CN112148017B - 一种误差标定方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种误差标定方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括:获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和AGV的运动中心的第二实际运动数据;基于所获取到的第一实际运动数据和第二实际运动数据,利用预设的针对AGV的理想运动模型,确定AGV沿任意轨迹运动时的理想运动标定结果;基于理想运动标定结果和第二实际运动数据,建立包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;按照预定的误差求解方式,求解误差标定函数,得到待求解的标定误差参数的参数值。与现有技术相比,应用本发明实施例提供的方案,能够确定用于对AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,特别是涉及一种误差标定方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
当前,随着机器人技术的不断发展,各种类型的机器人在人们的日常工作和生活中发挥着越来越重要的作用。其中,所谓机器人是指:自动执行工作的机器装置,包括一切模拟人类行为或思想,以及模拟其他生物的机械。例如,扫地机器人、物流分拣机器人、商场智能服务机器人、导游机器人等。
其中,全向AGV(Automated Guided Vehicle,自动导引运输车)作为一种可以在任意方向上移动的机器人,其被广泛地引用到各种情况下。例如,将所分拣的包裹转移到指定位置、引导游客在景区内移动以进行参观等。
然而,在实际应用过程中,AGV在运动过程中可能出现轨迹偏差现象,即AGV的实际运动轨迹与用户希望AGV所移动的理想运动轨迹之间存在误差,例如,直线过程中的走偏现象、旋转过程中AGV的运动定位中心偏离旋转中心等。因此,为了保证AGV移动轨迹的准确性,需要对AGV进行误差标定,以便于在AGV的移动过程中,利用误差标定得到的标定误差参数的参数值,对AGV的移动轨迹进行补偿。
基于此,当前亟需一种误差标定方法,以确定用于对AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种误差标定方法、装置、电子设备及存储介质,以提供一种误差标定方法,确定用于对AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
具体技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种误差标定方法,所述方法包括:
获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果;其中,所述理想运动模型用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,所述AGV的各组舵轮的运动数据与所述AGV的运动中心的运动数据之间的关系;
基于所述理想运动标定结果和所述第二实际运动数据,建立包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;
按照预定的误差求解方式,求解所述误差标定函数,得到所述待求解的标定误差参数的参数值。
可选的,一种具体实现方式中,所述获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据的步骤,包括:
按照第一预设周期,获取所述AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的位移变化量,以及所述各组舵轮的偏移角,作为所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据;
按照第二预设周期,获取所述AGV沿所述任意轨迹运动时,所述AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向和Y轴方向上分别距离所述任意轨迹的起点的位移,以及所述AGV的运动中心的偏移角,作为所述AGV的运动中心的第二实际运动数据。
可选的,一种具体实现方式中,所述基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果的步骤,包括:
针对每组第一类数据,将该组第一类数据和所对应的第二类数据,赋值到预设的针对所述AGV的理想运动模型中,得到所述AGV沿所述任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果;
其中,任一组第一类数据包括:任一次获取到的所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,任一组第一类数据对应的第二类数据包括:获取时间不晚于该组第一类数据的获取时间,且获取时间与该组第一类数据的获取时间最接近的一组所述AGV的运动中心的第二实际运动数据。
可选的,一种具体实现方式中,所述误差标定函数为:
其中,fi为基于第i组理想运动标定结果所确定的误差标定函数;
Xi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移;
XLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向距离所述起点的位移;
Yi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;
YLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向距离所述起点的位移。
可选的,一种具体实现方式中,
所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移Xi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述X轴方向上距离所述起点的位移;
所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移Yi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述Y轴方向上距离所述起点的位移。
可选的,一种具体实现方式中,所述AGV为三差动舵轮全向AGV,所述预设的针对所述AGV的理想运动模型为:
其中,XL0和YL0分别为误差标定起始时刻,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;
dL0Li、dL1Li和dL2Li分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的左轮的位移变化量;
dL0Ri、dL1Ri和dL2Ri分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的右轮的位移变化量;
θ0i、θ1i和θ2i分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的偏移角;
XLi和YLi分别为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;
θLi为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心的偏移角;
[x0,x1,x2,k]T为所述标定误差参数;其中,x0、x1和x2分别为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的角度偏置误差,k为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的位移尺度误差。
可选的,一种具体实现方式中,在计算得到所述待求解的标定误差参数的参数值后,所述方法还包括:
在所述AGV的运动过程中,获取用于控制所述AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的所述AGV的各组舵轮的运动数据;其中,所述运动数据为:所述AGV的各组舵轮在响应所述运动指令进行运动时所依据的数据;
利用所述待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿,以使得所述AGV的各组舵轮的按照补偿后的运动数据进行运动。
可选的,一种具体实现方式中,所获取到的运动数据包括:所述AGV的各组舵轮的偏移角和位移变化量;所述待求解的标定误差参数包括:位移尺度误差和所述AGV的每组舵轮对应的角度偏置误差;
所述利用所述待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿的步骤,包括:
