【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轮式机器人，具体是一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法。
技术介绍
1、轮式机器人在平整的地面上工作时，由于受到车轮磨损、地面湿滑等因素影响，可能出现不同程度的打滑情况。机器人轮子打滑主要影响到的是轮式里程计的数据。现有方案中，为修正轮式里程计的误差，使用滤波方法将惯性传感器测得的线加速度和角速度数据融合到轮式里程计的位移数据中。这种方法在打滑发生时无力纠正失准的轮式里程计数据。打滑时，机器人的实际移动情况与经轮式里程计数据估算的移动不符，但惯性传感器、激光雷达及视觉传感器的数据仍较为准确。考虑到惯性传感器的瞬时测量值准确度较高，但长时间工作时存在累计误差，不宜作为位移计算的主要数据源，所以将激光雷达数据作为临时替代轮式里程计的备用数据源。硬件条件允许时，也可以使用视觉传感器数据。
2、打滑发生后，车轮里程计数据与环境信息匹配性降低，影响到机器人的自定位精度和导航算法执行能力，较为严重的情况下，会间接导致机器人与墙壁刮碰、误跌下台阶、进入预期之外的危险区域等。为降低打滑对轮式机器人的影响，可以从源头上降低打滑发生几率，也可以在打滑发生后及时识别并纠正定位和路线。技术人员可以通过改良机械结构、改换硬件选型或改进控制算法等方式减少打滑的发生。然而对于运行在商场、广场等环境的商用清洁机器人来说，因为其工作场景地面较为平整，且往往因美观需求铺设有光滑的地砖，同时场景中常见各种液体污渍，所以机器人打滑难以完全避免。
3、轮式机器人打滑时，轮式里程计数据与实际运动情况不符。常用的基于滤波的数据融合方法仅融合
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，包括以下步骤：
4、步骤一：首先比对轮式里程计和惯性传感器的数据，当二者数据能够匹配时，可认为没有打滑，仍按常用滤波算法流程处理；
5、步骤二：当二者数据不匹配时，可怀疑发生了打滑，此时暂时放弃轮式里程计，接入激光雷达数据来定位自身位置。
6、作为本专利技术进一步的方案：所述基于多传感器融合的思想，利用轮式机器人上普遍安装的轮式里程计、惯性传感器、激光雷达和视觉传感器来检测打滑情况并修正数据误差。
7、作为本专利技术进一步的方案：所述激光雷达和视觉传感器可根据具体需求择一使用。
8、作为本专利技术进一步的方案：所述为使用激光雷达或视觉传感器，需要标定激光雷达内外参，或标定视觉传感器的内外参。
9、作为本专利技术进一步的方案：所述标定激光雷达与轮式里程计之间的外参，也就是求解激光雷达测量坐标系相对于轮式里程计之间的相对变换关系；对于单线激光雷达，标定主要是获取三个参数：俯仰角误差、横滚角误差和偏航角误差；为计算俯仰角误差，让雷达正对一面竖直墙，读取距离数据，实际距离与测量距离的反余弦值即为俯仰角误差；为计算横滚角误差，让雷达正对一面竖直墙，所得数据点组成的直线与水平线的夹角即为横滚角误差；为计算偏航角误差，让雷达正对一根圆柱，所得数据点组成的弧度值与π的差即为偏航角误差；对于多线激光雷达，可以使用经典手眼标定法。
10、作为本专利技术进一步的方案：所述为标定视觉传感器(假设为单目相机)与轮式里程计之间的外参，使用外参棋盘格；为了便于计算里程计坐标系与棋盘格坐标系之间的转换，首先在无显著花纹的平整地面上固定外参棋盘格，接着使机器人在地面上移动，同时对外参棋盘格进行连续拍摄；然后通过pnp求解法得出棋盘格坐标系下的相机位姿,进而得到相机与棋盘格之间的坐标变换关系；最后建立里程计坐标、相机坐标、棋盘格坐标之间的转换关系，构建优化问题求解外参。
11、作为本专利技术再进一步的方案：所述标定激光雷达外参和标定相机外参包括，获取外参初值与外参优化。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该轮式机器人打滑检测和纠偏方法，通过检测轮式机器人的打滑情况，在轮式里程计的数据可能存在问题时及时指出并采取措施降低打滑对机器人定位的影响，避免了当轮式里程计数据有误差时，该方法的输出准确度下降，难以正确反映机器人的运动情况，影响后续的定位和建图效果的问题发生。
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1.一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述基于多传感器融合的思想，利用轮式机器人上普遍安装的轮式里程计、惯性传感器、激光雷达和视觉传感器来检测打滑情况并修正数据误差。
3.根据权利要求2所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述激光雷达和视觉传感器可根据具体需求择一使用。
4.根据权利要求3所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述为使用激光雷达或视觉传感器，需要标定激光雷达内外参，或标定视觉传感器的内外参。
5.根据权利要求4所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述标定激光雷达与轮式里程计之间的外参，也就是求解激光雷达测量坐标系相对于轮式里程计之间的相对变换关系；对于单线激光雷达，标定主要是获取三个参数：俯仰角误差、横滚角误差和偏航角误差；为计算俯仰角误差，让雷达正对一面竖直墙，读取距离数据，实际距离与测量距离的反余弦值即为俯仰角误差；为计算横滚角误差，让雷达正对一面竖直墙，所得数据点组成的
6.根据权利要求5所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述为标定视觉传感器与轮式里程计之间的外参，使用外参棋盘格；为了便于计算里程计坐标系与棋盘格坐标系之间的转换，首先在无显著花纹的平整地面上固定外参棋盘格，接着使机器人在地面上移动，同时对外参棋盘格进行连续拍摄；然后通过PnP求解法得出棋盘格坐标系下的相机位姿,进而得到相机与棋盘格之间的坐标变换关系；最后建立里程计坐标、相机坐标、棋盘格坐标之间的转换关系，构建优化问题求解外参。
7.根据权利要求6所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述标定激光雷达外参和标定相机外参包括，获取外参初值与外参优化。
...【技术特征摘要】
1.一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述基于多传感器融合的思想，利用轮式机器人上普遍安装的轮式里程计、惯性传感器、激光雷达和视觉传感器来检测打滑情况并修正数据误差。
3.根据权利要求2所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述激光雷达和视觉传感器可根据具体需求择一使用。
4.根据权利要求3所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述为使用激光雷达或视觉传感器，需要标定激光雷达内外参，或标定视觉传感器的内外参。
5.根据权利要求4所述的一种轮式机器人打滑检测和纠偏方法，其特征在于，所述标定激光雷达与轮式里程计之间的外参，也就是求解激光雷达测量坐标系相对于轮式里程计之间的相对变换关系；对于单线激光雷达，标定主要是获取三个参数：俯仰角误差、横滚角误差和偏航角误差；为计算俯仰角误差，让雷达正对一面竖直墙，读...
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