CN111409053B - 转向校准方法及装置、智能机器人及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种转向校准办法，用于为智能机器人的车轮进行转向校准，转向校准方法包括：控制智能机器人行驶预定距离，并获取智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据；依据行驶数据计算车轮的实际转向数据；及依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向。本申请还公开了一种转向校准装置、智能机器人及计算机可读存储介质。本申请通过计算检测转向数据与实际转向数据的转向误差，依据转向误差校准车轮的转向以对车轮的转向进行精确校准，使智能机器人能够进行精确导航及避障，还能够提高智能机器人执行任务的精度。

Description

转向校准方法及装置、智能机器人及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及车轮转向校准技术领域，更具体而言，涉及一种转向校准方法及装置、智能机器人及计算机可读存储介质。

背景技术

随着自动化技术和人工智能的发展，智能机器人的需求越来越广泛，机器人时代的到来，将变革现有生产制造模式及人类生活方式。而机器人控制是自主移动机器人的关键技术，机器人控制技术是机器人导航技术的基础。机器人控制技术是指根据机器人传感器数据反馈，控制自身姿态，从而在环境中避开障碍物到达目的地。在机器人自主导航技术中，应用传感器数据实现机器人姿态的控制是自主移动。然而，自主移动机器人应用场景复杂，机器人自身的传感器数据受机械磨损，装配误差等因素的影响，使得机器人导航精度会受到很大影响。机器人大部分直接使用编码传感器作为反馈，没有考虑到传感器测量的误差信息，很容易出现导航失败，导致与障碍物发生碰撞。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的问题之一。为此，本申请实施方式提供一种转向校准方法及装置、智能机器人及计算机可读存储介质。

本申请实施方式的转向校准方法用于校准智能机器人的车轮的转向，所述转向校准方法包括：控制所述智能机器人行驶预定距离，并获取所述智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及所述车轮的检测转向数据；依据所述行驶数据计算所述车轮的实际转向数据；依据所述检测转向数据与所述实际转向数据之间的转向误差校准所述车轮的转向。

本申请实施方式的转向校准方法中，首先控制智能机器人行驶预定距离，同时获取智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据，然后依据行驶数据计算车轮的实际转向数据，最后依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，通过依据行驶数据从而获取车轮的实际转向数据，依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，可以避免直接使用检测转向数据进行导航而出现的导航失败，避免智能机器人与障碍物发生碰撞，由此，能够对车轮的转向进行精确校准，使智能机器人能够进行精确导航及避障，还能够提高智能机器人执行任务的精度。

在一些实施方式中，所述控制所述智能机器人行驶预定距离，并获取所述智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及所述车轮的检测转向数据，包括：获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的行驶速度数据；获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述智能机器人的角速度数据；获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的检测转向数据；及对所述行驶速度数据、所述角速度数据及所述检测转向数据进行平滑处理。

本实施方式中，分别获取智能机器人行驶预定距离时车轮的行驶速度数据、智能机器人的角速度数据、及车轮的检测转向数据，由此，可以避免数据较少无法获取到车轮的角度信息，最后对获取的行驶速度数据、角速度数据及检测转向数据进行平滑处理，由此，可以避免因智能机器人在行驶预定距离过程中对应数据中存在干扰点而产生的干扰，提高影响对应数据的准确性及稳定性。

在一些实施方式中，所述依据所述行驶数据计算所述车轮的实际转向数据，包括：依据平滑处理后的所述角速度数据计算第一误差；依据平滑处理后的所述检测转向数据计算第二误差；及判断所述第一误差是否在第一预设范围内，且所述第二误差是否在第二预设范围内；若是，依据所述车轮在预定时刻的行驶速度，以及所述智能机器人在所述预定时刻的角速度计算所述车轮的所述实际转向；及若否，控制所述智能机器人重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据。

本实施方式中，依据平滑处理后的角速度数据计算第一误差，及依据平滑处理后的检测转向数据计算第二误差，然后判断第一误差是否在第一预设范围内，且第二误差是否在第二预设范围内，若是，依据车轮在预定时刻的行驶速度，以及智能机器人在预定时刻的角速度计算车轮的实际转向；若否，控制智能机器人重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据，可以避免角速度数据及检测转向数据误差较大，而对最后计算的实际转向结果有影响，由此，得到的车轮的实际转向更加准确。

