【技术实现步骤摘要】
一种基于IMU的轮式机器人定位方法
本专利技术属于机器人定位领域,尤其涉及一种基于IMU的轮式机器人定位方法。
技术介绍
轮式机器人定位使用的传感器包括里程计、IMU、激光扫描仪模块等,在机器人行驶过程中可能发生碰撞、打滑、人为干扰等因素导致里程计无法反映机器人真实轨迹的情况,称为机器人“绑架”问题,纯里程计无法解决机器人“绑架”问题。现有技术在发生“绑架”时可以使用宽视角、长距离的激光扫描仪根据远距离的物体做SLAM算法中的扫描匹配来得到准确的位姿,避开里程计不准确的问题。但是在一些窄视角、短距离激光扫描仪应用中,无法识别远距离物体,而近距场景在“绑架”时扫描匹配的结果也是不准确的,此时里程计和激光扫描仪都无法使用。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术存在的缺陷,提出了一种基于IMU的轮式机器人定位方法,使用IMU做纯捷联惯性导航的方法来解决“绑架”问题,即在发生碰撞、打滑等情况时把位置、姿态的更新算法切换到IMU的纯惯性导航算法上。为实现上述目的,本专利技术是通过如下方案实现的,一种基于IMU的轮式机器人定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:使用正常的SLAM算法融合里程计、测距模块、IMU数据;步骤2:建立一个包含N个姿态值att的滑动窗口,存储包含N个IMU数据、运动学参数滑动窗口用于回溯;步骤3:对步骤2中所述滑动窗口内的姿态值做奇异值分解,得到按降序排列的特征阈值wi{i=1,2,3};步骤4:根据测试得到“绑架”时的特征阈值w2TH、w3TH,判断机器人是否被“绑架”:如果w2>w2TH,w3>w3TH,则判定发生“绑架”,则执行步骤5; ...
【技术保护点】
1.一种基于IMU的轮式机器人定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:使用正常的SLAM算法融合里程计、测距模块、IMU数据;步骤2:建立一个包含N个姿态值att的滑动窗口,存储包含N个IMU数据、运动学参数滑动窗口用于回溯;步骤3:对步骤2中所述滑动窗口内的姿态值做奇异值分解,得到按降序排列的特征阈值wi{i=1,2,3};步骤4:根据测试得到“绑架”时的特征阈值w2TH、w3TH,判断机器人是否被“绑架”:如果w2>w2TH,w3>w3TH,则判定发生“绑架”,则执行步骤5;若没有发生“绑架”,则直接返回执行步骤1中正常的SLAM算法;步骤5:采用在当前时刻tdelay之前滑动窗口内的运动参数,开始回溯,采取加速追赶的策略,一个周期内回溯M个周期(M可以整除N),即以tdelay之前时刻的值作为初值,切换到IMU的纯惯性导航算法上,则N/M个周期之后就可以追赶到机器人当前时刻,此时得到的位姿即是机器人当前正确的位姿;步骤6:完成上述步骤1~5的纯惯性导航回溯之后,返回步骤1进行正常的SLAM算法。
【技术特征摘要】
1.一种基于IMU的轮式机器人定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:使用正常的SLAM算法融合里程计、测距模块、IMU数据;步骤2:建立一个包含N个姿态值att的滑动窗口,存储包含N个IMU数据、运动学参数滑动窗口用于回溯;步骤3:对步骤2中所述滑动窗口内的姿态值做奇异值分解,得到按降序排列的特征阈值wi{i=1,2,3};步骤4:根据测试得到“绑架”时的特征阈值w2TH、w3TH,判断机器人是否被“绑架”:如果w2>w2TH,w3>w3TH,则判定发生“绑架”,则执行步骤5;若没有发生“绑架”,则直接返回...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘兴华,胡兵兵,郭煜玺,
申请(专利权)人:北京雷动云合智能技术有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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