以得到滤波结果；

对所述滤波结果进行去零偏处理，并与所述拟合参数融合，以得到融合结果；

根据所述融合结果计算偏航角角度；

根据所述角速度数据以及加速度数据计算横滚角和俯仰角。

其进一步技术方案为：所述计算拟合参数，包括：

在高精度转台上采集陀螺仪的全量程数据，并通过上位机进行线性拟合，以得到拟合参数。

其进一步技术方案为：所述将所述角速度数据以及加速度数据进行滤波，以得到滤波结果，包括：

采用M₁＝(X1+X2+…+，XN)/N将所述角速度数据以及加速度数据进行滤波，以得到滤波结果，其中，M为滤波结果，X1、X2和XN为采样数据；N为采样次数，所述采样数据包括角速度数据以及加速度数据。

其进一步技术方案为：所述对所述滤波结果进行去零偏处理，并与所述拟合参数融合，以得到融合结果，包括：

采用M₂＝M₁*K-B对所述滤波结果进行去零偏处理以及与所述拟合参数融合，以得到融合结果，其中，M₂为融合结果，M₁为滤波后的数据，K为拟合参数，B为零偏数据。

其进一步技术方案为：所述根据所述融合结果计算偏航角角度，包括：

根据计算偏航角角度，其中，θ为偏航角角度，t表示积分时间，w表示融合结果内的角速度，表示前一时刻的偏航角角度。