CN106643801B

CN106643801B - 一种定位准确度的检测方法及电子设备

Info

Publication number: CN106643801B
Application number: CN201611229904.7A
Authority: CN
Inventors: 陈子冲
Original assignee: Nanbo (beijing) Technology Co Ltd
Current assignee: Nanbo (beijing) Technology Co Ltd
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2036-12-27
Also published as: CN106643801A; WO2018121617A1

Abstract

本发明公开了一种定位准确度的检测方法及电子设备，所述方法包括：控制目标设备按照预设路径进行移动；在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数，并利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数；比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述第一定位系统的定位准确度。

Description

一种定位准确度的检测方法及电子设备

技术领域

本发明涉及定位技术，尤其涉及一种定位准确度的检测方法及电子设备。

背景技术

机器人通过多传感器可以实时定位机器人的位置，多传感器包括：二维(2D)相机、三维(3D)相机、惯性测量单元(IMU，Inertial Measurement Unit)等，多传感器又称为同步定位与建图(SLAM，Simultaneous Localization and Mapping)定位系统。SLAM定位系统能够支持机器人的很多上层应用，为很多应用提供定位功能。然而，SLAM定位系统在进行定位时，依赖于传感器各自的内部参数(简称为内参)和互相之间的外部参数(简称为外参)，如果这些内参和外参标定不正确，则很可能导致SLAM定位系统的定位准确度降低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种定位准确度的检测方法及电子设备。

本发明实施例提供的定位准确度的检测方法，包括：

控制目标设备按照预设路径进行移动；

在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数，并利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数；

比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述第一定位系统的定位准确度。

本发明实施例中，所述比较第一位置参数和第二位置参数，根据比较结果确定所述第一定位系统的定位准确度，包括：

将所述第一位置参数和第二位置参数送入比较器，所述比较器用于比较所述第一位置参数与所述第二位置参数的接近度；

将所述比较器输出的接近度与预设的第一阈值进行比较，如果所述接近度大于等于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度达标；如果所述接近度小于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度未达标。

本发明实施例中，所述目标设备置放于移动承载装置上，所述移动承载装置用于搭载所述目标设备移动；

所述在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数，包括：

在所述目标设备随所述移动承载装置在预设的导轨上移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在在移动过程中的第一位置参数；

所述利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数，包括：

根据所述导轨的几何参数，以及所述移动承载装置在导轨上的运动参数，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。

本发明实施例中，所述目标设备具有驱动部件，所述驱动部件用于为所述目标设备提供驱动力以使得所述目标设备能够产生位移；

通过所述目标设备的驱动部件控制所述目标设备按照预设路径移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在移动过程中的第一位置参数；

采集视野范围内的标签的图像，所述标签的数量为至少一个，且所述标签布置在所述预设路径的至少一侧；

根据所述标签的图像，确定所述目标设备相对于所述标签的位置信息；

基于所述目标设备移动过程中采集到的各个所述标签的位置信息，以及采集到各标签时所述目标设备相对于相应标签的位置信息，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。

本发明实施例中，所述标签为以下之一：二维码标签、条形码标签。

本发明实施例提供的电子设备，包括：

控制单元，用于控制目标设备按照预设路径进行移动；

第一检测单元，用于在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数；

第二检测单元，用于利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数；

确定单元，用于比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述第一定位系统的定位准确度。

本发明实施例中，所述确定单元，具体用于：将所述第一位置参数和第二位置参数送入比较器，所述比较器用于比较所述第一位置参数与所述第二位置参数的接近度；将所述比较器输出的接近度与预设的第一阈值进行比较，如果所述接近度大于等于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度达标；如果所述接近度小于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度未达标。

所述第一检测单元，具体用于：在所述目标设备随所述移动承载装置在预设的导轨上移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在在移动过程中的第一位置参数；

所述第二检测单元，具体用于：根据所述导轨的几何参数，以及所述移动承载装置在导轨上的运动参数，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。

所述第一检测单元，具体用于：在通过所述目标设备的驱动部件控制所述目标设备按照预设路径移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在移动过程中的第一位置参数；

所述第二检测单元，具体用于：采集视野范围内的标签的图像，所述标签的数量为至少一个，且所述标签布置在所述预设路径的至少一侧；根据所述标签的图像，确定所述目标设备相对于所述标签的位置信息；基于所述目标设备移动过程中采集到的各个所述标签的位置信息，以及采集到各标签时所述目标设备相对于相应标签的位置信息，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。

本发明实施例的技术方案中，控制目标设备按照预设路径进行移动；在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数，并利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数；比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述第一定位系统的定位准确度。采用本发明实施例的技术方案，可以将第二定位系统检测到的位置参数作为参照标准，然后，将第一定位系统检测到的位置参数与第二定位系统检测到的位置参数进行比较，则可确定出第一定位系统的定位准确度，进而可以有效判定第一定位系统的定位性能。