在每组舵轮的偏移角上减去该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。
第二方面,本发明实施例提供了一种误差标定装置,所述装置包括:
数据获取模块,用于获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
结果确定模块,用于基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果;其中,所述理想运动模型用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,所述AGV的各组舵轮的运动数据与所述AGV的运动中心的运动数据之间的关系;
函数构建模块,用于基于所述理想运动标定结果和所述第二实际运动数据,建立包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;
函数求解模块,用于按照预定的误差求解方式,求解所述误差标定函数,得到所述待求解的标定误差参数的参数值。
可选的,一种具体实现方式中,所述数据获取模块具体用于:按照第一预设周期,获取所述AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的位移变化量,以及所述各组舵轮的偏移角,作为所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据;按照第二预设周期,获取所述AGV沿所述任意轨迹运动时,所述AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向和Y轴方向上分别距离所述任意轨迹的起点的位移,以及所述AGV的运动中心的偏移角,作为所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
所述结果确定模块具体用于:针对每组第一类数据,将该组第一类数据和所对应的第二类数据,赋值到预设的针对所述AGV的理想运动模型中,得到所述AGV沿所述任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果;其中,任一组第一类数据包括:任一次获取到的所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,任一组第一类数据对应的第二类数据包括:获取时间不晚于该组第一类数据的获取时间,且获取时间与该组第一类数据的获取时间最接近的一组所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
所述误差标定函数为:
其中,fi为基于第i组理想运动标定结果所确定的误差标定函数;
Xi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移;XLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向距离所述起点的位移;Yi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;YLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向距离所述起点的位移;
所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移Xi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述X轴方向上距离所述起点的位移;所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移Yi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;
所述AGV为三差动舵轮全向AGV,所述预设的针对所述AGV的理想运动模型为:
其中,XL0和YL0分别为误差标定起始时刻,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;dL0Li、dL1Li和dL2Li分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的左轮的位移变化量;dL0Ri、dL1Ri和dL2Ri分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的右轮的位移变化量;θ0i、θ1i和θ2i分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的偏移角;XLi和YLi分别为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;θLi为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心的偏移角;[x0,x1,x2,k]T为所述标定误差参数;其中,x0、x1和x2分别为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的角度偏置误差,k为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的位移尺度误差。
所述装置还包括:运动补偿模块,用于在计算得到所述待求解的标定误差参数的参数值后,在所述AGV的运动过程中,获取用于控制所述AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的所述AGV的各组舵轮的运动数据;其中,所述运动数据为:所述AGV的各组舵轮在响应所述运动指令进行运动时所依据的数据;利用所述待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿,以使得所述AGV的各组舵轮的按照补偿后的运动数据进行运动;
其中,所获取到的运动数据包括:所述AGV的各组舵轮的偏移角和位移变化量;所述待求解的标定误差参数包括:位移尺度误差和所述AGV的每组舵轮对应的角度偏置误差;所述运动补偿模块,具体用于:在每组舵轮的偏移角上减去该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。
第三方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信,
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述第一方面提供的任一种误差标定方法的步骤。
第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的任一种误差标定方法的步骤。
第五方面,本发明实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述第一方面提供的任一种误差标定方法的步骤。
本发明实施例有益效果:
应用本发明实施例提供的方案,针对任一待标定的AGV,可以预设用于表征在利用标定误差参数进行补偿的状态下,该AGV的各组舵轮的运动数据与AGV的运动中心的运动数据之间的关系的理想运动模型,以及该AGV的待求解的误差标定函数。这样,在AGV沿任意轨迹运动时,便可以获取AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和AGV的运动中心的第二实际运动数据,进而,基于所获取到的第一实际运动数据和第二实际运动数据,利用上述预设的理想运动模型,便可以确定AGV沿上述任意轨迹运动时的理想运动标定结果。从而,基于所确定的AGV沿上述任意轨迹运动时的理想运动标定结果和所获取的AGV沿上述任意轨迹运动时,AGV的运动中心的实际运动数据,便可以构建包含上述预设的误差标定参数的误差标定函数。从而,按照预定的误差求解方法,求解该误差标定函数,便可以得到上述预设的误差标定参数的参数值,完成对待标定的AGV的误差标定。
以上可见,应用本发明实施例提供的方案,针对任一待标定的AGV,可以提供一种误差标定方法,确定用于对该AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
进一步的,本发明实施例提供的方案中,在对待标定的AGV进行误差标定时,该AGV可以沿任意轨迹运动,也就是说,在对待标定的AGV进行误差标定时,不需要限定标定过程中该AGV的移动轨迹的类型,提高了对AGV进行误差标定的方法的适用范围。并且,本发明实施例提供的方案中,是基于AGV在移动过程中各组舵轮的第一实际运动数据和运动中心的第二实际运动数据,利用理想运动模型,通过构建包含待求解的标定误差参数的误差标定函数,求解得到待求解的标定误差参数的参数值的,因此,无需控制AGV沿某一指定轨迹进行多次往返移动,并且,也不需要通过比较AGV的实际移动轨迹和该指定轨迹的差异,计算标定误差参数的参数值,因此,简化对AGV进行误差标定的操作,提高对AGV进行误差标定的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种误差标定方法的流程示意图;
