机器人激光雷达的安装调平方法、系统及机器人技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人激光雷达的安装调平方法、系统及机器人，安装调平方法包括以下步骤：S1、提供一机器人，设定以激光雷达的光源为坐标系原点，建立坐标系；S2、提供一实验场地，在实验场地的墙面上设置一方形反光区域；S3、启动机器人，并将机器人移动至距离墙面为预设距离处，且激光雷达朝向墙面；S4、控制机器人朝向墙面移动，观察激光雷达在方形反光区域内的扫描数据；S5、根据扫描数据计算激光雷达与水平面在第一方向上存在的俯仰角，以及计算激光雷达与水平面在第二方向上存在的滚转角；S6、根据计算出的俯仰角和滚转角，反向调整激光雷达的安装角度。本发明专利技术的安装调平方法，调节方便且精度高，适合大规模推广使用。适合大规模推广使用。适合大规模推广使用。

【技术实现步骤摘要】
机器人激光雷达的安装调平方法、系统及机器人


[0001]本专利技术涉及移动机器人制造
，更具体地，涉及一种机器人激光雷达的安装调平方法、系统及机器人。

技术介绍

[0002]随着激光导航技术的进步，室内款服务类机器人(例如室内扫地机，酒店送餐机器人，楼宇巡逻机器人等)得到大量的推广使用。其中室内款机器人通常使用2D单线激光雷达进行定位导航，然而，2D激光定位导航原理主要为依靠激光雷达发射出来的水平激光线束与障碍物的距离远近，来推导出机器人与障碍物的距离，完成机器人基本的定位。
[0003]基于上述原理，假如激光雷达与机器人安装不够水平，例如机器人沿X方向(机器人前进方向)的俯仰角出现偏差，或者机器人沿Y方向(机器人左边方向)的滚转角出现偏差，都会导致机器人定位不准确，甚至出错。假想一下，雷达安装足够侧斜，那么机器人即使放在绝对水平面上，雷达扫描到的都是地面。那么，当机器人往前走的时候，激光雷达扫描到的还是地面点，这就造成机器人好像“没动一样”。
[0004]现有技术中，通常采用激光雷达安装工装进行直接调平，或者采用倾角测量仪调平。但是采用激光雷达安装工装进行直接调平，安装工装本身存在不够水平的问题，另外一个就是安装工装只保证了与机器人某个固定面的水平，很难保证整机装配完，当左右轮子安装不够水平时，机器人放置在水平面上，激光雷达也不一定就是水平的，导致调平不够准确。
[0005]而采用倾角测量仪调平时，倾角测量仪也只是在机器人没有完成装配完才方便使用，一旦机器人装配完了，由于激光雷达多为内嵌式的，很难把倾角测量仪调整到好的测量位置，很难在机器人装配完后对激光雷达进行调平。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个目的是提供一种机器人激光雷达的安装调平方法的新技术方案，至少能够解决现有技术中调平不准确以及在机器人装配完后很难对激光雷达进行调平等问题。
[0007]本专利技术的第一方面，提供了一种机器人激光雷达的安装调平方法，包括以下步骤：
[0008]S1、提供一机器人，设定以激光雷达的光源为坐标系原点，建立坐标系；
[0009]S2、提供一实验场地，在所述实验场地的墙面上设置一方形反光区域；
[0010]S3、启动所述机器人，并将所述机器人移动至距离所述墙面为预设距离处，且所述激光雷达朝向所述墙面；
[0011]S4、控制所述机器人朝向所述墙面移动，观察所述激光雷达在所述方形反光区域内的扫描数据；
[0012]S5、根据所述扫描数据计算所述激光雷达与水平面在第一方向上存在的俯仰角，以及计算所述激光雷达与水平面在第二方向上存在的滚转角；
[0013]S6、根据计算出的所述俯仰角和所述滚转角，反向调整所述激光雷达的安装角度。
[0014]可选地，所述方形反光区域的长度为0.3
‑
0.8m，所述方形反光区域的宽度为0.3
‑
0.8m，所述方形反光区域的中线距离地面的高度与所述激光雷达距离地面的高度相等。
[0015]可选地，所述墙面的预设位置处刷有黑漆，以形成所述方形反光区域。
[0016]可选地，所述墙面的预设位置处贴设有反光膜，以形成所述方形反光区域。
[0017]可选地，将所述机器人移动至距离所述墙面的预设距离为8
‑
15m。
[0018]可选地，控制所述机器人朝向所述墙面移动，观察所述激光雷达在所述方形反光区域内的扫描数据的步骤包括：
[0019]连接机器人工控机，控制所述机器人朝向所述墙面移动；
[0020]打开所述激光雷达的观察软件，读取所述激光雷达在所述方形反光区域内的扫描数据。
[0021]可选地，所述激光雷达与水平面在第一方向上存在的俯仰角的计算式为：
[0022]α＝arctan(h/l)
[0023]其中，α为所述俯仰角，h为所述方形反光区域的中线距离地面的高度，l为所述机器人移动至距离所述墙面的预设距离。
