一种室内移动机器人测试系统和方法技术方案

本申请提出一种室内移动机器人测试系统和方法，所述系统包括：第一水平滑轨与第二水平滑轨相互垂直设置，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨分别设置在第一水平滑轨的滑块和第二水平滑轨的滑块上，随所述滑块在所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨移动，在第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有磁栅尺，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有跟踪仪，所述跟踪仪延滑轨移动，通过磁栅尺测量目标移动机器人的坐标信息；倾角仪设置在目标移动机器人上，所述倾角仪通过所述目标移动机器人上设置的激光器发射的激光束测量所述目标移动机器人的方向角信息。

An indoor mobile robot test system and method

The invention provides an indoor mobile robot test system and method. The system comprises a first level and second level slide rail is vertically arranged, the first vertical slide and second vertical slide rails are respectively arranged on the first level and second level slide slide slide slide block, with the slider on the first level and slide the second level in the first slide track, horizontal slide, second slide, the first level vertical slide rail and second vertical slide rails are arranged on the magnetic grating, a first vertical slide and second vertical slide rails are arranged on the tracking device, the tracker extension slide track, through magnescale measuring mobile robot target coordinate information inclinator; set in the mobile robot target, the laser beam emitted by the inclinometer is the laser target mobile robot measurement The direction angle information of the target mobile robot is measured.

【技术实现步骤摘要】
一种室内移动机器人测试系统和方法
本专利技术涉及室内机器人测量领域，具体涉及一种移动机器人测试系统和方法。
技术介绍
室内移动机器人现已被广泛应用于现场大部件装配领域，在工作过程中，移动机器人可以对自身的位置和姿态进行实时测量，目前的机器人位置及姿态测量主要采用航迹推测法，但由于航迹推测法多基于积分运算，其测量误差会随时间的积累被逐步放大，并存在数据漂移现象，其它定位技术也同样存在不同程度的误差。因此需要对移动机器人的定位性能进行测试，以获得移动机器人定位误差，用于分析移动机器人的位置姿态测量问题等。目前，相关的工业机器人性能测试技术、均适用于支撑点不移动的工业机器人，如机械臂、码垛机等，属活动空间很受限制的情况。GPS定位测试技术适于室外移动机器人定位。用于性能测量与评估的室内移动机器人测试系统平台现在还处于空白。
技术实现思路
本专利技术提供一种室内移动机器人测试系统和方法，解决室内移动机器人测试及误差分析的问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供一种室内移动机器人测试系统，包括：第一水平滑轨，第二水平滑轨、第一竖直滑轨、第二竖直滑轨、磁栅尺、跟踪仪、倾角仪和激光器；所述第一水平滑轨与第二水平滑轨相互垂直设置，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨分别设置在第一水平滑轨的滑块和第二水平滑轨的滑块上，随所述滑块在所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨移动，在第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有磁栅尺，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有跟踪仪，所述跟踪仪延滑轨移动，通过磁栅尺测量目标移动机器人的坐标信息；倾角仪设置在目标移动机器人上，所述倾角仪通过所述目标移动机器人上设置的激光器发射的激光束测量所述目标移动机器人的方向角信息。优选地，所述第一水平滑轨和第二水平滑轨为硬质钢材滑轨；所述第一竖直滑轨和第二竖直滑轨为硬质铝合金滑轨。优选地，所述的测试系统还包括：基座，所述基座用于支撑所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨。优选地，所述的测试系统还包括：信标架，用于固定目标移动机器人的定位信标。第二方面，本专利技术还提供一种室内移动机器人测试方法，应用于室内移动机器人测试系统，包括：控制跟踪仪沿着水平滑轨和垂直滑轨跟随目标移动机器人移动至目标移动机器人的中心点所在水平位置和垂直位置，按照预设方式利用磁栅尺获得所述目标移动机器人的测试坐标信息；控制倾角仪按照预设方式测量所述目标移动机器人的测试方位角信息；将所述测试坐标信息和所述测试方位角信息通过通信单元发送至计算机服务器。优选地，所述预设方式包括：周期性或者触发式。第三方面，本专利技术还提供一种室内移动机器人测试数据处理方法，对于每组测试坐标信息和测试方位角信息，执行以下步骤：将测量获得的测试坐标信息与目标移动机器人的自定位坐标信息在存储的电子地图上对坐标点进行显示并将实测坐标轨迹和自定位坐标轨迹进行显示；将所述测试坐标信息与所述自定位坐标信息进行比较，获得目标移动机器人的位置误差；将测量获得的测试方位角信息与目标移动机器人的自定位方位角信息进行比较，获得目标移动机器人的方位角误差。优选地，所述位置误差包括：绝对误差和相对误差。优选地，按照如下方式获得目标移动机器人绝对误差：AEX＝|RX–TX|AEY＝|RY–TY|AEZ＝|RZ–TZ|按照如下方式获得目标移动机器人相对误差：REX＝|RX–TX|/TXREY＝|RY–TY|/TYREZ＝|RZ–TZ|/TZ其中，RX为目标移动机器人自定位X轴坐标，TX为测试X轴坐标，RY为目标移动机器人自定位Y轴坐标，TY测试Y轴坐标，RZ为目标移动机器人自定位Z轴坐标，TZ为测试Z轴坐标。优选地，按照如下方式获得目标移动机器人方位角误差：AEθ＝|Rθ–Tθ|其中，Rθ为目标移动机器人自定位方向角，Tθ测试方向角。本专利技术和现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术的技术方案，通过由机械、电子构成的一套系统解决室内移动机器人坐标的测量问题及其定位误差分析问题。附图说明图1为本专利技术实施例的室内移动机器人测试系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例的室内移动机器人测试方法的流程图；图3为本专利技术实施例的室内移动机器人测试数据处理方法的流程图；图4为本专利技术实例2的室内移动机器人测试方法的流程图；图5为本专利技术实例3的室内移动机器人测试数据处理方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本专利技术的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。如图1所示，本专利技术实施例提供一种室内移动机器人测试系统，包括：第一水平滑轨，第二水平滑轨、第一竖直滑轨、第二竖直滑轨、磁栅尺、跟踪仪、倾角仪和激光器；所述第一水平滑轨与第二水平滑轨相互垂直设置，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨分别设置在第一水平滑轨的滑块和第二水平滑轨的滑块上，随所述滑块在所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨移动，在第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有磁栅尺，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有跟踪仪，所述跟踪仪延滑轨移动，通过磁栅尺测量目标移动机器人的坐标信息；倾角仪设置在目标移动机器人上，所述倾角仪通过所述目标移动机器人上设置的激光器发射的激光束测量所述目标移动机器人的方向角信息。所述第一水平滑轨和第二水平滑轨为硬质钢材滑轨；所述第一竖直滑轨和第二竖直滑轨为硬质铝合金滑轨。所述的测试系统还包括：基座，所述基座用于支撑所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨。所述的测试系统还包括：信标架，用于固定目标移动机器人的定位信标。本专利技术实施例的室内移动机器人测试系统包括两个高精度滑轨(形成X、Y轴)、固轨铸铁(形成基座)、铝合金滑轨(形成Z轴)、4个信标架(用于固定机器人信标的支撑架)、安装倾角仪和激光传感器的支座；磁栅尺安装在X轴、Y轴、Z轴上，基座用铸铁保证了坐标轴的直线度和刚度；激光传感器可以自动微调激光扫描角度；信标架的坐标值可以标定，以便获得较准确的机器人坐标值。X、Y轴滑轨材料属硬质钢材；硬质铝合金固定垂直滑轨，铝合金可以减轻Z轴的重量。如图2所示，本专利技术实施例还提供一种室内移动机器人测试方法，应用于上述的室内移动机器人测试系统，包括：S101、控制跟踪仪沿着水平滑轨和垂直滑轨跟随目标移动机器人移动至目标移动机器人的中心点所在水平位置和垂直位置，按照预设方式利用磁栅尺获得所述目标移动机器人的测试坐标信息；S102、控制倾角仪按照预设方式测量所述目标移动机器人的测试方位角信息；S103、将所述测试坐标信息和所述测试方位角信息通过通信单元发送至计算机服务器。所述预设方式包括：周期性或者触发式。本专利技术实施例中目标移动机器人在移动过程中，跟踪仪、倾角仪随着所述目标移动机器人移动，可以周期性的采集对应的测试坐标信息和测试方位角信息，例如每10秒向计算机服务器发送一次采集的数据，具体周期可以为目标移动机器人发送自定位数据的周期相同或者整数倍。本专利技术实施例还可以触发式的采集对应的测试坐标信息和测试方位角信息，例如目标移动机器人移动至预先设置的标定位置时，向计算机服务器发送一次采集的数据，或者目标移动机器人移动距离达到预设值时，向计算机服务器发送一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内移动机器人测试系统，其特征在于，包括：第一水平滑轨，第二水平滑轨、第一竖直滑轨、第二竖直滑轨、磁栅尺、跟踪仪、倾角仪和激光器；所述第一水平滑轨与第二水平滑轨相互垂直设置，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨分别设置在第一水平滑轨的滑块和第二水平滑轨的滑块上，随所述滑块在所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨移动，在第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有磁栅尺，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有跟踪仪，所述跟踪仪延滑轨移动，通过磁栅尺测量目标移动机器人的坐标信息；倾角仪设置在目标移动机器人上，所述倾角仪通过所述目标移动机器人上设置的激光器发射的激光束测量所述目标移动机器人的方向角信息。