附图说明

图1为本发明实施例的定位准确度的检测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中场景一的路径示意图；

图3为本发明实施例的标签的示意图；

图4为本发明实施例中场景二的路径示意图；

图5为本发明实施例的电子设备的结构组成示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。

以下为与本发明实施例相关的关键术语的解释说明：

2D相机：通过可见光、红外等技术，同时结合普通、广角或者鱼眼镜头获取视场中的图像信息。

3D相机：通过结构光、飞行时间(TOF，Time Of flight)、双目视觉等技术来获得相机视场中不同位置相对相机的距离信息。

内参：装置的内部参数，例如加速度计或陀螺仪的零偏、刻度因子、相机的焦距、光心值。

外参：装置之间的外部参数，例如加速度计相对相机的旋转矩阵和位移。

视觉标签(tag)定位：利用二维码(QR code)或者条形码作为视觉tag，用单目相机中观测到的tag实现对相机的精确定位。

SLAM：一种实时定位和建图的方案，主要利用2D相机、3D相机和IMU采集到的数据计算出载体的姿态信息和位置信息，同时得到载体周围的三维环境数据。

图1为本发明实施例的定位准确度的检测方法的流程示意图，如图1所示，所述定位准确度的检测方法包括以下步骤：

步骤101：控制目标设备按照预设路径进行移动。

本发明实施例中，目标设备可以是机器人、移动终端(如手机、平板电脑等)。目标设备内置有第一定位系统，具体地，该第一定位系统可以是SLAM定位系统，SLAM定位系统由2D相机、3D相机和IMU等采集装置组成，通过采集到的数据可以定位目标设备的位置。

然而，第一定位系统定位的结果依赖于采集装置的内参和外参，如果内参和外参标定不准确，则采集结果也不准确，基于此，需要对第一定位系统的定位准确度进行检测。

本发明实施例中，预先为目标设备规划好移动的路径，在一实施方式中，可以将目标设备放置在移动承载装置上，例如导轨的云台上，导轨的具体线路即为目标设备移动的路径。在另一实施方式中，可以通过地图(map)方式设计好路径，通过控制指令驱动目标设备按照设计好的路径进行移动。

步骤102：在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数，并利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数。

本发明实施例中，第二定位系统可以作为第一定位系统的参考标准，在目标设备移动的过程中，同时利用第一定位系统和第二定位系统对目标设备进行定位，即：利用第一定位系统检测目标设备的第一位置参数，并利用第二定位系统检测目标设备的第二位置参数。

在一实施方式中，目标设备在二维平面上运动，基于此，第一位置参数和第二位置参数为二维位置坐标，第一位置参数可以通过(x1，y1)来表示，第二位置参数可以通过(x2，y2)来表示，其中，x1和x2为横坐标，y1和y2为纵坐标。

在另一实施方式中，目标设备在三维空间中运动，基于此，第一位置参数和第二位置参数为三维位置坐标，第一位置参数可以通过(x1，y1，z1)来表示，第二位置参数可以通过(x2，y2，z2)来表示，其中，x1和x2为横坐标，y1和y2为纵坐标，z1和z2为竖坐标。

本发明实施例中，在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数，并利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数，可以通过但不局限于以下方式进行检测：

方式一：所述目标设备置放于移动承载装置上，所述移动承载装置用于搭载所述目标设备移动；在所述目标设备随所述移动承载装置在预设的导轨上移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在在移动过程中的第一位置参数；根据所述导轨的几何参数，以及所述移动承载装置在导轨上的运动参数，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。

这里，移动承载装置在导轨上运动时，可以控制运动速度；已知速度和导轨几何尺寸的情况下，可以计算出移动承载装置在各个时刻的位置参数。具体地，速度对时间的积分得到位移，通过位移确定移动承载装置在导轨上的位置。由于目标设备置放于移动承载装置上，因此移动承载装置的位置代表了目标设备的位置。

方式二：所述目标设备具有驱动部件，所述驱动部件用于为所述目标设备提供驱动力以使得所述目标设备能够产生位移；通过所述目标设备的驱动部件控制所述目标设备按照预设路径移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在移动过程中的第一位置参数；采集视野范围内的标签的图像，所述标签的数量为至少一个，且所述标签布置在所述预设路径的至少一侧；根据所述标签的图像，确定所述目标设备相对于所述标签的位置信息；基于所述目标设备移动过程中采集到的各个所述标签的位置信息，以及采集到各标签时所述目标设备相对于相应标签的位置信息，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。其中，所述标签为以下之一：二维码标签、条形码标签。

这里，为目标设备规划的路径的两侧或一侧预先放置检测站，检测站上贴有tag，在目标设备沿路径移动的过程中，目标设备中相机的视野范围内至少能够采集到一个tag。利用视觉tag定位方式观测tag，实现对目标设备的精确定位。

