【技术实现步骤摘要】
一种用于室内机器人导航的航向校正方法和系统
本专利技术涉及惯性导航
，具体涉及一种用于室内机器人导航的航向校正方法和系统。
技术介绍
室内机器人主要包括服务机器人、扫地机、医疗机器人等，由于室内没有GPS信号，必须使用其他技术为室内机器人进行导航。目前已有的室内定位技术包括：红外线定位、激光定位、视觉识别定位、无线WiFi和蓝牙通讯定位、超声定位、无线射频识别定位、LED可见光通讯定位、超宽带定位和惯性导航系统定位等。无线网、无线射频以及超带宽等网络定位系统一般需要在建筑物内部预先布置多个传感器单元或者网络信号节点，通过这些预设的节点位置信息推导出行人或者室内运动物体的位置。节点的数量决定了导航定位的精度，但大量的节点使得导航系统的初期建设成本昂贵。除布置节点费用高昂以外，更重要的是在建筑物停电或者出现火灾等网络无法正常运行的情况下，这些定位系统将无法工作。因此，基于网络和传感器节点的导航方法对于室内应用也存在明显的局限性。与基于网络定位的导航方式不同，惯性导航系统不依赖于外部设施，是一种纯自主式定位方...
【技术保护点】
1.一种用于室内机器人导航的航向校正方法，其特征在于，包括：/n实时读取IMU数据，并根据所述IMU数据判断室内机器人的当前运动状态是否为直线行驶；/n如果室内机器人的当前运动状态为直线行驶，则通过卡尔曼滤波计算陀螺仪Z轴零偏，并根据陀螺仪Z轴零偏对所述IMU数据进行更新；/n对更新后的IMU数据进行捷联积分计算，得到室内机器人所需的导航数据。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于室内机器人导航的航向校正方法，其特征在于，包括：
实时读取IMU数据，并根据所述IMU数据判断室内机器人的当前运动状态是否为直线行驶；
如果室内机器人的当前运动状态为直线行驶，则通过卡尔曼滤波计算陀螺仪Z轴零偏，并根据陀螺仪Z轴零偏对所述IMU数据进行更新；
对更新后的IMU数据进行捷联积分计算，得到室内机器人所需的导航数据。
2.根据权利要求1所述的用于室内机器人导航的航向校正方法，其特征在于，所述IMU数据包括由三轴陀螺仪采集的三轴角速度数据和由三轴加速度计采集的三轴加速度数据；
所述三轴角速度数据包括：X轴角速度ωx、Y轴角速度ωy和Z轴角速度ωz，所述三轴加速度数据包括：X轴加速度ax、Y轴加速度ay和Z轴加速度az。
3.根据权利要求2所述的用于室内机器人导航的航向校正方法，其特征在于，所述根据所述IMU数据判断室内机器人的当前运动状态是否为直线行驶，具体为：
根据读取的各IMU数据设置一个包含N组IMU数据的滑动数据窗口，当所述滑动数据窗口内的各IMU数据满足预设条件时，则判断室内机器人的当前运动状态为直线行驶；其中，每组IMU数据均由三轴角速度ωx、ωy、ωz以及三轴加速度ax、ay、az组成。
4.根据权利要求3所述的用于室内机器人导航的航向校正方法，其特征在于，所述各IMU数据满足预设条件具体是指：
std(ωx)≤ε；std(ωy)≤ε；std(ωz)≤ε；
std(ax)≤ξ；std(ay)≤ξ；std(az)≤ξ
abs(max(ωz))≤η1；abs(min(ωz))≤η1；
abs(max(ωz)-min(ωz))≤η2
其中，std表示窗口内各IMU数据的标准差，ε为直线行驶时的预设角速度阈值，ξ为直线行驶时的预设加速度阈值；max和min分别表示窗口内陀螺仪Z轴角速度的最大值和最小值，abs表示绝对值，η1和η2表示陀螺仪阈值相关计算的绝对值阈值。
5.根据权利要求2所述的用于室内机器人导航的航向校正方法，其特征在于，所述通过卡尔曼滤波计算陀螺仪Z轴零偏，并根据陀螺仪Z轴零偏对所述IMU数据进行更新，具体为：
假设直线行驶时航向不变，根据卡尔曼滤波传播方程和测...
【专利技术属性】
技术研发人员：张生志，刘超军，罗璋，余帅，
申请(专利权)人：武汉元生创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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