一种机器人的里程计数据校正方法及机器人技术

本发明专利技术公开一种机器人的里程计数据校正方法及机器人，所述里程计数据校正方法包括：初始化所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离，并结合初始化后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵，根据系统状态无噪声模型进行状态预测和系统协方差预测，以输出状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；读取惯性测量单元数据，判断当前的惯性测量单元数据与前一时刻的惯性测量单元数据的差值的绝对值是否在第一设定阈值内，以输出所述状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵作为融合后的信息。本发明专利技术的里程计数据校正方法具有实时性高，计算精度比较高。

A robot odometer data correction method and robot

【技术实现步骤摘要】
一种机器人的里程计数据校正方法及机器人
本专利技术涉及机器人轨迹计算
，特别是涉及一种机器人的里程计数据校正方法及机器人。
技术介绍
近些年来，随着机器人技术研究的日益成熟以及硬件条件的逐步改善，机器人实时轨迹的计算也有了更高的要求。在保证实时的前提下还要保证位姿的精度，这是机器人轨迹推算的一个基本问题。现有技术中的机器人轨迹推算方法在轮子打滑的情况下，计算结果明显错误，另外机器人在转弯的时候，计算的相对偏角也不准确，而且由于零漂以及温漂的影响，其数据容易受到影响，从而导致所计算的轨迹具有非常大的累积误差。因此，迫切需要改进。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种机器人的里程计数据校正方法及机器人，用于解决现有技术中的机器人在轮子打滑的情况下，计算结果明显错误，另外机器人在转弯的时候，计算的相对偏角也不准确，而且由于零漂以及温漂的影响，其数据容易受到影响，从而导致所计算的轨迹具有非常大的累积误差的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种机器人的里程计数据校正方法，所述机器人的里程计数据校正方法包括：初始化所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离，并结合初始化后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵，根据系统状态无噪声模型进行状态预测和系统协方差预测，以输出状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；读取惯性测量单元数据，判断当前的惯性测量单元数据与前一时刻的惯性测量单元数据的差值的绝对值是否在第一设定阈值内，若是，则第一次更新所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵，若否，则输出所述状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵作为融合后的信息，继续执行计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离的操作。在本专利技术的一实施例中，所述机器人的里程计数据校正方法还包括：读取光流数据，判断当前的光流数据与前一时刻的光流数据的差值的绝对值是否在第二设定阈值内，若是，则第二次更新所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵，若否，则输出第一次更新后的所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵作为融合后的信息，继续执行计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离的操作。在本专利技术的一实施例中，所述机器人的里程计数据校正方法还包括：输出第二次更新后的所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵，继续执行计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离的操作。在本专利技术的一实施例中，读取所述惯性测量单元数据，将所述惯性测量单元数据的输出作为第一观测量和第一观测矩阵。在本专利技术的一实施例中，读取所述光流数据，将所述光流数据的输出作为第二观测量和第二观测矩阵。在本专利技术的一实施例中，通过多传感器融合模型对所述惯性测量单元数据和光流数据进行机器人里程计数据的联合校正。在本专利技术的一实施例中，所述第一观测量为[pitch,roll,yaw]T，其中，pitch表示机器人在三维空间中的俯仰角，roll表示机器人在三维空间中的横滚角，yaw表示机器人在三维空间中的偏航角；所述第一观测矩阵为在本专利技术的一实施例中，所述第二观测量为[x,y,z,yaw]T，其中，x表示机器人在三维空间中的横坐标，y表示机器人在三维空间中的纵坐标，z表示机器人在三维空间中的竖坐标，yaw表示机器人在三维空间中的偏航角；所述第二观测矩阵为在本专利技术的一实施例中，根据所述机器人的左轮的码盘数据计算得出所述机器人的左轮移动的距离，根据所述机器人的右轮的码盘数据计算得出所述机器人的右轮移动的距离。为实现上述目的，本专利技术还提供一种机器人，所述机器人运行程序指令实现上述的机器人的里程计数据校正方法。如上所述，本专利技术的一种机器人的里程计数据校正方法及机器人，具有以下有益效果：本专利技术的机器人的里程计数据校正方法包括：读取惯性测量单元数据作为第一观测量及第一观测矩阵，若数据符合一定的条件，则进行状态更新过程，读取光流数据作为第二观测量及第二观测矩阵，若数据符合一定的条件，则进行状态更新过程。本专利技术的里程计数据校正方法具有实时性高，计算精度比较高的特点，另外机器人在转弯的时候，计算的相对偏角准确，不受零漂以及温漂的影响，其数据容易受到影响而且在计算相对平移时不受打滑的影响。本专利技术可以实时高效地对里程计数据进行校正，进而得到比较好的状态估计。