[发明专利]一种导航定位误差测量方法

说明书

一种导航定位误差测量方法，包括步骤：首先在站点固定两个二维码；其次AGV移至目标站点进行机械臂示教，获取AGV在目标站点的拍照姿态以及机械臂的姿态参数；然后进行视觉标定，提取出在图像中两个二维码中心点a、b所在像素位置，利用坐标转换获得中心点a、b在机器人坐标下的坐标，然后获得AGV在目标站点时二维码坐标系与机器人坐标系的相对关系；开启导航系统，AGV每次停靠站点后都以同样的机械臂姿态拍照进行视觉标定，并获得在AGV当前位置时二维码坐标系与机器人坐标系的相对关系，根据AGV在不同位置下二维码坐标系与机器人坐标系的相对关系得到AGV实际停靠位置相对目标停靠位置的误差。本发明能较高精度、便捷地对AGV导航定位误差进行在线测量。

技术领域

本发明属于导航定位技术领域，具体地说是一种主要针对AGV机器人移动过程中导航定位的误差测量方法。

背景技术

目前很多自动化应用场所，都使用AGV移动机器人进行操作，以提高生产效率。AGV的活动范围较大导致其位置误差的精准测量比较困难，通常采用三角测量、运动捕捉系统、数据集以及特定评估算法等测量或评估位置误差。

三角测量，通过测量设置多个标志点，通过计算当前位置和标志点的几何关系从而估计出当前位置坐标。该方法存在标志点位置确定困难、定位精度不高等问题。

运动捕捉系统是通过多个高性能的高速摄像头实现对移动机器人的空间位置确定，该系统设备十分昂贵。

也有利用算法来评估定位精度的方法，比如利用激光雷达数据的扫描匹配从而获得较高定位结果，以此作为真实位置的估计。

还可以通过算法得出的位置信任分布(belief distributions)的信息熵来度量当前的位置精度。但特定评估算法给出的位置本身就容易受环境变化的影响。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种导航定位误差测量方法，其采取以下技术方案：

一种导航定位误差测量方法，包括以下步骤：

在站点放置两个10mm*10mm的二维码，两个二维码横向排布；

建立世界坐标系X_w-Y_w-Z_w、机器人坐标系X_r-Y_r-Z_r、机械臂末端坐标系X_t-Y_t-Z_t、相机坐标系X_c-Y_c-Z_c和特征点所在面的像素坐标系U-V，二维码坐标系X_P-Y_P，相机装在机械臂的末端，二维码坐标系在世界坐标系中是固定不变的；

机械臂示教，当AGV在目标停靠站点位置时，获得移动机械臂在该站点停靠时的机械臂拍照姿态，以及获得机械臂的姿态参数，即机械臂末端坐标系相对于机器人坐标系的位置关系，相机拍摄后两个二维码位于图像中心且图像边缘具有预定空间；

视觉标定，提取出在图像中两个二维码中心点a、b所在的像素位置，利用坐标转换获得中心点a、b在机器人坐标系下的坐标，然后获得AGV在目标站点时二维码坐标系与机器人坐标系的相对关系；

开启导航系统，AGV每次停靠站点后都以同样的机械臂姿态拍照进行视觉标定，并获得在AGV当前位置时二维码坐标系与机器人坐标系的相对关系；

最终由于二维码坐标系在世界坐标系中是固定不变的，所以根据AGV在不同位置时二维码坐标系与机器人坐标系的相对关系，利用坐标转换得到AGV实际停靠位置相对目标停靠位置的误差。

所述AGV在目标停靠位置时，使得该AGV停靠在站点的设定距离范围内，机械臂带动相机移动时相机坐标系与机器人坐标系保持在水平状态，机械臂带动相机移动至两个二维码的上方，使两个二维码的位置位于相机的拍摄中心。