图2为图1中S101的一种具体实现方式的流程示意图;
图3为本发明实施例提供的一种三差动舵轮全向AGV的运动学关系示意图;
图4为本发明实施例提供的一种误差标定装置的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在实际应用过程中,AGV在运动过程中可能出现轨迹偏差现象,即AGV的实际运动轨迹与用户希望AGV所移动的理想运动轨迹之间存在误差。因此,为了保证AGV移动轨迹的准确性,需要对AGV进行误差标定,以便于在AGV的移动过程中,利用误差标定得到的标定误差参数的参数值,对AGV的移动轨迹进行补偿。基于此,当前亟需一种误差标定方法,以确定用于对AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
当前,相关技术中,对AGV进行误差标定的方法为:确定指定的标定轨迹,并在该标定轨迹上预先设置多个标定点,进而,控制AGV在该预先设置的多个标定点之间来回移动,从而,通过AGV的实际移动轨迹与指定的标定轨迹之间的差异,计算AGV的标定误差值。然而,上述的误差标定的方法,需要控制AGV沿指定的标定轨迹来回移动多次,并且,记录每次经过每个标定点的相关实际运动数据,以便于确定多个标定点之间的实际移动轨迹,从而,可以通过计算AGV在多个标定点之间的实际移动轨迹与指定的标定轨迹中多个标定点之间的轨迹的差异,计算AGV的标定误差值。因此,上述的误差标定的方法的标定操作较为复杂,且耗时较多,从而,极大地降低了对AGV进行标定的效率。
基于此,本发明实施例提供的一种误差标定方法,不但能够确定用于对AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值,还可以简化对AGV进行误差标定的操作,提高对AGV进行误差标定的效率。
其中,需要说明的是,本发明实施例提供的一种误差标定方法可以应用于待进行误差标定的AGV自身,例如,AGV的控制模块,也可以应用于与待进行误差标定的AGV通信连接的其他控制设备,例如,云端服务器等。基于此,本发明实施例不对该误差标定方法的执行主体进行限定,以下统称电子设备。
其中,本发明实施例提供的一种误差标定方法,包括:
获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果;其中,所述理想运动模型用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,所述AGV的各组舵轮的运动数据与所述AGV的运动中心的运动数据之间的关系;
基于所述理想运动标定结果和所述第二实际运动数据,构建包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;
按照预定的误差求解方式,求解所述误差标定函数,得到所述待求解的标定误差参数的参数值。
以上可见,应用本发明实施例提供的方案,针对任一待标定的AGV,可以提供一种误差标定方法,确定用于对该AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
进一步的,相对于上述相关技术中对AGV进行误差标定的方法,应用本发明实施例提供的方案,在对待标定的AGV进行误差标定时,该AGV可以沿任意轨迹运动,也就是说,在对待标定的AGV进行误差标定时,不需要限定标定过程中该AGV的移动轨迹的类型,提高了对AGV进行误差标定的方法的适用范围。并且,在本发明实施例提供的方案中,是基于AGV在移动过程中各组舵轮的第一实际运动数据和运动中心的第二实际运动数据,利用理想运动模型,通过构建包含待求解的标定误差参数的误差标定函数,求解得到待求解的标定误差参数的参数值的,因此,无需控制AGV沿某一指定轨迹进行多次往返移动,并且,也不需要通过比较AGV的实际移动轨迹和该指定轨迹的差异,计算标定误差参数的参数值,因此,简化对AGV进行误差标定的操作,提高对AGV进行误差标定的效率。
下面,结合附图对本发明实施例提供的一种误差标定方法进行具体说明。
图1为本发明实施例提供的一种误差标定方法的流程示意图。如图1所示,该方法可以包括如下步骤:
S101:获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和AGV的运动中心的第二实际运动数据;
可以理解的,AGV可以沿着各种类型的移动轨迹运动,例如,沿着直线移动轨迹运动,沿着弧线移动轨迹运动,沿着旋转移动轨迹运动等等。而在本发明实施例中,可以在AGV沿任意轨迹运动时,对AGV进行误差标定,并且,该任意轨迹可以为任一类型的轨迹。
基于此,在本发明实施例中,在对AGV进行误差标定时,无需预设指定的标定轨迹,从而,也无需限定AGV的移动轨迹的类型。这样,便可以提高本发明实施例提供的误差标定方法的适用范围。
进一步的,在AGV沿任意轨迹运动时,电子设备便可以获取AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和AGV的运动中心的第二实际运动数据。
其中,可以通过现有技术中的任一种获取AGV的各组舵轮的第一实际运动数据的方法,在AGV沿上述任意轨迹运动时,获取AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,例如,可以通过在AGV沿上述任意轨迹运动时,AGV的各组舵轮的电机数据获取AGV的各组舵轮的第一实际运动数据。
相应的,AGV的运动中心的第二实际运动数据可以是AGV中所设置的各类传感器所采集到的。例如,激光雷达传感器等。对此,本发明实施例不做具体限定。
需要说明的是,AGV中通常可以设置至少一组舵轮,在AGV沿上述任意轨迹运动的过程中,实质上是AGV中的各组舵轮进行运动,从而,可以通过AGV的各组舵轮的实际运动实现AGV的运动中心的运动。进而,AGV的运动中心通常是根据AGV的平面几何形状以及AGV中各组舵轮的位置,在AGV的平面几何形状中所确定的一点,例如,AGV的运动中心可以为:AGV的平面几何中心。那么,按照运动学原理,在AGV的运动过程中,AGV的各组舵轮的实际运动数据和AGV的运动中心的实际运动数据可以是不同的。
其中,可选的,电子设备可以向AGV的各组舵轮下发用于指示AGV沿任意轨迹运动的运动指令,从而,AGV的各组舵轮在获取到该运动指令后,便可以基于该任意轨迹确定自身的运动参数,并按照该运动参数运动,以使得AGV沿该任意轨迹运动;
可选的,电子设备基于AGV将要移动的任意轨迹确定各组舵轮在沿该任意轨迹运动的过程中的运动参数,从而,向各组舵轮下发用于指示各组舵轮按照所确定的自身对应的运动参数运动的运动指令。这样,AGV的各组舵轮在获取到该运动指令后,便可以按照自身所对应的运动参数运动,以使得AGV沿该任意轨迹运动。
此外,电子设备可以通过多种方式执行上述步骤S101,对此,本发明实施例不做具体限定,为了行为清晰,后续将会对电子设备执行上述步骤S101的具体方式进行举例说明。
S102:基于第一实际运动数据和第二实际运动数据,利用预设的针对AGV的理想运动模型,确定AGV沿任意轨迹运动时的理想运动标定结果;
其中,理想运动模型用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,AGV的各组舵轮的运动数据与AGV的运动中心的运动数据之间的关系;
由于AGV的运动中心的运动是通过AGV的各组舵轮的运动实现的,且在AGV的运动过程中,AGV的各组舵轮的运动数据和AGV的运动中心的运动数据可以是不同的,因此,AGV的各组舵轮的运动数据与AGV的运动中心的运动数据之间存在一定的关系。进而,该关系可以通过一个针对AGV的运动模型来表征。
进一步的,为了使得移动过程中,AGV的定位更为精确,且AGV可以沿着更为准确的移动轨迹移动,那么,在确定上述针对AGV的运动模型时,可以加入标定误差参数,利用该标定误差参数对该运动模型进行补偿。从而,加入标定误差参数后所得到的运动模型即为针对AGV的理想运动模型。
显然,针对AGV的理想运动模型可以用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,AGV的各组舵轮的运动数据与AGV的运动中心的运动数据之间的关系。
基于此,在执行完上述步骤S101,获取到AGV沿任意轨迹运动时,AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和AGV的第二实际运动数据后,电子设备便可以基于所获取到的第一实际运动数据和第二实际运动数据,利用预设的针对AGV的理想运动模型,确定AGV沿任意轨迹运动时的理想运动标定结果。
