CN108334075A

CN108334075A - 机器人轮胎绝对误差标定方法、装置及系统

Info

Publication number: CN108334075A
Application number: CN201810016519.7A
Authority: CN
Inventors: 金杭; 张利刚
Original assignee: Zhejiang Li Shi Robot Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Lishi industrial Interconnection Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2018-07-27
Anticipated expiration: 2038-01-08
Also published as: CN108334075B

Abstract

本发明公开了机器人轮胎绝对误差标定方法、装置及系统，将机器人驶入平行设置的围栏之间，控制机器人沿垂直于围栏的方向做直线运动行走预定距离，获取轮式机器人实际行走距离，结合轮胎设计直径计算出轮胎实际直径，从而计算出机器人的轮胎绝对误差。由于轮胎的绝对误差导致了机器人的直行距离误差，因此在后续机器人运动过程中针对该误差进行相应补偿，可以减小机器人的直行误差。

Description

机器人轮胎绝对误差标定方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及变电站巡检机器人、轮式机器人的技术领域，尤其涉及机器人轮胎绝对误差标定方法、装置及系统。

背景技术

轮式机器人的轮胎尺寸存在绝对误差，导致移动机器人做直行运动时行走距离不准，因此如果想要机器人做精准的直线运动，就需要提前标定该误差，从而对该误差进行针对性的补偿。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供机器人轮胎绝对误差标定方法、装置及系统，旨在解决现有技术的轮式机器人轮胎存在绝对误差导致机器人做直线运动时距离不准的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种机器人轮胎绝对误差标定方法，包括：

围栏设置步骤，设置两条相互平行的围栏，记为第一围栏和第二围栏；

第一距离获取步骤，在机器人驶入围栏之间后，通过安装在机器人上的激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第一距离d1；

直线运动步骤，控制机器人沿垂直于第一围栏的方向直线行走预定距离L；

第二距离获取步骤，在机器人运动结束后，通过激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第二距离d2；

实际直行距离计算步骤，根据第一距离d1、第二距离d2，获取机器人实际行走距离L1：

L1＝d2-d1；

实际轮胎直径计算步骤，根据预定距离L、实际行走距离L1和机器人的设计轮胎直径s，计算机器人的实际轮胎直径s1：

轮胎绝对误差计算步骤，根据机器人的实际轮胎直径s1和设计轮胎直径s，计算机器人的轮胎绝对误差e：

e＝|s1-s|。

在上述实施例的基础上，优选的，预定距离L为10米。

在上述任意实施例的基础上，优选的，还包括：

误差修正步骤：

多次重复第一距离获取步骤、直线运动步骤、第二距离获取步骤、实际直行距离计算步骤、实际轮胎直径计算步骤和轮胎绝对误差计算步骤，求取轮胎绝对误差的平均值。

一种机器人轮胎绝对误差标定装置，包括：

围栏设置模块，用于设置两条相互平行的围栏，记为第一围栏和第二围栏；

第一距离获取模块，用于在机器人驶入围栏之间后，通过安装在机器人上的激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第一距离d1；

直线运动模块，用于控制机器人沿垂直于第一围栏的方向直线行走预定距离L；

第二距离获取模块，用于在机器人运动结束后，通过激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第二距离d2；

实际直行距离计算模块，用于根据第一距离d1、第二距离d2，获取机器人实际行走距离L1：

L1＝d2-d1；

实际轮胎直径计算模块，用于根据预定距离L、实际行走距离L1和机器人的设计轮胎直径s，计算机器人的实际轮胎直径s1：

轮胎绝对误差计算模块，用于根据机器人的实际轮胎直径s1和设计轮胎直径s，计算机器人的轮胎绝对误差e：

e＝|s1-s|。

在上述实施例的基础上，优选的，预定距离L为10米。

在上述任意实施例的基础上，优选的，还包括：

误差修正模块，用于：

多次重复调用第一距离获取模块、直线运动模块、第二距离获取模块、实际直行距离计算模块、实际轮胎直径计算模块和轮胎绝对误差计算模块，求取轮胎绝对误差的平均值。

一种机器人轮胎绝对误差标定系统，包括：

上述任一项实施例中的机器人轮胎相对误差标定装置；

围栏，包括相互平行的第一围栏和第二围栏，用于提供标定场地；

激光雷达，安装在机器人上，用于扫描环境，监测围栏的2条平行线。

在上述实施例的基础上，优选的，还可以包括设置于第一围栏与第二围栏之间、且相互平行的第三围栏和第四围栏，第三围栏与第一围栏垂直。

在上述任意实施例的基础上，优选的，还包括安装在机器人上的防雷装置。

在上述任意实施例的基础上，优选的，还包括安装在机器人上的烟火识别装置。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1a示出了本发明实施例提供的一种机器人直线运动前后的位置示意图；

图1b示出了本发明实施例提供的一种机器人轮胎绝对误差标定方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种机器人轮胎绝对误差标定装置的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种机器人轮胎绝对误差标定系统的结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

具体实施例一

如图1a和图1b所示，本发明实施例提供了一种机器人轮胎绝对误差标定方法，包括：

围栏设置步骤S101，设置两条相互平行的围栏，记为第一围栏和第二围栏；

第一距离获取步骤S102，在机器人驶入围栏之间后，通过安装在机器人上的激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第一距离d1；

直线运动步骤S103，控制机器人沿垂直于第一围栏的方向直线行走预定距离L；

第二距离获取步骤S104，在机器人运动结束后，通过激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第二距离d2；