在一些实施方式中，所述第一误差为所述角速度数据的方差或标准差，和/或所述第二误差为所述检测转向数据的方差或标准差。

本实施方式中，第一误差为角速度数据的方差或标准差，和/或第二误差为检测转向数据的方差或标准差，通过计算角速度数据及检测转向数据的方差或标准差，可以反映角速度数据及检测转向数据的离散程度，可以表示角速度数据及检测转向数据的精确度。

在一些实施方式中，所述获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的检测转向数据，包括：获取由转向传感器检测的初始转向数据；及依据所述初始转向数据及已知的转向误差获取所述检测转向数据。

本实施方式中，首先获取有转向传感器检测的初始转向数据，然后依据初始转向数据及已知的转向误差获取检测转向数据，由此，智能机器人在行驶的过程中，可以持续的获取包括了当前时刻前的转向误差的的检测转向数据，以时刻进行校准车轮的转向，使智能机器人的车轮时刻保持正确的转向，进一步地较好地实现导航及避障功能。

在一些方式中，所述依据所述检测转向数据与所述实际转向数据之间的转向误差校准所述车轮的转向，包括：依据转向传感器检测的转向数据及所述转向误差以获取所述车轮的当前转向；及依据所述当前转向控制所述智能机器人进行定位和/或避障。

本实施方式中，首先依据转向传感器检测的转向数据及转向误差以获取车轮的当前转向，然后依据当前转向控制智能机器人进行定位和\或避障，由此，智能机器人能够实时获取到车轮的当前转向，且当前转向考虑了转向传感器检测到的转向数据及转向误差，由此车轮的当前转向较准确，智能机器人根据当前转向进行定位及\或避障时比较精确。

本申请实施方式的转向校准装置，用于为智能机器人的车轮进行转向校准，所述转向校准装置包括获取模块、计算模块及校准模块，所述获取模块用于控制所述智能机器人行驶预定距离，并获取所述智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及所述车轮的检测转向数据；所述计算模块用于依据所述行驶数据计算所述车轮的实际转向数据；及所述校准模块用于依据所述检测转向数据与所述实际转向数据之间的误差校准所述车轮的转向。

本申请实施方式的转向校准装置中，首先控制智能机器人行驶预定距离，同时获取智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据，然后依据行驶数据计算车轮的实际转向数据，最后依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，通过依据行驶数据从而获取车轮的实际转向数据，依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，可以避免直接使用检测转向数据进行导航而出现的导航失败，避免智能机器人与障碍物发生碰撞，由此，能够对车轮的转向进行精确校准，使智能机器人能够进行精确导航及避障，还能够提高智能机器人执行任务的精度。

在一些实施方式中，所述获取模块还用于：获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的行驶速度数据；获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述智能机器人的角速度数据；获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的检测转向数据；及对所述行驶速度数据、所述角速度数据及所述检测转向数据进行平滑处理。

本实施方式中，分别获取智能机器人行驶预定距离时车轮的行驶速度数据、智能机器人的角速度数据、及车轮的检测转向数据，由此，可以避免数据较少无法获取到车轮的角度信息，最后对获取的行驶速度数据、角速度数据及检测转向数据进行平滑处理，由此，可以避免因智能机器人在行驶预定距离过程中对应数据中存在干扰点而产生的干扰，提高影响对应数据的准确性及稳定性。

在一些实施方式中，所述计算模块还用于：依据平滑处理后的所述角速度数据计算第一误差；依据平滑处理后的所述检测转向数据计算第二误差；及判断所述第一误差是否在第一预设范围内，且所述第二误差是否在第二预设范围内；若是，依据所述车轮在预定时刻的行驶速度，以及所述智能机器人在所述预定时刻的角速度计算所述车轮的所述实际转向；及若否，控制所述智能机器人重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据。

本实施方式中，依据平滑处理后的角速度数据计算第一误差，及依据平滑处理后的检测转向数据计算第二误差，然后判断是否第一误差在第一预设范围内，且第二误差在第二预设范围内，若是，依据车轮在预定时刻的行驶速度，以及智能机器人在预定时刻的角速度计算车轮的实际转向；若否，控制智能机器人重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据，可以避免角速度数据及检测转向数据误差较大，而对最后计算的实际转向结果有影响，由此，得到的车轮的实际转向更加准确。

在一些实施方式中，所述第一误差为所述角速度数据的方差或标准差，和/或所述第二误差为所述检测转向数据的方差或标准差。

本实施方式中，第一误差为角速度数据的方差或标准差，和\或第二误差为检测转向数据的方差或标准差，通过计算角速度数据及检测转向数据的方差或标准差，可以反映角速度数据及检测转向数据的离散程度，可以表示角速度数据及检测转向数据的精确度。