其中,需要说明的是,可选的,上述针对AGV的理想运动模型可以是基于AGV的舵轮数量、各组舵轮之间的位置关系、各组舵轮与AGV的运动中心的位置关系,以及AGV的几何结构所确定的。进而,针对不同类型的AGV的理想运动模型可以是不同的。并且,上述AGV的舵轮数量、各组舵轮之间的位置关系和各组舵轮与AGV的运动中心的位置关系可以统称为AGV的运动学关系。
相应的,对于不同类型的AGV而言,针对该AGV的理想运动模型中所包含的标定误差参数也可以是不同的。并且,该标定误差参数的数量可以与AGV的舵轮组的数量相关。
为了行文清晰,后续将会对针对AGV的理想运动模型和该理想运动模型所包含的标定误差参数进行举例说明。
此外,电子设备可以通过多种方式执行上述步骤S102,对此,本发明实施例不做具体限定,为了行为清晰,后续将会对电子设备执行上述步骤S102的具体方式进行举例说明。
S103:基于理想运动标定结果和第二实际运动数据,构建包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;
由于对AGV进行误差标定的原因是:AGV的实际运动轨迹与用户希望AGV所移动的理想运动轨迹之间可能存在误差,而AGV的运动中心的运动是通过AGV的各组舵轮的运动实现的,因此,对AGV进行误差标定的目的是:在AGV运动时,对AGV的各组舵轮的运动数据进行补偿,以使得AGV的各组舵轮的按照补偿后的运动数据运动,从而,减少AGV的实际运动轨迹与用户希望AGV所移动的理想运动轨迹之间的误差。
基于此,AGV沿上述任意轨迹运动时,AGV的运动中心的实际运动数据与所确定的AGV的运动中心的理想运动数据之间的数据关系,决定了AGV的标定误差值的参数值。
这样,在得到上述AGV沿任意轨迹运动时的理想运动标定结果和AGV沿任意轨迹运动时,AGV的运动中心的第二实际运动数据后,便可以建立包含待求解的标定误差参数的标定误差函数。
其中,上述待求解的标定误差参数的具体内容和数量可以是预先根据AGV的类型和所包括的舵轮组的数量确定的。
S104:按照预定的误差求解方式,求解误差标定函数,得到待求解的标定误差参数的参数值。
可以理解的,本发明实施例要实现的是对AGV进行误差标定,以得到AGV的标定误差参数的参数值,并且,上述所构建的标定误差函数中包含了待求解的标定误差参数,基于此,在构建得到上述误差标定函数后,电子设备便可以按照预定的误差求解方式,对该误差标定函数进行求解,从而,计算得到上述标定误差函数中所包含的待求解的标定误差参数的参数值。进而,实现对AGV的误差标定。
其中,可选的,一种具体实现方式中,在上述步骤S104中,电子设备可以利用均方根值,求解误差标定函数,得到待求解的标定误差参数的参数值。
也就是说,电子设备可以计算当上述误差标定函数的均方根值最小时,待求解的标定误差参数的具体数值,并将该标定误差参数的具体数值作为待求解的标定误差参数的参数值。
此外,可选的,另一种具体实现方式中,在上述步骤S104中,电子设备可以利用函数最小值,求解误差标定函数,得到待求解的标定误差参数的参数值。
也就是说,电子设备可以计算当上述误差标定函数的函数结果取值最小时,待求解的标定误差参数的具体数值,并将该标定误差参数的具体数值作为待求解的标定误差参数的参数值。
当然,电子设备可以通过其他方式执行上述步骤S104,对此,本发明实施例不做具体限定。
以上可见,应用本发明实施例提供的方案,针对任一待标定的AGV,可以提供一种误差标定方法,确定用于对该AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
进一步的,相对于上述相关技术中对AGV进行误差标定的方法,应用本发明实施例提供的方案,在对待标定的AGV进行误差标定时,该AGV可以沿任意轨迹运动,也就是说,在对待标定的AGV进行误差标定时,不需要限定标定过程中该AGV的移动轨迹的类型,提高了对AGV进行误差标定的方法的适用范围。并且,在本发明实施例提供的方案中,是基于AGV在移动过程中各组舵轮的第一实际运动数据和运动中心的第二实际运动数据,利用理想运动模型,通过构建包含待求解的标定误差参数的误差标定函数,求解得到待求解的标定误差参数的参数值的,因此,无需控制AGV沿某一指定轨迹进行多次往返移动,并且,也不需要通过比较AGV的实际移动轨迹和该指定轨迹的差异,计算标定误差参数的参数值,因此,简化对AGV进行误差标定的操作,提高对AGV进行误差标定的效率。
在完成对AGV的误差标定,得到待求解的标定误差参数的参数值后,当AGV再次运动时,电子设备便可以在AGV的运动过程中,利用所得到的标定误差参数的参数值,对AGV的运动状态进行补偿,以实现对AGV的精确定位,以控制AGV沿着更为准确地的移动轨迹运动。
可选的,一种具体实现方式中,在计算得到上述待求解的标定误差参数的参数值后,本发明实施例提供的一种误差标定方法还可以包括如下步骤1-2:
步骤1:在AGV的运动过程中,获取用于控制AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的AGV的各组舵轮的运动数据;
其中,运动数据为:AGV的各组舵轮在响应运动指令进行运动时所依据的数据;
步骤2:利用待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿,以使得AGV的各组舵轮的按照补偿后的运动数据进行运动。
在AGV的运动过程中,用于控制AGV运动的控制设备可以生成用于控制AGV的各组舵轮运动的运动指令,该运动指令中可以包括AGV的各个舵轮的运动数据。这样,AGV可以响应上述运动指令,从而,AGV的各组舵轮运动便可以按照上述运动数据所指示的角度和位移量进行移动。也就是说,上述运动指令中所包括的AGV的各组舵轮的运动数据可以为:AGV的各组舵轮在响应运动指令进行运动时所依据的数据。
例如,上述运动数据可以包括:AGV的各组舵轮的偏移角和位移变化量。这样,在响应上述运动指令时,AGV的各组舵轮便可以按照上述运动数据中自身的偏移角进行角度偏移,并且在角度偏移后,按照上述运动数据中自身的位移位移变化量移动相应的距离。
基于此,在本具体实现方式中,在计算得到上述待求解的标定误差参数的参数值后,当AGV再次运动时,为了实现对AGV的精确定位,以控制AGV沿着更为准确地的移动轨迹运动,电子设备便可以利用计算得到的上述待求解的标定误差参数的参数值对用于控制AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的AGV的各组舵轮的运动数据进行补偿。这样,AGV的各组舵轮便可以按照补偿后的运动数据进行运动。由于补偿后的运动数据可以对AGV在运动过程中的轨迹偏差进行补偿,从而,当AGV的各组舵轮照补偿后的运动数据运动时,可以减少AGV的实际运动轨迹与用户希望AGV所移动的理想运动轨迹之间存在的误差,从而,实现对AGV的精确定位,以控制AGV沿着更为准确地的移动轨迹运动。
进一步的,可选的,上述用于控制AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的AGV的各组舵轮的运动数据可以包括:AGV的各组舵轮的偏移角和位移变化量,进而,上述待求解的标定误差参数则可以包括位移尺度误差和AGV的每组舵轮对应的角度偏置误差。
基于此,上述步骤2中,利用待求解的标定误差参数的参数值对获取到的运动数据进行补偿的步骤,可以包括如下步骤21:
步骤21:在每组舵轮的偏移角上减去该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。
具体的,在计算得到上述待求解的标定误差参数的参数值后,在AGV的再次运动过程中,可以在每组舵轮的偏移角上减去该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。
例如,在求解得到三差动舵轮全向AGV的标定误差参数[x0,x1,x2,k]T的参数值后,其中,x0、x1和x2分别为三差动舵轮全向AGV的三组舵轮对应的角度偏置误差,k为三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的位移尺度误差。
那么,在三差动舵轮全向AGV的运动过程中,针对用于控制三差动舵轮全向AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的三差动舵轮全向AGV的各组舵轮的运动数据,便可以在三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮的偏移角上分别减去x0、x1和x2;在三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮的位移上分别乘以k。
当然,还可以通过其他方式执行上述步骤2,对此,本发明实施例不做具体限定。
例如,在每组舵轮的偏移角上加上该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。这都是合理的。
