[发明专利]估计机器人位姿的方法、设备及存储介质

说明书

本申请涉及一种估计机器人位姿的方法、设备及存储介质，方法包括：获取机器人测量时刻在方向角变化方向上的角速度值，并通过机械里程计测量获得在预设时长内所述机器人向前平移的距离，所述预设时长的终止时刻为所述测量时刻；根据所述角速度值和所述机器人向前平移的距离，确定所述机器人在所述预设时长内产生的位姿增量；根据所述位姿增量以及上一次估计的所述机器人的位姿，确定本次估计的所述机器人的位姿。本申请实施例能够消除轮子打滑对机械里程计位姿估计准确度的影响。

技术领域

本申请涉及检测技术领域，尤其涉及一种估计机器人位姿的方法、设备及存储介质。

背景技术

机器人在场地内运行时，需要借助各种传感器估计位姿，机械里程计是其中较为重要的一种传感器。例如，差速轮式移动机器人在运动时，需要使用机械里程计估计自身位置。

机械里程计本质是测量轮子的旋转圈数来估计轮子的前进距离，但是，在地面光滑、加速刹车过猛、转弯太急的情况下，会导致轮子打滑，此时轮子转动的圈数和轮子前进的距离不统一，从而产生误差。

并且，由于机械里程计是增量测量，误差累积会越来越大，如果不能及时消除误差，导致机器人的定位精度下降甚至错误，进而对机器人运动的准确性以及安全性造成影响。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种估计机器人位姿的方法、设备及存储介质。

第一方面，本申请提供了一种估计机器人位姿的方法，包括：获取机器人测量时刻在方向角变化方向上的角速度值，并通过机械里程计测量获得在预设时长内所述机器人向前平移的距离，所述预设时长的终止时刻为所述测量时刻；根据所述角速度值和所述机器人向前平移的距离，确定所述机器人在所述预设时长内产生的位姿增量；根据所述位姿增量以及上一次估计的所述机器人的位姿，确定本次估计的所述机器人的位姿。

可选地，所述机器人向前平移的距离包括所述机器人左轮向前平移的距离和所述机器人右轮向前平移的距离。

可选地，通过机械里程计测量获得在预设时长内所述机器人向前平移的距离，包括：通过机械里程计，统计所述机器人在所述预设时长内左轮转动产生脉冲信号的次数，以及统计所述机器人在所述预设时长内右轮转动产生脉冲信号的次数；根据所述左轮产生脉冲信号的次数，确定所述机器人左轮的旋转圈数，以及根据所述右轮产生脉冲信号的次数，确定所述机器人右轮的旋转圈数；根据所述机器人左轮的旋转圈数，确定所述机器人左轮向前平移的距离，以及根据所述机器人右轮的旋转圈数，确定所述机器人右轮向前平移的距离。

可选地，所述位姿增量包括方向角增量和位置增量；根据所述角速度值和所述机器人向前平移的距离，确定所述机器人在所述预设时长内产生的位姿增量，包括：确定所述机器人的方向角增量为：

dθ＝[(dR-dL)/T]×α+GyroZ×dt×(1-α)；

确定所述机器人的位置增量为：

dx＝(dR+dL)/2×sin(dθ)/dθ，dy＝(dR+dL)/2×(1-cos(dθ))/dθ；

其中，dθ表示所述机器人的方向角增量，dR表示所述机器人右轮向前平移的距离，dL表示所述机器人左轮向前平移的距离，T表示所述机器人左轮和右轮之间的距离，GyroZ表示所述角速度值，dt表示所述预设时长，α表示预设的置信度值；dx表示所述机器人在X轴方向的位置增量，dy表示所述机器人在Y轴方向的位置增量。

可选地，获取机器人测量时刻在方向角变化方向上的角速度值，包括：通过陀螺仪，测量获得所述机器人测量时刻在方向角变化方向上的角速度值。

可选地，所述陀螺仪属于所述机器人的惯性导航单元。