在一些实施方式中，所述获取模块还用于：获取由转向传感器检测的初始转向数据；及依据所述初始转向数据及已知的转向误差获取所述检测转向数据。

本实施方式中，首先获取有转向传感器检测的初始转向数据，然后依据初始转向数据及已知的转向误差获取检测转向数据，由此，智能机器人在行驶的过程中，可以持续的获取包括了当前时刻前的转向误差的的检测转向数据，以时刻进行校准车轮的转向，使智能机器人的车轮时刻保持正确的转向，进一步地较好地实现导航及避障功能。

在一些实施方式中，所述校准模块还用于：依据转向传感器检测的转向数据及所述转向误差以获取所述车轮的当前转向；及依据所述当前转向控制所述智能机器人进行定位和/或避障。

本实施方式中，首先依据转向传感器检测的转向数据及转向误差以获取车轮的当前转向，然后依据当前转向控制智能机器人进行定位及\或避障，由此，智能机器人能够实时获取到车轮的当前转向，且当前转向考虑了转向传感器检测到的转向数据及转向误差，由此车轮的当前转向较准确，智能机器人根据当前转向进行定位和\或避障时比较精确。

本申请实施方式的智能机器人包括一个或多个处理器、存储器，和一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在存储器中，并且被一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行上述任一实施方式所述的转向校准方法的指令。

本申请实施方式的智能机器人中，首先控制智能机器人行驶预定距离，同时获取智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据，然后依据行驶数据计算车轮的实际转向数据，最后依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，通过依据行驶数据从而获取车轮的实际转向数据，依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，可以避免直接使用检测转向数据进行导航而出现的导航失败，避免智能机器人与障碍物发生碰撞，由此，能够对车轮的转向进行精确校准，使智能机器人能够进行精确导航及避障，还能够提高智能机器人执行任务的精度。

在一些实施方式中，所述智能机器人包括速度传感器、转向传感器、惯性测量单元及转向驱动部；所述速度传感器安装在所述车轮的转轴上，用于获取所述车轮的行驶速度；所述转向传感器安装在所述转向驱动部上，用于获取所述车轮的检测转向数据；及所述惯性测量单元安装在所述智能机器人的机身上，用于获取所述智能机器人的角速度。

本实施方式中，速度传感器安装在车轮的转轴上，能够获取车轮的行驶速度，转向传感器安装在转向驱动部上，能够获取车轮的检测转向数据，惯性测量单元安装在智能机器人的机身上，能够获取智能机器人的角速度，由此，通过多个不同的传感器分别获取数据，智能机器人能够获取到车轮及智能机器人的准确数据，使后续计算车轮的实际转向数据更加准确。

本申请实施方式的计算机可读存储介质，当计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得处理器执行上述任一实施方式所述的转向校准方法。

本申请实施方式的计算机可读存储介质中，首先控制智能机器人行驶预定距离，同时获取智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据，然后依据行驶数据计算车轮的实际转向数据，最后依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，通过依据行驶数据从而获取车轮的实际转向数据，依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，可以避免直接使用检测转向数据进行导航而出现的导航失败，避免智能机器人与障碍物发生碰撞，由此，能够对车轮的转向进行精确校准，使智能机器人能够进行精确导航及避障，还能够提高智能机器人执行任务的精度。

本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一些实施方式的转向校准方法的流程示意图；

图2是本申请一些实施方式的智能机器人的结构示意图；

图3是本申请一些实施方式的转向校准装置的模块示意图；

图4是本申请一些实施方式的智能机器人的结构示意图；

图5是本申请一些实施方式的转向校准方法的流程示意图；

图6是本申请一些实施方式的转向校准方法的流程示意图；

图7是本申请一些实施方式的转向校准方法的流程示意图；

图8是本申请一些实施方式的转向校准方法的场景示意图；

图9是本申请一些实施方式的转向校准方法的流程示意图；

图10是本申请一些实施方式的计算机可读存储介质与处理器的连接示意图。

主要元件符号说明：

智能机器人100、处理器10、存储器20、通信接口30、车轮40、前轮41、后轮42、速度传感器51、转向传感器52、惯性测量单元53、转向校准装置200、获取模块210、计算模块220、校准模块230、计算机可读存储介质300、计算机可执行指令301、处理器400。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

另外，下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1及图2，本申请实施方式的转向校准方法用于为智能机器人100的车轮进行转向校准，转向校准方法包括步骤：