此外,可以理解的,当电子设备为待进行误差标定的AGV自身,则对该AGV进行误差标定时,该AGV在获取到上述第一实际运动数据和第二实际运动数据时,可以直接在本地使用这些数据,并进而执行后续的步骤;当电子设备为与待进行误差标定的AGV通信连接的其他控制设备时,则对该AGV进行误差标定时,该AGV在获取到上述第一实际运动数据和第二实际运动数据时,需要将所获取到的上述第一实际运动数据和第二实际运动数据发送给该其他控制设备。
相应的,当电子设备为待进行误差标定的AGV自身,在计算得到上述待求解的标定误差参数的参数值后,所计算得到的参数值被保存在本地,那么当AGV再次运动时,AGV可以调用该在本地保存的上述参数值,从而,对自身的运动状态进行补偿;
当电子设备为与待进行误差标定的AGV通信连接的其他控制设备时,在计算得到上述待求解的标定误差参数的参数值后,电子设备可以将该所计算得到的参数值保存在电子设备自身的存储空间中,那么当AGV再次运动时,电子设备可以调用该保存在自身存储空间中的上述参数值对AGV的运动状态进行补偿,并将补偿后的结果发送至AGV,以控制AGV的运动;当然,电子设备还可以将所计算得到的参数值发送给AGV,以使得AGV可以在本地保存该计算得到的参数值,那么当AGV再次运动时,AGV可以自身调用该在本地保存的上述计算得到的参数值,从而,对自身的运动状态进行补偿。这都是合理的。
可选的,一种具体实现方式中,如图2所示,上述步骤S101,获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和AGV的运动中心的第二实际运动数据,可以包括如下步骤:
S201:按照第一预设周期,获取AGV沿任意轨迹运动时,AGV的各组舵轮的位移变化量,以及各组舵轮的偏移角,作为AGV的各组舵轮的第一实际运动数据;
其中,所谓AGV的各组舵轮的位移偏移量是指:在每次获取AGV的各组舵轮的实际运动数据时,AGV的各组舵轮距离上述任意轨迹的起点的位移,与上一次获取AGV的各组舵轮的实际运动数据时,AGV的各组舵轮距离上述任一的起点的位移之间的变化量;也就是说,在每次获取AGV的各组舵轮的位移变化量时,所获取到的是相比于上一次获取AGV的各组舵轮的位移变化量时,AGV的各组舵轮距离上述任意轨迹的起点的位移的变化量。
基于此,在本具体实现方式中,所谓AGV的各组舵轮的位移变化量可以理解为:在每个第一预设周期结束时,AGV的各组舵轮在该第一预设周期所指示的时间内移动的位移。
这样,在AGV沿任意轨迹运动的过程中,电子设备便可以按照第一预设周期,获取AGV的各组舵轮的位移变化量,以及各组舵轮的偏移角,从而,获取到AGV的各组舵轮的第一实际运动数据。
也就是说,电子设备可以每隔第一预设周期所指示的时间间隔,获取一组AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,从而,在AGV沿任意轨迹运动的过程中,电子设备可以获取至少一组AGV的各组舵轮的第一实际运动数据。
可选的,电子设备可以通过获取各组舵轮的电机数据以得到AGV的各组舵轮的第一实际运动数据。当然,电子设备还可以通过其他方式获取AGV的各组舵轮的实际运动数据,对此,本发明实施例不做具体限定。
S202:按照第二预设周期,获取AGV沿任意轨迹运动时,AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向和Y轴方向上分别距离任意轨迹的起点的位移,以及AGV的运动中心的偏移角,作为AGV的运动中心的第二实际运动数据。
在对AGV进行误差标定时,可以预先设置一个二维坐标系,从而,便可以通过AGV在该预设坐标系中的位置来反应AGV在沿任意轨迹运动时,该AGV的运动中心的的实际运动数据。并且,还可以确定上述任意轨迹在该预设坐标系中的位置坐标。
这样,在AGV沿任意轨迹运动的过程中,电子设备便可以按照第二预设周期,获取AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向和Y轴方向上分别距离该任意轨迹的起点的位移,以及AGV的运动中心的偏移角。
也就是说,电子设备可以每隔第二预设周期所指示的时间间隔,获取一组AGV的运动中心的第二实际运动数据,从而,在AGV沿任意轨迹运动的过程中,电子设备可以获取至少一组AGV的运动中心的第二实际运动数据。
可选的,电子设备可以利用设置在AGV上的各类传感器获取AGV的运动中心的的第二实际运动数据。例如,电子设备可以利用SLAM(Simultaneous Localization AndMapping,即时定位与地图构建)技术获取AGV的运动中心的第二实际运动数据;又例如,电子设备可以通过视觉传感器等获取AGV的运动中心的第二实际运动数据。对此,本发明实施例不做具体限定。
此外,上述第一预设周期和第二预设周期的具体数值分别由用于获取AGV的各组舵轮的第一实际运动数据的装置和用于获取AGV的运动中心的第二实际运动数据的装置的结构和获取频率所确定,对此,本发明实施例不做具体限定,进而,本发明实施例不限定上述第一预设周期和第二预设周期的大小关系。
其中,可选的,上述第一预设周期可以小于上述第二预设周期,即上述第一预设周期所指示的时间间隔小于上述第二预设周期所指示的时间间隔。
相应的,在上述步骤S101的一种具体实现方式中,在AGV沿任意轨迹运动的过程中,可以分别按照第一预设周期和第二预设周期得到多组AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和多组AGV的运动中心的第二实际运动数据。
基于此,可选的,一种具体实现方式中,上述步骤S102,基于第一实际运动数据和第二实际运动数据,利用预设的针对AGV的理想运动模型,确定AGV沿任意轨迹运动时的理想运动标定结果,可以包括如下步骤:
针对每组第一类数据,将该组第一类数据和所对应的第二类数据,赋值到预设的针对AGV的理想运动模型中,得到AGV沿任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果;
其中,任一组第一类数据包括:任一次获取到的AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,任一组第一类数据对应的第二类数据包括:获取时间不晚于该组第一类数据的获取时间,且获取时间与该组第一类数据的获取时间最接近的一组AGV的运动中心的第二实际运动数据。
在本具体实现方式中,针对所获取到的每组第一类数据,电子设备可以首先确定该组第一类数据所对应的第二类数据,进而,电子设备便可以将该第组第一类数据和所确定的该组第一类数据所对应的第二类数据,赋值到上述预设的针对AGV的理想运动模型中,从而,便可以得到利用该组第一类数据所确定的AGV沿任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果。
其中,电子设备每次获取到一组AGV的各组舵轮的第一实际运动数据时,便可以得到一组第一类数据,相应的,电子设备每次获取到一组AGV的运动中心的第二实际运动数据时,便可以得到一组第二类数据。
可选的,当获取第一类数据的第一预设周期小于获取第二类数据的第二预设周期时,每组第一类数据对应的第二类数据即为:在获取到该组第一类数据的时刻,所获取到的各组第二类数据中,获取时间距离该时刻最近的一组第二类数据;
可选的,当获取第一类数据的第一预设周期等于获取第二类数据的第二预设周期时,每组第一类数据对应的第二类数据即为:在获取到该组第一类数据的同时,所获取到的一组第二类数据;
可选的,当获取第一类数据的第一预设周期大于获取第二类数据的第二预设周期时,每组第一类数据对应的第二类数据即为:在获取到该组第一类数据的时刻,所获取到的各组第二类数据中,获取时间距离该时刻最近的一组第二类数据。
其中,由于任一组第一类数据对应的第二类数据的获取时间不晚于该组第一类数据的获取,因此,电子设备可以在每获取到一组第一类数据时,即确定该组第一类数据对应的第二类数据,并计算得到AGV沿上述任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果;也可以在获取每组第一类数据和第二类数据时,记录该组第一类数据和第二类数据的获取时间,进而,在获取到全部的各组第一类数据后,同时确定每组第一类数据所对应的第二类数据,并同时计算得到AGV沿上述任意轨迹运动时的多组理想运动标定结果。这都是合理的。
相应的,在上述步骤S102的一种具体实现方式中,最终可以得到AGV沿任意轨迹运动时的多组理想运动标定结果,相应的,在后续执行上述步骤S103时,便可以基于所计算得到的多组理想运动标定结果和上述所获取到的AGV的运动中心的第二实际运动数据,建立包含待求解的标定误差参数的误差标定函数。
基于此,可选的,一种具体实现方式中,上述标定误差函数可以为:
其中,fi为基于第i组理想运动标定结果所确定的误差标定函数;
Xi为第i组理想运动数据中,AGV的运动中心在上述预设坐标系的X轴方向上距离起点的位移;
XLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,AGV的运动中心在上述预设坐标系的X轴方向距离起点的位移;