实际直行距离计算步骤S105，根据第一距离d1、第二距离d2，获取机器人实际行走距离L1：

L1＝d2-d1；

实际轮胎直径计算步骤S106，根据预定距离L、实际行走距离L1和机器人的设计轮胎直径s，计算机器人的实际轮胎直径s1：

该步骤的计算依据是：假设机器人设计轮胎直径为s，实际机器人轮胎直径为s1，规划行走距离为L，实际行走距离为L1，行走圈数为n，则得公式s×n＝L,s1×n＝L1，s/s1＝L/L1，通过雷达扫描得到d1、d2从而得到L1，继而可以求得轮胎实际尺寸s1；

轮胎绝对误差计算步骤S107，根据机器人的实际轮胎直径s1和设计轮胎直径s，计算机器人的轮胎绝对误差e：

e＝|s1-s|。

本发明实施例对预定距离不做限定，优选的，预定距离L可以为10米。

优选的，本发明实施例还可以包括：误差修正步骤：多次重复第一距离获取步骤、直线运动步骤、第二距离获取步骤、实际直行距离计算步骤、实际轮胎直径计算步骤和轮胎绝对误差计算步骤，求取轮胎绝对误差的平均值。这样做的好处是，多次计算求取平均值的方式，提高所获取的机器人轮胎绝对误差的精度。

本发明实施例将机器人驶入平行设置的围栏之间，控制机器人沿垂直于围栏的方向做直线运动行走预定距离，获取轮式机器人实际行走距离，结合轮胎设计直径计算出轮胎实际直径，从而计算出机器人的轮胎绝对误差。由于轮胎的绝对误差导致了机器人的直行距离误差，因此在后续机器人运动过程中针对该误差进行相应补偿，可以减小机器人的直行误差。

在上述的具体实施例一中，提供了机器人轮胎绝对误差标定方法，与之相对应的，本申请还提供机器人轮胎绝对误差标定装置。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。

具体实施例二

如图2所示，本发明实施例提供了一种机器人轮胎绝对误差标定装置，包括：

围栏设置模块201，用于设置两条相互平行的围栏，记为第一围栏和第二围栏；

第一距离获取模块202，用于在机器人驶入围栏之间后，通过安装在机器人上的激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第一距离d1；

直线运动模块203，用于控制机器人沿垂直于第一围栏的方向直线行走预定距离L；

第二距离获取模块204，用于在机器人运动结束后，通过激光雷达扫描环境，监测围栏的2条平行线，获取机器人相对第一围栏的第二距离d2；

实际直行距离计算模块205，用于根据第一距离d1、第二距离d2，获取机器人实际行走距离L1：

L1＝d2-d1；

实际轮胎直径计算模块206，用于根据预定距离L、实际行走距离L1和机器人的设计轮胎直径s，计算机器人的实际轮胎直径s1：

轮胎绝对误差计算模块207，用于根据机器人的实际轮胎直径s1和设计轮胎直径s，计算机器人的轮胎绝对误差e：

e＝|s1-s|。

优选的，预定距离L可以为10米。

优选的，本发明实施例还可以包括：误差修正模块，用于：多次重复调用第一距离获取模块、直线运动模块、第二距离获取模块、实际直行距离计算模块、实际轮胎直径计算模块和轮胎绝对误差计算模块，求取轮胎绝对误差的平均值。

具体实施例三

如图3所示，本发明实施例提供了一种机器人轮胎绝对误差标定系统，包括：

具体实施例二中的机器人轮胎相对误差标定装置301；

围栏，包括相互平行的第一围栏3021和第二围栏3022，用于提供标定场地；

激光雷达303，安装在机器人上，用于扫描环境，监测围栏的2条平行线。

优选的，本系统还可以包括设置于第一围栏3021与第二围栏3022之间、且相互平行的第三围栏和第四围栏，第三围栏与第一围栏3021垂直。这样做的好处是，设置封闭的矩形围栏环境，防止机器人行驶出围栏范围。本发明实施例对每个围栏的长度不做限定，封闭围栏环境可以为长方形或正方形。

优选的，本系统还可以包括安装在机器人上的防雷装置。这样做的好处是，使机器人具备防雷功能，方便将机器人应用于室外环境。

优选的，本系统还可以包括安装在机器人上的烟火识别装置。这样做的好处是，使机器人具备烟火识别功能，能够及时发现烟火情况。

本发明从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，其具有的实用进步性，己符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本发明以上的说明及附图，仅为本发明的较佳实施例而己，并非以此局限本发明，因此，凡一切与本发明构造，装置，待征等近似、雷同的，即凡依本发明专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本发明的专利申请保护的范围之内。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种机器人轮胎绝对误差标定方法，其特征在于，包括：

L1＝d2-d1；

e＝|s1-s|。

2.根据权利要求1所述的机器人轮胎绝对误差标定方法，其特征在于，预定距离L为10米。

3.根据权利要求1或2所述的机器人轮胎绝对误差标定方法，其特征在于，还包括：

误差修正步骤：

4.一种机器人轮胎绝对误差标定装置，其特征在于，包括：

L1＝d2-d1；

e＝|s1-s|。

5.根据权利要求4所述的机器人轮胎绝对误差标定装置，其特征在于，预定距离L为10米。

6.根据权利要求4或5所述的机器人轮胎绝对误差标定装置，其特征在于，还包括：

误差修正模块，用于：

7.一种机器人轮胎绝对误差标定系统，其特征在于，包括：

权利要求4-6任一项所述的机器人轮胎相对误差标定装置；

8.根据权利要求7所述的机器人轮胎绝对误差标定系统，其特征在于，还可以包括设置于第一围栏与第二围栏之间、且相互平行的第三围栏和第四围栏，第三围栏与第一围栏垂直。

9.根据权利要求7或8所述的机器人轮胎绝对误差标定系统，其特征在于，还包括安装在机器人上的防雷装置。

10.根据权利要求7或8所述的机器人轮胎绝对误差标定系统，其特征在于，还包括安装在机器人上的烟火识别装置。