S010：控制智能机器人100行驶预定距离，并获取智能机器人100在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据；

S020：依据行驶数据计算车轮的实际转向数据；和

S030：依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向。

本申请实施方式的智能机器人100包括一个或多个处理器10、存储器20和一个或多个程序，其中一个或多个程序被存储在存储器20中，并且被一个或多个处理器10执行，程序包括用于执行本申请实施方式的转向校准方法的指令。处理器10执行程序时，处理器10可用于实施步骤S010、步骤S020及步骤S030，即，处理器10可用于：控制智能机器人100行驶预定距离，并获取智能机器人100在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据；依据行驶数据计算车轮的实际转向数据；和依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向。

请参阅图3，本申请实施方式的转向校准装置200包括获取模块210、计算模块220及校准模块230，其中获取模块210、计算模块220及校准模块230可分别实施步骤S010、步骤S020及步骤S030，即获取模块210可用于控制智能机器人100行驶预定距离，并获取智能机器人100在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据；计算模块220可用于依据行驶数据计算车轮的实际转向数据；校准模块230可用于依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向。

本申请实施方式的转向校准方法、转向校准装置200及智能机器人100中，首先控制智能机器人100行驶预定距离，同时获取智能机器人100在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据，然后依据行驶数据计算车轮的实际转向数据，最后依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，通过依据行驶数据从而获取车轮的实际转向数据，依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，可以避免直接使用检测转向数据进行导航而出现的导航失败，避免智能机器人100与障碍物发生碰撞，由此，能够对车轮的转向进行精确校准，使智能机器人100能够进行精确导航及避障，还能够提高智能机器人100执行任务的精度。

其中，智能机器人100可以是工业机器人、农业机器人、家庭机器人、服务机器人、清洁机器人等，在此不做限制。进一步地，清洁机器人可以是扫地机、洗地机、吸尘器等智能机器人100。智能机器人100还可以包括通信接口30、清洁执行装置等元件。智能机器人100可以用于清洁地板、地砖、路面或者水泥地等表面。

具体地，请再次参阅图1，在步骤S010中，控制智能机器人100行驶预定距离，并获取智能机器人100在行驶预定距离时的行驶数据及车轮的检测转向数据，由此可以为后续计算车轮的实际转向数据提供数据支撑，使计算的实际转向数据更加精确。其中，控制智能机器人100行驶预定距离，预定距离可以是用户设置的值，也可以是根据多次测试得出的经验值，在此不做限制。智能机器人100在行驶预定距离的过程中，可以是智能机器人100上的传感器获取行驶预定距离过程中的行驶数据和车轮的检测转向数据，其中行驶数据可以是行驶速度、行驶时间、行驶距离等，在此不做限制，车轮的检测转向数据主要是传感器检测到的车轮的转向角度。在一个实施例中，预定距离为20米，控制智能机器人100在行驶预定距离时，智能机器人100可以是匀速或者变速运动。

进一步地，在步骤S020中，依据行驶数据计算车轮的实际转向数据，在步骤S010中获取到行驶数据，通过行驶数据建立计算方程可以计算得到车轮的实际转向数据，由此可以通过车轮的实际转向数据与车轮的检测转向数据进行比较，从而使车轮转向校准的更加精确。

进一步地，在步骤S030中，依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮的转向，在步骤S020中计算得出车轮的实际转向数据，同时传感器检测车轮的检测转向数据，计算检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差，然后依据转向误差对车轮的转向进行校准，使车轮的转向更加精准，可以实现精确导航以及避障，同时还能够提高智能机器人100执行任务的精度。

在一些实施方式中，智能机器人100包括前轮及后轮，智能机器人100的行驶方式可以是前轮驱动，还可以是后轮驱动，也可以是前轮及后轮共同驱动，在此不做限制，车轮校准方法均能够实现对上述实施方式的车轮进行转向校准。

本申请实施方式以包括前轮及后轮，前轮驱动的智能机器人100为例进行功能性说明，同时本申请实施方式以对智能机器人100的前轮的转向进行校准为例进行功能性说明，可以理解，智能机器人100的驱动方式可以是其他，转向校准方法还可以对后轮的转向进行校准，在此不做限制。