Yi为第i组理想运动标定结果中,AGV的运动中心在上述预设坐标系的Y轴方向上距离起点的位移;
YLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,AGV的运动中心在上述预设坐标系的Y轴方向距离起点的位移。
其中,进一步的,可选的,针对上述具体实现方式中的标定误差函数
其中,第i组理想运动标定结果中,AGV的运动中心在X轴方向上距离起点的位移Xi可以是:基于第i组第一类数据确定的,AGV的平面几何中心的在X轴方向上距离起点的位移;
第i组理想运动标定结果中,AGV的运动中心在Y轴方向上距离起点的位移Yi可以是:基于第i组第一类数据确定的,AGV的平面几何中心的在Y轴方向上距离起点的位移。
为了便于理解本发明实施例提供的方案,下面,通过三差动舵轮全向AGV对本发明实施例提供的方案进行具体说明。
如图3所示,为本发明实施例提供的一种三差动舵轮全向AGV的运动学关系示意图。
其中,点0、1、和2分别表示三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮,点M为三差动舵轮全向AGV的运动中心;
水平方向为预设坐标系的X轴方向,且向右为正方向,垂直于水平方向的竖直方向为预设坐标系的Y轴方向,且向上为正方向;
Vx0、Vx1和Vx2分别为三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮,在预设坐标系的X轴方向上的运动速度;
Vy0、Vy1和Vy2分别为三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮,在预设坐标系的Y轴方向上的运动速度。
相应的,如图3所示,可以确定:
三差动舵轮全向AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向上的运动速度为:三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮,在预设坐标系的X轴方向上的运动速度的平均值;
三差动舵轮全向AGV的运动中心在预设坐标系的Y轴方向上的运动速度为:三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮,在预设坐标系的Y轴方向上的运动速度的平均值;
进而,根据相关的速度定理,可以确定在理想情况下,即三差动舵轮全向AGV在运动过程未出现轨迹偏差现象的情况下:
三差动舵轮全向AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向上的位移为:三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮,在预设坐标系的X轴方向上的位移的平均值;
三差动舵轮全向AGV的运动中心在预设坐标系的Y轴方向上的位移为:三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮,在预设坐标系的Y轴方向上的位移的平均值。
进而,可以设定三差动舵轮全向AGV的标定误差参数为[x0,x1,x2,k]T,其中,x0、x1和x2分别为三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的角度偏置误差,k为三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的位移尺度误差。
基于此,便可以建立针对三差动舵轮全向AGV的理想运动模型,该模型为:
其中,XL0和YL0分别为误差标定起始时刻,三差动舵轮全向AGV的运动中心在X轴方向和Y轴方向上分别距离起点的位移;
dL0Li、dL1Li和dL2Li分别为第i组第一类数据中,三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的左轮的位移变化量;
dL0Ri、dL1Ri和dL2Ri分别为第i组第一类数据中,三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的右轮的位移变化量;
θ0i、θ1i和θ2i分别为第i组第一类数据中,三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的偏移角;
XLi和YLi分别为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,三差动舵轮全向AGV的运动中心在X轴方向和Y轴方向上分别距离起点的位移;
θLi为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,三差动舵轮全向AGV的运动中心的偏移角;
相应的,在上述所建立的针对三差动舵轮全向AGV的理想运动模型的基础上,预设的针对三差动舵轮全向AGV的包含标定误差参数的标定误差函数即为:
其中,(X0i+X1i+X2i)/3为第i组理想运动数据中,AGV的运动中心在上述预设坐标系的X轴方向上距离起点的位移;
(Y0i+Y1i+Y2i)/3为第i组理想运动数据中,AGV的运动中心在上述预设坐标系的Y轴方向上距离起点的位移。
其中,在求解得到上述三差动舵轮全向AGV的标定误差参数为[x0,x1,x2,k]T的参数值后,在三差动舵轮全向AGV再次沿着属于上述待标定轨迹类型的移动轨迹运动的过程中,对三差动舵轮全向AGV的运动状态进行补偿时,可以分别利用x0、x1和x2对三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮的偏移角进行补偿,并利用k对三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮的位移进行补偿。进而,利用补偿后的三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮的偏移角和位移,控制三差动舵轮全向AGV的运动。
例如,在三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮的偏移角上分别减去x0、x1和x2;在三差动舵轮全向AGV的第一组舵轮、第二组舵轮和第三组舵轮的位移上分别乘以k。
当然,还可以通过其他方式利用三差动舵轮全向AGV的标定误差参数的参数值后,在三差动舵轮全向AGV再次沿着属于上述待标定轨迹类型的移动轨迹运动的过程中,对三差动舵轮全向AGV的运动状态进行补偿,对此,本发明实施例不做具体限定。
相应于上述本发明实施例提供的一种误差标定方法,本发明实施例提供了一种误差标定装置。
图4为本发明实施例提供的一种误差标定装置的结构示意图。如图4所示,该误差标定装置可以包括如下模块:
数据获取模块410,用于用于获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
结果确定模块420,用于基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果;其中,所述理想运动模型用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,所述AGV的各组舵轮的运动数据与所述AGV的运动中心的运动数据之间的关系;
函数构建模块430,用于基于所述理想运动标定结果和所述第二实际运动数据,建立包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;
函数求解模块440,用于按照预定的误差求解方式,求解所述误差标定函数,得到所述待求解的标定误差参数的参数值。
以上可见,应用本发明实施例提供的方案,针对任一待标定的AGV,可以提供一种误差标定方法,确定用于对该AGV的移动轨迹进行补偿的标定误差参数的参数值。
进一步的,相对于上述相关技术中对AGV进行误差标定的方法,应用本发明实施例提供的方案,在对待标定的AGV进行误差标定时,该AGV可以沿任意轨迹运动,也就是说,在对待标定的AGV进行误差标定时,不需要限定标定过程中该AGV的移动轨迹的类型,提高了对AGV进行误差标定的方法的适用范围。并且,在本发明实施例提供的方案中,是基于AGV在移动过程中各组舵轮的第一实际运动数据和运动中心的第二实际运动数据,利用理想运动模型,通过构建包含待求解的标定误差参数的误差标定函数,求解得到待求解的标定误差参数的参数值的,因此,无需控制AGV沿某一指定轨迹进行多次往返移动,并且,也不需要通过比较AGV的实际移动轨迹和该指定轨迹的差异,计算标定误差参数的参数值,因此,简化对AGV进行误差标定的操作,提高对AGV进行误差标定的效率。
可选的,一种具体实现方式中,