[0024]可选地，所述激光雷达与水平面在第二方向上存在的滚转角的计算式为：
[0025]β＝arctan(K)
[0026]其中，β为所述激光雷达与水平面在第二方向上存在的滚转角，K为实际激光线束上提取的多个坐标点所拟合的直线的斜率。
[0027]本专利技术的第二方面，提供一种机器人激光雷达的安装调平系统，应用于上述实施例中所述的机器人激光雷达的安装调平方法，所述安装调平系统包括：
[0028]坐标模块，所述坐标模块用于以激光雷达的光源为坐标系原点，建立坐标系；
[0029]移动模块，所述移动模块用于移动所述机器人；
[0030]扫描模块，所述扫描模块用于所述激光雷达在方形反光区域内形成扫描数据；
[0031]计算模块，所述计算模块用于根据所述扫描数据计算俯仰角和滚转角；
[0032]调整模块，所述调整模块用于根据计算的所述俯仰角和所述滚转角，反向调整所述激光雷达的安装角度。
[0033]本专利技术的第三方面，提供一种机器人，应用于上述实施例中所述的机器人激光雷达的安装调平方法进行安装调平。
[0034]本专利技术的机器人激光雷达的安装调平方法，以激光雷达的光源为坐标原点，建立坐标系，并根据激光雷达在方形反光区域内的扫描数据，能够计算出激光雷达与水平面在第一方向上存在的俯仰角，以及激光雷达与水平面在第二方向上存在的滚转角。根据计算出的俯仰角和滚转角可以直接反向调整激光雷达的安装角度，调节方便且精度高，适合大规模推广使用。
[0035]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0036]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连
同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0037]图1是根据本专利技术实施例的机器人激光雷达的安装调平方法的流程图；
[0038]图2是根据本专利技术实施例的机器人激光雷达的安装调平方法中激光线束在墙面上传输路径图；
[0039]图3是根据本专利技术实施例的机器人激光雷达的安装调平方法中激光扫描线与中心线的一个位置关系图；
[0040]图4是根据本专利技术实施例的机器人激光雷达的安装调平方法中激光扫描线与中心线的另一个位置关系图；
[0041]图5是根据本专利技术实施例的机器人激光雷达的安装调平方法中激光扫描线与中心线的又一个位置关系图；
[0042]图6是根据本专利技术实施例的机器人激光雷达的安装调平方法中俯仰角的示意图。
[0043]附图标记：
[0044]墙面10；
[0045]方形反光区域20；中心线21；
[0046]激光线束30；激光扫描线31。
具体实施方式
[0047]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人激光雷达的安装调平方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、提供一机器人，设定以激光雷达的光源为坐标系原点，建立坐标系；S2、提供一实验场地，在所述实验场地的墙面上设置一方形反光区域；S3、启动所述机器人，并将所述机器人移动至距离所述墙面为预设距离处，且所述激光雷达朝向所述墙面；S4、控制所述机器人朝向所述墙面移动，观察所述激光雷达在所述方形反光区域内的扫描数据；S5、根据所述扫描数据计算所述激光雷达与水平面在第一方向上存在的俯仰角，以及计算所述激光雷达与水平面在第二方向上存在的滚转角；S6、根据计算出的所述俯仰角和所述滚转角，反向调整所述激光雷达的安装角度。2.根据权利要求1所述的机器人激光雷达的安装调平方法，其特征在于，所述方形反光区域的长度为0.3
‑
0.8m，所述方形反光区域的宽度为0.3
‑
0.8m，所述方形反光区域的中线距离地面的高度与所述激光雷达距离地面的高度相等。3.根据权利要求1所述的机器人激光雷达的安装调平方法，其特征在于，所述墙面的预设位置处刷有黑漆，以形成所述方形反光区域。4.根据权利要求1所述的机器人激光雷达的安装调平方法，其特征在于，所述墙面的预设位置处贴设有反光膜，以形成所述方形反光区域。5.根据权利要求1所述的机器人激光雷达的安装调平方法，其特征在于，将所述机器人移动至距离所述墙面的预设距离为8
‑
15m。6.根据权利要求1所述的机器人激光雷达的安装调平方法，其特征在于，控制所述机器人朝向所述墙面移动，观察...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁国斌，柏林，刘彪，舒海燕，沈创芸，祝涛剑，王恒华，方映峰，
申请(专利权)人：广州高新兴机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：