通过多传感器融合模型读取所述惯性测量单元数据和光流数据，本专利技术提出的多传感器融合模型可以实时高效地对里程计数据进行校正，进而得到比较好的状态估计，具有很强的应用价值。附图说明图1为本申请一个实施例提供的一种机器人的里程计数据校正方法的工作流程图。图2为本申请又一个实施例提供的一种机器人的里程计数据校正方法的工作流程图。图3为本申请再一个实施例提供的一种机器人的里程计数据校正方法的工作流程图。图4为本申请再一个实施例提供的一种机器人的里程计数据校正方法的工作流程图。图5为本申请实施例提供的机器人的结构图。元件标号说明1机器人壳体2右轮3左轮具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图示中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。请参阅图1，图1为本申请一个实施例提供的一种机器人的里程计数据校正方法的工作流程图。一种机器人的里程计数据校正方法，所述机器人的里程计数据校正方法包括：S1、初始化所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵。S2、计算得出所述机器人的左轮3移动的距离和右轮4移动的距离，并结合初始化后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵，根据系统状态无噪声模型进行状态预测和协方差矩阵预测，以输出状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵。具体的，可以但不限于根据所述机器人的左轮3的码盘数据计算得出机器人左轮3移动的距离，根据所述机器人的右轮2的码盘数据计算得出机器人右轮2移动的距离。S3、读取惯性测量单元数据(IMU数据)。S4、判断当前的惯性测量单元数据与前一时刻的惯性测量单元数据的差值的绝对值是否在第一设定阈值内。若当前的惯性测量单元数据与前一时刻的惯性测量单元数据的差值的绝对值在第一设定阈值内，则执行步骤S5操作，若当前的惯性测量单元数据与前一时刻的惯性测量单元数据的差值的绝对值不在第一设定阈值内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人的里程计数据校正方法，其特征在于，所述机器人的里程计数据校正方法包括：/n初始化所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；/n计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离，并结合初始化后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵，根据系统状态无噪声模型进行状态预测和系统协方差预测，以输出状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；/n读取惯性测量单元数据，判断当前的惯性测量单元数据与前一时刻的惯性测量单元数据的差值的绝对值是否在第一设定阈值内，若是，则第一次更新所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵，若否，则输出所述状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵作为融合后的信息，继续执行计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离的操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人的里程计数据校正方法，其特征在于，所述机器人的里程计数据校正方法包括：
初始化所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；
计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离，并结合初始化后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵，根据系统状态无噪声模型进行状态预测和系统协方差预测，以输出状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵；
读取惯性测量单元数据，判断当前的惯性测量单元数据与前一时刻的惯性测量单元数据的差值的绝对值是否在第一设定阈值内，若是，则第一次更新所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵，若否，则输出所述状态预测后的所述机器人的系统状态量以及系统协方差矩阵作为融合后的信息，继续执行计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离的操作。


2.根据权利要求1所述的一种机器人的里程计数据校正方法，其特征在于，所述机器人的里程计数据校正方法还包括：读取光流数据，判断当前的光流数据与前一时刻的光流数据的差值的绝对值是否在第二设定阈值内，若是，则第二次更新所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵，若否，则输出第一次更新后的所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵作为融合后的信息，继续执行计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离的操作。


3.根据权利要求2所述的一种机器人的里程计数据校正方法，其特征在于，所述机器人的里程计数据校正方法还包括：输出第二次更新后的所述机器人的系统状态以及系统协方差矩阵，继续执行计算得出所述机器人的左轮移动的距离和右轮移动的距离的操作。


4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡龙生，
申请(专利权)人：上海有个机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31