请参阅图4，智能机器人100包括前轮41及后轮42，同时智能机器人100还包括速度传感器51、转向传感器52、惯性测量单元53(Inertial measurement unit,IMU)及转向驱动部(在图中未标出)。其中转向驱动部可以是转向电机，用于为车轮40提供转向的动力。具体地，速度传感器51安装在前轮41的转轴上，用于获取前轮41的行驶速度，转向传感器52安装在转向驱动部上，用于获取前轮41的检测转向数据，惯性测量单元53安装在智能机器人100的机身上，用于获取智能机器人100的角速度。

本实施方式中，通过速度传感器51安装在前轮41的转轴上检测前轮41的行驶速度，转向传感器52检测前轮41的检测转向数据，惯性测量单元53安装在机身上检测智能机器人100的角速度，由此，获取到的行驶数据更加准确，使在后续计算过程中得到的转向误差更加精确，由此使对前轮41的转向校准更加准确。

请参阅图5，在一些实施方式中，步骤S010包括步骤：

S011：获取智能机器人100行驶预定距离时车轮40的行驶速度数据；

S012：获取智能机器人100行驶预定距离时智能机器人100的角速度数据；

S013：获取智能机器人100行驶预定距离时车轮40的检测转向数据；和

S014：对行驶速度数据、角速度数据及检测转向数据进行平滑处理。

具体地，步骤S011、步骤S012、步骤S013执行的先后顺序在此不做限制。智能机器人100行驶预定距离过程中，可以是速度传感器51检测车轮40的行驶速度数据，可以是惯性测量单元53检测智能机器人100的角速度数据，可以是转向传感器52检测车轮40的检测转向数据。然后对获取到的行驶速度数据、角速度数据及检测转向数据进行平滑处理，其中，平滑处理是对数据在时间域上的平滑，可以实现抑制行驶速度数据、角速度数据及检测转向数据中的噪声，使计算得到的实际转向数据更加准确。

进一步地，在智能机器人100开始行驶预定距离前，将速度传感器51、转向传感器52及惯性测量单元53的初始时间戳进行对齐(即实现多传感器同步)，同时智能机器人100行驶预定距离后，再次对齐速度传感器51、转向传感器52及惯性测量单元53的检测时间戳，获取初始时间戳与检测时间戳之间时段的车轮40的行驶速度数据、车轮40的检测转向数据及智能机器人100的角速度数据，然后对初始时间戳与检测时间戳之间时段的车轮40的行驶速度数据、车轮40的检测转向数据及智能机器人100的角速度数据进行平滑处理。

进一步地，在一个实施例中，首先将速度传感器51、转向传感器52及惯性测量单元53的初始时间均对齐为0s，然后智能机器人100以2m/s的速度行驶20米，最后将速度传感器51、转向传感器52及惯性测量单元53的初始时间均对齐为10s，获取10s之间的车轮40的行驶速度数据、车轮40的检测转向数据及智能机器人100的角速度数据，最后对这10s内的车轮40的行驶速度数据、车轮40的检测转向数据及智能机器人100的角速度数据进行平滑处理。

在一些实施方式中，获取模块210还可用于执行步骤S011、步骤S012、步骤S013及步骤S014，处理器10还可用于执行步骤S011、步骤S012、步骤S013及步骤S014。

请参阅6，在一些实施方式中，步骤S020包括步骤：

S021：依据平滑处理后的角速度数据计算第一误差；

S022：依据平滑处理后的检测转向数据计算第二误差；及

S023：判断第一误差是否在第一预设范围内，且第二误差是否在第二预设范围内；

若是，执行S024：依据车轮40在预定时刻的行驶速度，以及智能机器人100在预定时刻的的角速度计算车轮40的实际转向；和

若否，执行S025：控制智能机器人100重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据。

其中，步骤S021及步骤S022的执行的先后顺序在此不做限制，可以是先执行步骤S021，再执行步骤S022，也可以是先执行步骤S022，再执行步骤S021，还可以是同时执行步骤S021及步骤S022，在此不做限制。

具体地，在步骤S012和步骤S013中分别获取到了智能机器人100的角速度数据及车轮40的检测转向数据，同时在步骤S014中对角速度数据及检测转向数据进行了平滑处理，通过对平滑处理后的角速度数据进行计算，获取到第一误差，通过对平滑处理后的检测转向数据进行计算得到第二误差，最后在步骤S023中，判断第一误差是否在第一预设范围内，且是否第二误差在第二预设范围内，当第一误差在第一预设范围内及第二误差在第二预设范围内，执行步骤S024，若第一误差不在第一预设范围内和\或第二误差在第二预设范围内，执行步骤S025。其中，第一预设范围可以与第二预设范围相同，也可以不相同，在此不做限制。