步骤103：比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述第一定位系统的定位准确度。

本发明实施例中，将所述第一位置参数和第二位置参数送入比较器，所述比较器用于比较所述第一位置参数与所述第二位置参数的接近度；将所述比较器输出的接近度与预设的第一阈值进行比较，如果所述接近度大于等于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度达标；如果所述接近度小于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度未达标。

在一实施方式中，第一位置参数可以通过(x1，y1)来表示，第二位置参数可以通过(x2，y2)来表示，其中，x1和x2为横坐标，y1和y2为纵坐标。第一位置参数与第二位置参数之间的距离D为：如果D越大，则表明接近度越小，如果D越小，则表明接近度越大。

在另一实施方式中，第一位置参数可以通过(x1，y1，z1)来表示，第二位置参数可以通过(x2，y2，z2)来表示，其中，x1和x2为横坐标，y1和y2为纵坐标，z1和z2为竖坐标。第一位置参数与第二位置参数之间的距离D为：如果D越大，则表明接近度越小，如果D越小，则表明接近度越大。

下面结合具体应用场景对本发明实施例的技术方案做进一步详细描述。

场景一：

目标设备置放于移动承载装置上，移动承载装置用于搭载所述目标设备移动。其中，目标设备为机器人，移动承载装置为导轨的云台。

1.将待检测的机器人固定在一个导轨的云台上，如图2所示。云台由电机驱动，能控制设备在导轨上的运动速度。导轨形成的路线如图2所示。

2.云台回到起点，打开机器人上的检测模块，并开始运行SLAM定位系统。

3.云台沿着导轨运动，运动过程中检测模块记录每个时刻SLAM定位系统输出的位置估计值。到达终点后，关闭SLAM定位系统。

4.对比SLAM定位系统输出值与导轨的几何尺寸和电机运动速度，综合判断SLAM定位系统在运动中的位置估计精确度。判断是否满足要求，如果满足，则通过检测。否则需要重新检测直到通过测试为止。

场景二：

目标设备具有驱动部件，驱动部件用于为所述目标设备提供驱动力以使得所述目标设备能够产生位移；其中，目标设备为轮式机器人。

1.将待检测的轮式机器人放置在起点，打开检测模块，同时运行SLAM定位系统和视觉tag检测算法。视觉tag检测算法可以检测如图3所示的二维码tag，并定位机器人相对tag的位置和旋转矩阵。

2.将tag预先贴到检测站的各个位置，保证机器人测试轨迹上沿途都能至少看到一个tag，如图4所示。Tag的位置也全部预先标定，Tag知道彼此之间相互的位置关系。

3.利用视觉tag定位得到机器人的位置信息(可以达到厘米级精度)，然后根据预先设计的路线，控制机器人沿着路线运动。

4.机器人运动过程中检测模块记录每个时刻SLAM定位系统输出的位置估计值，以及视觉tag定位的位置。到达终点后，关闭SLAM定位系统和视觉tag定位系统。

5.对比SLAM定位系统的输出值与视觉tag定位系统的输出值，判断SLAM定位系统在运动中的位置估计精度。判断是否满足要求，如果满足，则检测通过。否则需要重新检测直到通过测试为止。

本发明实施例的技术方案，通过结合导轨或者视觉tag的方式，自动化的控制机器人按照测试轨迹精确运动，以此来检测SLAM定位系统的定位精确度。

图5为本发明实施例的电子设备的结构组成示意图，如图5所示，所述电子设备包括：

控制单元51，用于控制目标设备按照预设路径进行移动；

第一检测单元52，用于在所述目标设备移动的过程中，利用所述目标设备中的第一定位系统检测所述目标设备的第一位置参数；

第二检测单元53，用于利用第二定位系统检测所述目标设备的第二位置参数；

确定单元54，用于比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述第一定位系统的定位准确度。

本发明实施例中，所述确定单元54，具体用于：将所述第一位置参数和第二位置参数送入比较器，所述比较器用于比较所述第一位置参数与所述第二位置参数的接近度；将所述比较器输出的接近度与预设的第一阈值进行比较，如果所述接近度大于等于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度达标；如果所述接近度小于所述第一阈值，则判断所述第一定位系统的定位准确度未达标。

所述第一检测单元52，具体用于：在所述目标设备随所述移动承载装置在预设的导轨上移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在在移动过程中的第一位置参数；

所述第二检测单元53，具体用于：根据所述导轨的几何参数，以及所述移动承载装置在导轨上的运动参数，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。

所述第一检测单元52，具体用于：在通过所述目标设备的驱动部件控制所述目标设备按照预设路径移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在移动过程中的第一位置参数；