【技术特征摘要】
1.一种室内移动机器人测试系统，其特征在于，包括：第一水平滑轨，第二水平滑轨、第一竖直滑轨、第二竖直滑轨、磁栅尺、跟踪仪、倾角仪和激光器；所述第一水平滑轨与第二水平滑轨相互垂直设置，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨分别设置在第一水平滑轨的滑块和第二水平滑轨的滑块上，随所述滑块在所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨移动，在第一水平滑轨、第二水平滑轨、第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有磁栅尺，第一竖直滑轨和第二竖直滑轨上均设置有跟踪仪，所述跟踪仪延滑轨移动，通过磁栅尺测量目标移动机器人的坐标信息；倾角仪设置在目标移动机器人上，所述倾角仪通过所述目标移动机器人上设置的激光器发射的激光束测量所述目标移动机器人的方向角信息。2.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于：所述第一水平滑轨和第二水平滑轨为硬质钢材滑轨；所述第一竖直滑轨和第二竖直滑轨为硬质铝合金滑轨。3.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于：还包括：基座，所述基座用于支撑所述第一水平滑轨和所述第二水平滑轨。4.如权利要求1所述的测试系统，其特征在于：还包括：信标架，用于固定目标移动机器人的定位信标。5.一种室内移动机器人测试方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的室内移动机器人测试系统，包括：控制跟踪仪沿着水平滑轨和垂直滑轨跟随目标移动机器人移动至目标移动机器人的中心点所在水平位置和垂直位置，按照预设方式利用磁栅尺获得所述目标移动机器人的测试坐标信息；控制倾角仪按照预设方式测量所述目标移动机器人的测试方...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔旭影，谢锦娇，林志红，万冬，陈强，周建波，
申请(专利权)人：北京信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：北京,11