【技术实现步骤摘要】
巡检机器人姿态矫正方法
本专利技术属于机器人定位导航技术，具体为一种巡检机器人姿态矫正方法。
技术介绍
自主移动机器人定位系统中里程计定位是AMCL算法精确定位的基础，处于定位系统的底层。若驱动轮打滑将导致机器人里程计定位位姿有较大偏差，偏差过大会导致AMCL定位失败，通常定位失败后无法从失败中恢复。目前机器人在原地旋转过程中，如果遇到地面不平坦的情况，有可能会出现驱动轮打滑的情况。而激光定位只能对机器人位置信息进行修正，对其姿态无法修正。当机器人打滑时会导致里程计推算的角度比实际转过的角度大，导致机器人的姿态估计发生错误，影响地图匹配，严重情况下会导致机器人坐标跑飞。现有的姿态矫正方法只采用了里程计进行姿态推算，其所得到的误差较大，矫正结果较为粗糙，并且其适应性和鲁棒性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出了一种巡检机器人姿态矫正方法，以解决机器人驱动轮打滑情况下里程计姿态推算误差较大的问题。实现本专利技术的技术解决方案为：一种巡检机器人姿态矫正方法，具体步骤为：步骤1、根据图像坐标系与摄像机坐标系、相机坐标系与世界坐标系变换关系完成摄像机标定，获得摄像机内...
【技术保护点】
1.一种巡检机器人姿态矫正方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1、根据图像坐标系与摄像机坐标系、相机坐标系与世界坐标系变换关系完成摄像机标定，获得摄像机内参；步骤2、基于ORB的特征提取匹配算法对巡检机器人拍摄的图像进行特征匹配，并对匹配结果进行优化；步骤3、建立摄像机与机器人的位姿关系，根据获得的匹配点对进行相对位姿解算，得到机器人的当前旋转角，所述机器人的当前旋转角包括里程计旋转角和视觉旋转角；步骤4、融合里程计旋转角和视觉旋转角得到机器人当前待矫正角度，完成姿态矫正。
【技术特征摘要】
1.一种巡检机器人姿态矫正方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1、根据图像坐标系与摄像机坐标系、相机坐标系与世界坐标系变换关系完成摄像机标定，获得摄像机内参；步骤2、基于ORB的特征提取匹配算法对巡检机器人拍摄的图像进行特征匹配，并对匹配结果进行优化；步骤3、建立摄像机与机器人的位姿关系，根据获得的匹配点对进行相对位姿解算，得到机器人的当前旋转角，所述机器人的当前旋转角包括里程计旋转角和视觉旋转角；步骤4、融合里程计旋转角和视觉旋转角得到机器人当前待矫正角度，完成姿态矫正。2.根据权利要求1所述的巡检机器人姿态矫正方法，其特征在于，步骤1获得摄像机内参的具体步骤为：步骤1-1、根据图像坐标系与摄像机坐标系变换关系，得到相机的内参矩阵，图像坐标系与摄像机坐标系的关系表示为：其中，(u,v)表示图像中任一点Q的像素坐标，(xc,yc,zc)表示该点对应的摄像机坐标系坐标；fx，fy表示横轴焦距和纵轴焦距；u0，v0表示光轴中心线与图像平面的交点，K为相机的内参矩阵；步骤1-2、根据摄像机坐标系和世界坐标系变换关系，得到相机的外参矩阵，摄像机坐标系和世界坐标系变换关系为：其中，(xw,yw,zw)为任一点Q的世界坐标系中坐标，R为旋转矩阵，P为三维平移向量，M表示外参矩阵；步骤1-3、加入机器人方向角θ，计算世界坐标系相对于摄像机坐标系的旋转矩阵cRw、机器人坐标系相对于摄像机坐标系的平移矩阵cPr以及世界坐标系相对于摄像机坐标系的位置cpw，世界坐标系相对于摄像机坐标系的旋转矩阵cRw具体为：其中，θ为机器人方向角，cRr为基础变换矩阵；机器人坐标系相对于摄像机坐标系的平移矩阵cPr具体为：其中，l为机器人中心到摄像机中心的水平距离，h为摄像机中心距离地面的垂直距离；世界坐标系相对于摄像机坐标系的位置cpw为：式中，(x,y)为机器人的位置；步骤1-4、利用张氏标定法进行摄像机标定，确定内参矩阵。3.根据权利要求1所述的巡检机器人姿态矫正方法，其特征在于，步骤2基于ORB的特征提取匹配算法对巡检机器人拍摄的图像进行特征匹配，并对匹配结果进行优化的具体步骤为：步骤2-1、利用FAST角点检测方法提取图像特征点；步骤2-2、利用BEIEF算法提取图像特征描述子，得到初步匹配结果；步骤2-3、选择满足以下条件的点对作为正确的匹配点对：p∈correctMatch,当dis(p)＜max(2*min_dis，d0)其中dis(p)表示p点对...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，朱文宇，李胜，袁佳泉，王天野，薛舒严，黄迪，钱抒婷，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。