进一步地，在步骤S024中，依据车轮40在预定时刻的行驶速度，以及智能机器人100在预定时刻的的角速度计算车轮40的实际转向，其中预定时刻指的是在智能机器人100在行驶预定距离之间的任意时刻，同时第一误差及第二误差均在误差范围之内，由此，可以计算得到车轮40在行驶预定距离之间的实时的实际转向，同时得到的实际转向比较准确，使智能机器人100能够准确地实现导航及避障的功能。

进一步地，在步骤S025中，控制智能机器人100重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据，此时第一误差不在第一预设范围内，和\或第二误差不在预设范围内，表明获取到的角速度数据和\或检测转向数据误差较大，如果继续进行计算实际转向，容易导致计算得到的车轮40的实际转向不准确，由此，控制智能机器人100重新行驶预定距离，并获取重新行驶时的行驶数据，由此可能能够获取到更加准确的行驶数据及检测转向数据，使后续校准车轮40的转向更加准确，使智能机器人100实现更加精确的导航及避障，提高执行任务的精度。

在一些实施方式中，计算模块220还可用于执行步骤S021、步骤S022、步骤S023及步骤S024或步骤S025，处理器10还可用于执行步骤S021、步骤S022、步骤S023及步骤S024或步骤S025。

在一些实施方式中，第一误差为智能机器人100的角速度数据的方差或标准差，和\或第二误差为检测转向数据的方差或标准差，可以理解，第一误差可以是角速度数据的方差，第一误差也可以是角速度数据的标准差，第二误差可以是检测转向数据的方差，第二误差也可以是检测转向数据的标准差，在此不做限制。当然，第一误差也可以是角速度数据的其他差值，第二误差也可以是检测转向数据的其他差值。

本实施方式中，第一误差为角速度数据的方差或标准差，及\或第二误差为检测转向数据的方差或标准差，通过计算角速度数据及检测转向数据的方差或标准差，可以反映角速度数据及检测转向数据的离散程度，可以表示角速度数据及检测转向数据的精确度，以使后续的判断步骤中判断结果更加精确。

请再次参阅图6，在一个实施例中，第一误差为智能机器人100的角速度数据的方差，第二误差为车轮40的检测转向数据的方差，其中第一预设范围为[0.0002,0.0008]，例如：第一预设范围可以是[0.0002,0.0003]、[0.0002,0.0004]、[0.0003,0.0005]、[0.0004,0.0008]等，第二预设范围为[0.0002,0.0008]，例如：第二预设范围可以是[0.0002,0.0003]、[0.0002,0.0004]、[0.0003,0.0005]、[0.0004,0.0008]等，当然，第一预设范围和第二预设范围也可以取不同的预设范围值，例如：第一预设范围可以是[0.0002,0.0007]，第二预设范围可以是[0.0003,0.0008]；第一预设范围可以是[0.0002,0.0008]，第二预设范围可以是[0.0002,0.0007]；第一预设范围为[0.0003,0.0007],第二预设范围可以是[0.0002,0.0008]，在此不做限制，第一预设范围及第二预设范围较小，对角速度数据及检测转向数据的离散性及精确度提出更高的要求。其中，第一误差为智能机器人100的角速度数据的方差，第二误差为车轮40的检测转向数据的方差，是为了裁剪智能机器人100在行驶预定距离过程中的智能机器人100直行的行驶数据，在行驶过程中，惯性测量单元53和转向传感器52的噪声较大，由此，可以规避这部分噪声对数据精度造成的影响。

请参阅图7，在一些实施方式中，步骤S030包括：

步骤S031：依据转向传感器52检测的转向数据及转向误差以获取车轮40的当前转向；和

步骤S032：依据当前转向控制智能机器人100进行定位和/或避障。

具体地，在步骤S020中得到了车轮40的实际转向数据，同时依据转向传感器52检测的车轮40的转向数据，由此可以得到车轮40的转向误差，在转向数据上累加转向误差可以得到车轮40的当前转向，由此智能机器人100可以以车轮40的当前转向进行导航及避障，可以避免直接以转向传感器52检测的车轮40的转向数据进行导航而造成导航失败，甚至与障碍物发生碰撞的情况。

