一种陀螺仪校准方法、芯片以及机器人技术

本发明专利技术公开了一种陀螺仪校准方法、芯片以及机器人，本发明专利技术所述的陀螺仪校准方法通过比较预先建立的参考直线以及沿边建立的直线之间的角度误差，在角度误差过大时，根据预设的权重校准陀螺仪的角度。其中，由于陀螺仪累计误差的存在，参考直线的角度相对于沿边获取的直线的角度来说更加准确，因此给予参考直线的角度较大的权重，可以提高校准后的陀螺仪角度的准确性。所述方法无需增加额外的传感器，在不增加成本的情况下让采用陀螺仪方案的机器人有更好的性能。人有更好的性能。人有更好的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种陀螺仪校准方法、芯片以及机器人


[0001]本专利技术涉及智能机器人领域，具体涉及一种陀螺仪校准方法、芯片以及机器人。

技术介绍

[0002]陀螺仪是低成本机器人中主要的元器件，用于机器人的定位导航等。从陀螺仪的数据中可以判断出机器人的行走方向，配合室内导航定位系统、行走电机的运行状况，能够准确定位出XOY坐标。然而，陀螺仪在行走过程有很多的误差，比如温漂、零漂和游走误差等。在机器人运行一段时间后，会产生无法消除的角度误差，严重影响低成本机器人的性能。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供了一种陀螺仪校准方法、芯片以及机器人，大大提高了陀螺仪输出角度的准确性。本专利技术的具体技术方案如下：一种陀螺仪校准方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1，在作业过程中，机器人进行直线拟合，然后记录拟合得到的满足第一预设条件的直线，记为参考直线，所述参考直线的数量为一条或多条；步骤S2，在完成作业后，机器人在沿边的同时进行直线拟合，得到满足第一预设条件的直线后，将其记为第一直线；步骤S3，基于所述参考直线和所述第一直线，计算陀螺仪的角度误差，如果所述角度误差大于预设阈值，则根据预设公式对陀螺仪进行校准；其中，用于参与陀螺仪校准的参考直线和所述第一直线之间满足第二预设条件。
[0004]进一步地，所述步骤S1和步骤S2中，判断拟合得到的直线是否满足第一预设条件的方法具体包括：步骤S11，机器人通过最小二乘法将障碍物栅格进行直线拟合，然后判断直线的长度，如果直线的长度小于预设长度，则不进行记录，如果直线的长度大于等于预设长度，则进入步骤S12；步骤S12，计算拟合出直线的障碍物栅格到直线的距离的方差，如果所述方差小于预设值，则拟合得到的直线满足第一预设条件，如果所述方差大于等于预设值，则进入步骤S13；步骤S13，基于障碍物栅格到直线的距离，按照由远及近的顺序剔除预设数量的障碍物栅格，然后再次进行直线拟合直至所述方差小于预设值且直线的长度大于等于预设长度，则拟合得到的直线满足第一预设条件，否则不进行记录。
[0005]进一步地，所述步骤S3中，获取满足第二预设条件的参考直线的方法具体包括：步骤S31，机器人计算并比较所述参考直线的长度和所述第一直线的长度，如果两者的长度差值在误差范围内，则进入步骤S32，否则所述参考直线和所述第一直线之间不满足第二预设条件；步骤S32，比较所述参考直线首尾两个端点的坐标和所述第一直线首尾两个端点的坐标的匹配度，如果所述匹配度满足第三预设条件，则进入步骤S33，否则所述参考直线和所述第一直线之间不满足第二预设条件；步骤S33，计算并比较所述参考直线的夹角和所述第一直线的夹角，如果两者的角度误差在误差范围内，则所述参考直线和所述第一直线之间满足第二预设条件；其中，机器人所记录的参考直线或第一直线包括直线首尾两个端点的坐标信息；所述参考直线的夹角或所述第一直线的夹角指的是所述参考直线或所述第一直
线与X轴所形成的夹角。
[0006]进一步地，所述步骤S32中，判断所述匹配度是否满足第三预设条件的具体方法包括：步骤S321，机器人比较所述参考直线首端的坐标和所述第一直线首端的坐标之间的距离，如果所述距离在误差范围内，则进入步骤S322，否则所述匹配度不满足第三预设条件；步骤S322，比较所述参考直线尾端的坐标和所述第一直线尾端的坐标之间的距离，如果所述距离在误差范围内，则所述匹配度满足第三预设条件，否则所述匹配度不满足第三预设条件。
[0007]进一步地，所述步骤S33中，如果存在多条参考直线满足第二预设条件，则取最小的角度误差所对应的参考直线用于参与陀螺仪校准。
[0008]进一步地，所述步骤S3中，对陀螺仪进行校准的方法具体包括：机器人将所述参考直线的夹角和所述第一直线的夹角作差，当两者的角度误差大于预设阈值时，根据下述公式校准陀螺仪的角度误差：校准后的陀螺仪角度 = 参考直线的夹角*第一权重 + 第一直线的夹角*第二权重，其中，所述第一权重大于所述第二权重。