所述第二检测单元53，具体用于：采集视野范围内的标签的图像，所述标签的数量为至少一个，且所述标签布置在所述预设路径的至少一侧；根据所述标签的图像，确定所述目标设备相对于所述标签的位置信息；基于所述目标设备移动过程中采集到的各个所述标签的位置信息，以及采集到各标签时所述目标设备相对于相应标签的位置信息，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数。

本领域技术人员应当理解，图5所示的电子设备中的各单元的实现功能可参照前述定位准确度的检测方法的相关描述而理解。图5所示的电子设备中的各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。

本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种定位准确度的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

控制目标设备按照预设路径进行移动；

所述目标设备置放于移动承载装置上，所述移动承载装置用于搭载所述目标设备移动；在所述目标设备随所述移动承载装置在预设的导轨上移动的过程中，利用所述目标设备中的同步定位与建图SLAM定位系统检测所述目标设备在移动过程中的第一位置参数；根据所述导轨的几何参数，以及所述移动承载装置在导轨上的运动参数，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数；

比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述SLAM定位系统的定位准确度。

2.根据权利要求1所述的定位准确度的检测方法，其特征在于，所述比较第一位置参数和第二位置参数，根据比较结果确定所述SLAM定位系统的定位准确度，包括：

将所述比较器输出的接近度与预设的第一阈值进行比较，如果所述接近度大于等于所述第一阈值，则判断所述SLAM定位系统的定位准确度达标；如果所述接近度小于所述第一阈值，则判断所述SLAM定位系统的定位准确度未达标。

3.一种定位准确度的检测方法，其特征在于，所述方法包括：

控制目标设备按照预设路径进行移动；

所述目标设备具有驱动部件，所述驱动部件用于为所述目标设备提供驱动力以使得所述目标设备能够产生位移；通过所述目标设备的驱动部件控制所述目标设备按照预设路径移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在移动过程中的第一位置参数；

基于所述目标设备移动过程中采集到的各个所述标签的位置信息，以及采集到各标签时所述目标设备相对于相应标签的位置信息，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数；

4.根据权利要求3所述的定位准确度的检测方法，其特征在于，根据权利要求1所述的定位准确度的检测方法，其特征在于，所述比较第一位置参数和第二位置参数，根据比较结果确定所述SLAM定位系统的定位准确度，包括：

5.根据权利要求3或4所述的定位准确度的检测方法，其特征在于，所述标签为以下之一：二维码标签、条形码标签。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

控制单元，用于控制目标设备按照预设路径进行移动；所述目标设备置放于移动承载装置上，所述移动承载装置用于搭载所述目标设备移动；

第一检测单元，用于在所述目标设备随所述移动承载装置在预设的导轨上移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在在移动过程中的第一位置参数；

第二检测单元，用于根据所述导轨的几何参数，以及所述移动承载装置在导轨上的运动参数，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数；

确定单元，用于比较所述第一位置参数和所述第二位置参数，根据比较结果确定所述SLAM定位系统的定位准确度。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述确定单元，具体用于：将所述第一位置参数和第二位置参数送入比较器，所述比较器用于比较所述第一位置参数与所述第二位置参数的接近度；将所述比较器输出的接近度与预设的第一阈值进行比较，如果所述接近度大于等于所述第一阈值，则判断所述SLAM定位系统的定位准确度达标；如果所述接近度小于所述第一阈值，则判断所述SLAM定位系统的定位准确度未达标。

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

控制单元，用于控制目标设备按照预设路径进行移动；所述目标设备具有驱动部件，所述驱动部件用于为所述目标设备提供驱动力以使得所述目标设备能够产生位移；

第一检测单元，用于在通过所述目标设备的驱动部件控制所述目标设备按照预设路径移动的过程中，利用所述目标设备中的SLAM定位系统检测所述目标设备在移动过程中的第一位置参数；

第二检测单元，用于采集视野范围内的标签的图像，所述标签的数量为至少一个，且所述标签布置在所述预设路径的至少一侧；根据所述标签的图像，确定所述目标设备相对于所述标签的位置信息；基于所述目标设备移动过程中采集到的各个所述标签的位置信息，以及采集到各标签时所述目标设备相对于相应标签的位置信息，确定所述目标设备在移动过程中的第二位置参数；

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述确定单元，具体用于：将所述第一位置参数和第二位置参数送入比较器，所述比较器用于比较所述第一位置参数与所述第二位置参数的接近度；将所述比较器输出的接近度与预设的第一阈值进行比较，如果所述接近度大于等于所述第一阈值，则判断所述SLAM定位系统的定位准确度达标；如果所述接近度小于所述第一阈值，则判断所述SLAM定位系统的定位准确度未达标。

10.根据权利要求8或9所述的电子设备，其特征在于，所述标签为以下之一：二维码标签、条形码标签。