基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统，根据获取的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号，得到根据二维码得到的第一位姿增量；根据两次检测到二维码时的时间戳对轮式里程计数据进行插值，得到根据轮式里程计得到的第二位姿增量；根据两次检测到二维码时的时间戳对激光雷达数据进行插值，得到根据激光雷达计得到的第三位姿增量；根据第一位姿增量和第二位姿增量进行内参标定，根据第一位姿增量和第三位姿增量进行外参标定；本发明专利技术结合利用二维码获取的AGV位姿增量进行内外参标定，相比单纯使用激光雷达获取的位姿增量进行标定的策略，准确率更高。准确率更高。准确率更高。

【技术实现步骤摘要】
基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统


[0001]本专利技术涉及AGV导航控制
，特别涉及一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]对于轮式里程计与激光雷达的内外参数，由于机械制造、安装误差以及机器人长期工作导致装置变形及轮子磨损等因素，导致轮式里程计的内置参数以及轮式里程计与雷达之间的外置参数会发生改变。
[0004]专利技术人发现，已有的单舵轮模型都是基于激光雷达进行离线标定，误差较大、效率低、精度低，无法满足室内环境下的AGV自动化实时高精度标定要求。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统，结合利用二维码获取的AGV位姿增量进行内外参标定，相比单纯使用激光雷达获取的位姿增量进行标定的策略，准确率更高。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法。
[0008]一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法，包括以下过程：
[0009]获取相邻两次检测得到的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号；
[0010]根据获取的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号，得到根据二维码得到的第一位姿增量；
[0011]根据两次检测到二维码时的时间戳对轮式里程计数据进行插值，得到根据轮式里程计得到的第二位姿增量；
[0012]根据两次检测到二维码时的时间戳对激光雷达数据进行插值，得到根据激光雷达计得到的第三位姿增量；
[0013]根据第一位姿增量和第二位姿增量进行内参标定，根据第一位姿增量和第三位姿增量进行外参标定。
[0014]本专利技术第二方面提供了一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定系统。
[0015]一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定系统，包括：
[0016]数据获取模块，被配置为：获取相邻两次检测得到的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号；
[0017]第一位姿增量计算模块，被配置为：根据获取的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号，得到根据二维码得到的第一位姿增量；
[0018]第二位姿增量计算模块，被配置为：根据两次检测到二维码时的时间戳对轮式里程计数据进行插值，得到根据轮式里程计得到的第二位姿增量；
[0019]第三位姿增量计算模块，被配置为：根据两次检测到二维码时的时间戳对激光雷达数据进行插值，得到根据激光雷达计得到的第三位姿增量；
[0020]内外参标定模块，被配置为：根据第一位姿增量和第二位姿增量进行内参标定，根据第一位姿增量和第三位姿增量进行外参标定。
[0021]本专利技术第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术第一方面所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法中的步骤。
[0022]本专利技术第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术第一方面所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法中的步骤。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0024]1、本专利技术所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统，结合利用二维码获取的AGV位姿增量进行内外参标定，相比单纯使用激光雷达获取的位姿增量进行标定的策略，准确率更高。
[0025]2、本专利技术所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统，采用在线标定的策略，将标定结果用于后续的地图构建，可以实时更新参数，实时校正误差，避免了由于轮式里程计参数不准、轮子磨损以及雷达相对于机器人中心安装位置不准给建图和定位带来的误差。
[0026]3、本专利技术所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统，假定参数的标称值是先验已知的，估计的调整量相对较小，线性误差较小，可以在无人看管的情况下运行，无需人工干预，没有任何仪器需要预先校准，不需要标称参数作为初始猜测，全局最优解以封闭形式存在，机器人的轨迹可以自由选择。
[0027]4、本专利技术所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法及系统，可以先标定出内参，然后再使用标定出的内参进行更加精确的航迹推算，利用精确的航迹推算推测出的轮式里程计位姿作为雷达位姿计算的先验位姿，推测出的雷达位姿增量准确率更高。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1为本专利技术实施例1提供的AGV结构示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例1提供的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法的流程示意图；
[0031]图3为本专利技术实施例1提供的轮式里程计航迹推算示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例1提供的轮式里程计位姿变换示意图；
[0033]图5为本专利技术实施例1提供的坐标系转换示意图；
[0034]其中，1
‑
舵轮；2
‑
万向轮。
具体实施方式
[0035]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0038]在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039]实施例1：
[0040]本专利技术实施例1提供了一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法，对图1所示的单舵轮AGV的以下参数进行估计：
[0041](1)内在参数：舵轮的半径r1以及舵轮转角零漂β1；
[0042](2)外在参数：激光雷达的安装位姿参数l＝[lx，ly，lθ]，其中lx，ly，lθ分别为激光雷达在AGV坐标系的x坐标、y坐标和方向角。
[0043]该AGV具有的一个舵轮1，同时具备转向和驱动能力，通过设定速度和转向角度来驱动速度和控制，还有四个从动万向轮2；
[0044]AGV参考系{R}放在AGV的读码器中心点O处，以机器人前向为x轴正方向，舵轮分布于AGV的x轴上，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法，其特征在于，包括以下过程：获取相邻两次检测得到的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号；根据获取的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号，得到根据二维码得到的第一位姿增量；根据两次检测到二维码时的时间戳对轮式里程计数据进行插值，得到根据轮式里程计得到的第二位姿增量；根据两次检测到二维码时的时间戳对激光雷达数据进行插值，得到根据激光雷达计得到的第三位姿增量；根据第一位姿增量和第二位姿增量进行内参标定，根据第一位姿增量和第三位姿增量进行外参标定。2.如权利要求1所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法，其特征在于，根据获取的AGV相对于二维码的位姿以及二维码的编号，得到根据二维码得到的第一位姿增量，包括：根据二维码的编号确定二维码在世界坐标系下的位姿；当两次检测到的二维码为同一个时，根据两次检测得到的AGV相对于二维码的位姿以及二维码在世界坐标系下的位姿，得到根据二维码得到的第一位姿增量；当当两次检测到的二维码不为同一个时，将两次检测得到的AGV相对于二维码的位姿转换到世界坐标系下，得到根据二维码得到的第一位姿增量。3.如权利要求1所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法，其特征在于，根据两次检测到二维码时的时间戳对轮式里程计数据进行插值，得到根据轮式里程计得到的第二位姿增量，包括：获取轮式里程计数据，设定两次检测到二维码时的时间戳为第一时间戳和第二时间戳；判断获取的最大轮式里程计数据时间戳是否大于当次检测到二维码时的时间戳，如否，则返回获取新的轮式里程计数据；如是，则进入下一步；对轮式里程计数据进行离散化，根据第一时间戳和第二时间戳对离散化后的轮式里程计数据进行插值，计算第一时间戳和第二时间戳之间的根据轮式里程计得到的第二位姿增量。4.如权利要求3所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法，其特征在于，根据第二位姿增量，得到第二相对角度增量，第二相对角度增量等于在相邻两次二维码时间戳之间利用二维码得到的旋转增量。5.如权利要求4所述的基于二维码导航的在线单舵轮AGV参数标定方法，其特征在于，所述内参，包括：舵轮的半径r1以及舵轮转角零漂β1；其中，表示通解X
*
的第i行元素，1≤i≤2，X
*
＝arg min‖AX
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：付周，李建强，李帅，孟广辉，童汉森，杨桂生，
申请(专利权)人：山东亚历山大智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：