[0009]进一步地，所述步骤S3之后，还包括：当与上一次陀螺仪校准的间隔时间大于预设时间，且机器人仍在沿边时，机器人继续进行直线拟合，在得到满足第一预设条件的直线后，将其记为第二直线，然后基于所述参考直线和所述第二直线对陀螺仪进行校准；其中，用于参与陀螺仪校准的参考直线和所述第二直线之间满足第二预设条件。
[0010]进一步地，所述步骤S3之后，还包括：在上一次陀螺仪校准结束后，如果机器人拟合得到一条长度为所述第一直线长度的N倍的直线，则将其记为第二直线，然后基于所述参考直线和所述第二直线对陀螺仪进行校准；其中，N大于1，且用于参与陀螺仪校准的参考直线和所述第二直线之间满足第二预设条件。
[0011]一种芯片，所述芯片储存有计算机程序代码，所述计算机程序代码被执行时实现所述的陀螺仪校准方法。
[0012]一种机器人，所述机器人装配有所述的芯片。
[0013]本专利技术的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术所述的陀螺仪校准方法通过比较预先建立的参考直线以及沿边建立的直线之间的角度误差，在角度误差过大时，根据预设的权重校准陀螺仪的角度。其中，由于陀螺仪累计误差的存在，参考直线的角度相对于沿边获取的直线的角度来说更加准确，因此给予参考直线的角度较大的权重，可以提高陀螺仪输出角度的准确性。所述方法无需增加额外的传感器，在不增加成本的情况下让采用陀螺仪方案的机器人有更好的性能。
附图说明
[0014]图1为本专利技术一种实施例所述陀螺仪校准方法的流程图。
具体实施方式
[0015]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0016]应当理解，当在本申请中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。 还应当理解，在本申请中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0017]如在本申请中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当
…
时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0018]另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种陀螺仪校准方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1，在作业过程中，机器人进行直线拟合，然后记录拟合得到的满足第一预设条件的直线，记为参考直线，所述参考直线的数量为一条或多条；步骤S2，在完成作业后，机器人在沿边的同时进行直线拟合，得到满足第一预设条件的直线后，将其记为第一直线；步骤S3，基于所述参考直线和所述第一直线，计算陀螺仪的角度误差，如果所述角度误差大于预设阈值，则根据预设公式对陀螺仪进行校准；其中，用于参与陀螺仪校准的参考直线和所述第一直线之间满足第二预设条件。2.根据权利要求1所述的一种陀螺仪校准方法，其特征在于，所述步骤S1和步骤S2中，判断拟合得到的直线是否满足第一预设条件的方法具体包括：步骤S11，机器人通过最小二乘法将障碍物栅格进行直线拟合，然后判断直线的长度，如果直线的长度小于预设长度，则不进行记录，如果直线的长度大于等于预设长度，则进入步骤S12；步骤S12，计算拟合出直线的障碍物栅格到直线的距离的方差，如果所述方差小于预设值，则拟合得到的直线满足第一预设条件，如果所述方差大于等于预设值，则进入步骤S13；步骤S13，基于障碍物栅格到直线的距离，按照由远及近的顺序剔除预设数量的障碍物栅格，然后再次进行直线拟合直至所述方差小于预设值且直线的长度大于等于预设长度，则拟合得到的直线满足第一预设条件，否则不进行记录。3.根据权利要求2所述的一种陀螺仪校准方法，其特征在于，所述步骤S3中，获取满足第二预设条件的参考直线的方法具体包括：步骤S31，机器人计算并比较所述参考直线的长度和所述第一直线的长度，如果两者的长度差值在误差范围内，则进入步骤S32，否则所述参考直线和所述第一直线之间不满足第二预设条件；步骤S32，比较所述参考直线首尾两个端点的坐标和所述第一直线首尾两个端点的坐标的匹配度，如果所述匹配度满足第三预设条件，则进入步骤S33，否则所述参考直线和所述第一直线之间不满足第二预设条件；步骤S33，计算并比较所述参考直线的夹角和所述第一直线的夹角，如果两者的角度误差在误差范围内，则所述参考直线和所述第一直线之间满足第二预设条件；其中，机器人所记录的参考直线或第一直线包括直线首尾两个端点的坐标信息；所述参考直线的夹角或所述第一直线的夹角指的是所述参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永勇，
申请(专利权)人：珠海一微半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：