在一些实施方式中，校准模块230还可用于执行步骤S031及步骤S032，处理器还可用于执行步骤S031及步骤S032。

请参阅图8，在一个实施例中，智能机器人100包括前轮41及后轮42，同时智能机器人100的驱动方式为前轮41驱动，转向校准方法用于为智能机器人100的前轮41进行校准，其中，依据前轮41在预定时刻的行驶速度，以及智能机器人100在预定时刻的角速度计算前轮41的实际转向的具体过程为：假设智能机器人100在行驶预定距离过程中，在预定时刻时前轮41的实际转向为θ，前轮41的行驶速度为v，根据运动分解公式，可以将车轮40的行驶速度v分解成v_x和v_y，其中v_y为两个后轮42的转轴的中心进行旋转运动时的驱动速度，其中前轮41与两个后轮42的中心的距离为l，根据圆周运动规律可以得到：

vy＝l*w

同时根据运动分解，可以得到v与v_y的关系：

v_y＝v*sinθ

进一步地，可以得到：θ＝asin(l*w/v)

其中，l,w,v均为可以获取到的数据，通过上述公式计算可以得到前轮41的实际转向θ。

进一步地，转向传感器52检测预定时刻的前轮41的检测转向为θ1，得到转向误差Δθ：

Δθ＝θ-θ1

由此，根据转向误差可以得到预定时刻的前轮41的实际转向为：θ＝Δθ+θ1，从而依据得到的转向误差以及转向传感器52预定时刻检测的前轮41的检测转向θ1，得到前轮41的实际转向θ，进一步地将前轮41的实际转向θ反馈至智能机器人100，由此智能机器人100可以实现精准导航及避障。

请参阅图9，在一些实施方式中，步骤S013包括步骤：

S131：获取由转向传感器52检测的初始转向数据；和

S132：依据初始转向数据及已知的转向误差获取检测转向数据。

具体地，智能机器人100在行驶预定距离的过程中，转向传感器52能够实时检测车轮40的初始转向数据，然后依据初始转向数据和已知的转向误差获取检测转向数据。其中，已知的转向误差即为在检测时刻之前计算得到的转向误差，可以理解，在检测时刻时的检测转向数据考虑了转向传感器52的初始转向数据和检测时刻前的转向误差，由此，车轮40在进行转向校准时，能够依据初始转向数据和已知的转向误差，获取到检测转向数据，同时计算检测时刻的转向误差，由此，智能机器人100能够实时校准转向，使智能机器人100实时均能实现精准的导航及避障。

在一些实施方式中，获取模块210还可用于执行步骤S131及步骤S132，处理器10还可用于执行步骤S131及步骤S132。

请参阅图2，在一些实施方式中，存储器20用于存放可在处理器10上运行的计算机程序，处理器10执行程序时实现上述任一实施方式中的外参标定方法。

存储器20可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。进一步地，智能机器人100100还可包括通信接口30，通信接口30用于存储器20和处理器10之间的通信。

如果存储器20、处理器10和通信接口30独立实现，则通信接口30、存储器20和处理器10可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，简称为ISA)总线、外部设备互连(PeripheralComponent，简称为PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称为EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器20、处理器10及通信接口30，集成在一块芯片上实现，则存储器20、处理器10及通信接口30可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器10可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

请参阅图10，本申请实施方式的非易失性计算机可读存储介质300包括计算机可执行指令301，当计算机可执行指令301被一个或多个处理器400执行时，使得处理器400执行本申请任一实施方式的转向校准方法。

例如，计算可执行指令被处理器400执行时，处理器400用于实施步骤：

S010：控制智能机器人100行驶预定距离，并获取智能机器人100在行驶预定距离时的行驶数据及车轮40的检测转向数据；

S020：依据行驶数据计算车轮40的实际转向数据；和

S030：依据检测转向数据与实际转向数据之间的转向误差校准车轮40的转向。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种车轮的转向校准方法，用于智能机器人，其特征在于，所述转向校准方法包括：

控制所述智能机器人行驶预定距离，并获取所述智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及所述车轮的检测转向数据；

依据所述行驶数据计算所述车轮的实际转向数据；及

依据所述检测转向数据与所述实际转向数据之间的转向误差校准所述车轮的转向；

所述控制所述智能机器人行驶预定距离，并获取所述智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及所述车轮的检测转向数据，包括：

对所述智能机器人行驶所述预定距离时，所述车轮的行驶速度数据、所述智能机器人的角速度数据及所述车轮的所述检测转向数据进行平滑处理；

所述依据所述行驶数据计算所述车轮的实际转向数据，包括：

依据平滑处理后的所述角速度数据计算第一误差；

依据平滑处理后的所述检测转向数据计算第二误差；及

在所述第一误差在第一预设范围内，且所述第二误差在第二预设范围内时，依据车轮在预定时刻的行驶速度，以及所述智能机器人在所述预定时刻的角速度计算所述车轮的所述实际转向。

2.根据权利要求1所述的转向校准方法，其特征在于，所述控制所述智能机器人行驶预定距离，并获取所述智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及所述车轮的检测转向数据，还包括：

获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的所述行驶速度数据；

获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述智能机器人的所述角速度数据；

获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的所述检测转向数据。

3.根据权利要求2所述的转向校准方法，其特征在于，所述依据所述行驶数据计算所述车轮的实际转向数据，还包括：

判断所述第一误差是否在第一预设范围内，且所述第二误差是否在第二预设范围内；

若否，控制所述智能机器人重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据。

4.根据权利要求3所述的转向校准方法，其特征在于，所述第一误差为所述角速度数据的方差或标准差，和/或所述第二误差为所述检测转向数据的方差或标准差。

5.根据权利要求2所述的转向校准方法，其特征在于，所述获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的检测转向数据，包括：

获取由转向传感器检测的初始转向数据；及

依据所述初始转向数据及已知的转向误差获取所述检测转向数据。

6.根据权利要求1所述的转向校准方法，其特征在于，所述依据所述检测转向数据与所述实际转向数据之间的转向误差校准所述车轮的转向，包括：

依据转向传感器检测的转向数据及所述转向误差以获取所述车轮的当前转向；及

依据所述当前转向控制所述智能机器人进行定位和/或避障。

7.一种车轮的转向校准装置，用于智能机器人，其特征在于，所述转向校准装置包括：

获取模块，所述获取模块用于控制所述智能机器人行驶预定距离，并获取所述智能机器人在行驶预定距离时的行驶数据及所述车轮的检测转向数据；

计算模块，所述计算模块用于依据所述行驶数据计算所述车轮的实际转向数据；及

校准模块，所述校准模块用于依据所述检测转向数据与所述实际转向数据之间的误差校准所述车轮的转向；

所述获取模块还用于：

对所述智能机器人行驶所述预定距离时，所述车轮的行驶速度数据、所述智能机器人的角速度数据及所述车轮的所述检测转向数据进行平滑处理；

所述计算模块还用于：

依据平滑处理后的所述角速度数据计算第一误差；

依据平滑处理后的所述检测转向数据计算第二误差；及

在所述第一误差在第一预设范围内，且所述第二误差在第二预设范围内时，依据车轮在预定时刻的行驶速度，以及所述智能机器人在所述预定时刻的角速度计算所述车轮的所述实际转向。

8.根据权利要求7所述的转向校准装置，其特征在于，所述获取模块还用于：

获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的所述行驶速度数据；

获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述智能机器人的所述角速度数据；

获取所述智能机器人行驶所述预定距离时所述车轮的所述检测转向数据。

9.根据权利要求8所述的转向校准装置，其特征在于，所述计算模块还用于：

判断所述第一误差是否在第一预设范围内，且所述第二误差是否在第二预设范围内；

若否，控制所述智能机器人重新行驶预定距离并获取重新行驶时的行驶数据。

10.根据权利要求9所述的转向校准装置，其特征在于，所述第一误差为所述角速度数据的方差或标准差，和/或所述第二误差为所述检测转向数据的方差或标准差。

11.根据权利要求8所述的转向校准装置，其特征在于，所述获取模块还用于：

获取由转向传感器检测的初始转向数据；及

依据所述初始转向数据及已知的转向误差获取所述检测转向数据。

12.根据权利要求7所述的转向校准装置，其特征在于，所述校准模块还用于：

依据转向传感器检测的转向数据及转向误差以获取所述车轮的当前转向；及

依据所述当前转向控制所述智能机器人进行定位和/或避障。

13.一种智能机器人，其特征在于，所述智能机器人包括：

一个或多个处理器、存储器；和

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1至6中任意一项所述的转向校准方法的指令。

14.根据权利要求13所述的智能机器人，其特征在于，所述智能机器人包括速度传感器、转向传感器、惯性测量单元及转向驱动部；

所述速度传感器安装在所述车轮的转轴上，用于获取所述车轮的行驶速度；

所述转向传感器安装在所述转向驱动部上，用于获取所述车轮的检测转向数据；及

所述惯性测量单元安装在所述智能机器人的机身上，用于获取所述智能机器人的角速度。

15.一种包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1至6中任意一项所述的转向校准方法。

Images