所述数据获取模块410具体用于:按照第一预设周期,获取所述AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的位移变化量,以及所述各组舵轮的偏移角,作为所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据;按照第二预设周期,获取所述AGV沿所述任意轨迹运动时,所述AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向和Y轴方向上分别距离所述任意轨迹的起点的位移,以及所述AGV的运动中心的偏移角,作为所述AGV的运动中心的第二实际运动数据。
所述结果确定模块420具体用于:针对每组第一类数据,将该组第一类数据和所对应的第二类数据,赋值到预设的针对所述AGV的理想运动模型中,得到所述AGV沿所述任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果;其中,任一组第一类数据包括:任一次获取到的所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,任一组第一类数据对应的第二类数据包括:获取时间不晚于该组第一类数据的获取时间,且获取时间与该组第一类数据的获取时间最接近的一组所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
所述误差标定函数为:
其中,fi为基于第i组理想运动标定结果所确定的误差标定函数;
Xi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移;XLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向距离所述起点的位移;Yi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;YLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向距离所述起点的位移;
所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移Xi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述X轴方向上距离所述起点的位移;所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移Yi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;
所述AGV为三差动舵轮全向AGV,所述预设的针对所述AGV的理想运动模型为:
其中,XL0和YL0分别为误差标定起始时刻,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;dL0Li、dL1Li和dL2Li分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的左轮的位移变化量;dL0Ri、dL1Ri和dL2Ri分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的右轮的位移变化量;θ0i、θ1i和θ2i分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的偏移角;XLi和YLi分别为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;θLi为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心的偏移角;[x0,x1,x2,k]T为所述标定误差参数;其中,x0、x1和x2分别为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的角度偏置误差,k为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的位移尺度误差;
所述装置还包括:运动补偿模块,用于在计算得到所述待求解的标定误差参数的参数值后,在所述AGV的运动过程中,获取用于控制所述AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的所述AGV的各组舵轮的运动数据;其中,所述运动数据为:所述AGV的各组舵轮在响应所述运动指令进行运动时所依据的数据;利用所述待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿,以使得所述AGV的各组舵轮的按照补偿后的运动数据进行运动;
其中,所获取到的运动数据包括:所述AGV的各组舵轮的偏移角和位移变化量;所述待求解的标定误差参数包括:位移尺度误差和所述AGV的每组舵轮对应的角度偏置误差;所述运动补偿模块,具体用于:在每组舵轮的偏移角上减去该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。
相应于上述本发明实施例提供的一种误差标定方法,本发明实施例还提供了一种电子设备,如图5所示,包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504,其中,处理器501,通信接口502,存储器503通过通信总线504完成相互间的通信,
存储器503,用于存放计算机程序;
处理器501,用于执行存储器503上所存放的程序时,实现上述本发明实施例提供的任一种误差标定方法的步骤。
其中,需要说明的是,该误差标定方法的执行主体可以是待进行误差标定的AGV,也可以为待进行误差标定的AGV提供服务或控制待进行误差标定的AGV运动的服务器,例如,云端服务器等,还可以是其他需要对AGV进行误差标定的电子设备,这都是合理的。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信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。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述本发明实施例提供的任一种误差标定方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述本发明实施例提供的任一种误差标定方法的步骤。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实施例、电子设备实施例、计算机可读存储介质实施例以及计算机程序产品实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种误差标定方法,其特征在于,所述方法包括:
获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果;其中,所述理想运动模型用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,所述AGV的各组舵轮的运动数据与所述AGV的运动中心的运动数据之间的关系;
基于所述理想运动标定结果和所述第二实际运动数据,建立包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;
按照预定的误差求解方式,求解所述误差标定函数,得到所述待求解的标定误差参数的参数值;
其中,所述基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果的步骤,包括:
针对每组第一类数据,将该组第一类数据和所对应的第二类数据,赋值到预设的针对所述AGV的理想运动模型中,得到所述AGV沿所述任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果;其中,任一组第一类数据包括:任一次获取到的所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,任一组第一类数据对应的第二类数据包括:获取时间不晚于该组第一类数据的获取时间,且获取时间与该组第一类数据的获取时间最接近的一组所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
所述误差标定函数为:
其中,fi为基于第i组理想运动标定结果所确定的误差标定函数;Xi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移;XLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向距离所述起点的位移;Yi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;YLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向距离所述起点的位移。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据的步骤,包括:
按照第一预设周期,获取所述AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的位移变化量,以及所述各组舵轮的偏移角,作为所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据;
按照第二预设周期,获取所述AGV沿所述任意轨迹运动时,所述AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向和Y轴方向上分别距离所述任意轨迹的起点的位移,以及所述AGV的运动中心的偏移角,作为所述AGV的运动中心的第二实际运动数据。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移Xi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述X轴方向上距离所述起点的位移;
所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移Yi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述Y轴方向上距离所述起点的位移。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述AGV为三差动舵轮全向AGV,所述预设的针对所述AGV的理想运动模型为:
其中,XL0和YL0分别为误差标定起始时刻,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;
dL0Li、dL1Li和dL2Li分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的左轮的位移变化量;
dL0Ri、dL1Ri和dL2Ri分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的右轮的位移变化量;
θ0i、θ1i和θ2i分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的偏移角;
XLi和YLi分别为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;
θLi为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心的偏移角;
[x0,x1,x2,k]T为所述标定误差参数;其中,x0、x1和x2分别为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的角度偏置误差,k为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的位移尺度误差。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,在计算得到所述待求解的标定误差参数的参数值后,所述方法还包括:
在所述AGV的运动过程中,获取用于控制所述AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的所述AGV的各组舵轮的运动数据;其中,所述运动数据为:所述AGV的各组舵轮在响应所述运动指令进行运动时所依据的数据;
利用所述待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿,以使得所述AGV的各组舵轮的按照补偿后的运动数据进行运动。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所获取到的运动数据包括:所述AGV的各组舵轮的偏移角和位移变化量;所述待求解的标定误差参数包括:位移尺度误差和所述AGV的每组舵轮对应的角度偏置误差;
所述利用所述待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿的步骤,包括:
在每组舵轮的偏移角上减去该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。
7.一种误差标定装置,其特征在于,所述装置包括:
数据获取模块,用于获取自动导引运输车AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据和所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
结果确定模块,用于基于所述第一实际运动数据和所述第二实际运动数据,利用预设的针对所述AGV的理想运动模型,确定所述AGV沿所述任意轨迹运动时的理想运动标定结果;其中,所述理想运动模型用于表征:在利用标定误差参数进行补偿的状态下,所述AGV的各组舵轮的运动数据与所述AGV的运动中心的运动数据之间的关系;
函数构建模块,用于基于所述理想运动标定结果和所述第二实际运动数据,建立包含待求解的标定误差参数的误差标定函数;
函数求解模块,用于按照预定的误差求解方式,求解所述误差标定函数,得到所述待求解的标定误差参数的参数值;
其中,所述结果确定模块具体用于:针对每组第一类数据,将该组第一类数据和所对应的第二类数据,赋值到预设的针对所述AGV的理想运动模型中,得到所述AGV沿所述任意轨迹运动时的一组理想运动标定结果;其中,任一组第一类数据包括:任一次获取到的所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据,任一组第一类数据对应的第二类数据包括:获取时间不晚于该组第一类数据的获取时间,且获取时间与该组第一类数据的获取时间最接近的一组所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
所述误差标定函数为:
其中,fi为基于第i组理想运动标定结果所确定的误差标定函数;Xi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移;XLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向距离所述起点的位移;Yi为第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;YLi为生成第i组理想运动标定结果时所利用的第二类数据中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向距离所述起点的位移;
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述数据获取模块具体用于:按照第一预设周期,获取所述AGV沿任意轨迹运动时,所述AGV的各组舵轮的位移变化量,以及所述各组舵轮的偏移角,作为所述AGV的各组舵轮的第一实际运动数据;按照第二预设周期,获取所述AGV沿所述任意轨迹运动时,所述AGV的运动中心在预设坐标系的X轴方向和Y轴方向上分别距离所述任意轨迹的起点的位移,以及所述AGV的运动中心的偏移角,作为所述AGV的运动中心的第二实际运动数据;
所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述X轴方向上距离所述起点的位移Xi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述X轴方向上距离所述起点的位移;所述第i组理想运动标定结果中,所述AGV的运动中心在所述Y轴方向上距离所述起点的位移Yi是:基于第i组第一类数据确定的,所述AGV的平面几何中心的在所述Y轴方向上距离所述起点的位移;
所述AGV为三差动舵轮全向AGV,所述预设的针对所述AGV的理想运动模型为:
其中,XL0和YL0分别为误差标定起始时刻,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;dL0Li、dL1Li和dL2Li分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的左轮的位移变化量;dL0Ri、dL1Ri和dL2Ri分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮中的右轮的位移变化量;θ0i、θ1i和θ2i分别为第i组第一类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的偏移角;XLi和YLi分别为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心在所述X轴方向和所述Y轴方向上分别距离所述起点的位移;θLi为第i组第一类数据所对应的第二类数据中,所述三差动舵轮全向AGV的运动中心的偏移角;[x0,x1,x2,k]T为所述标定误差参数;其中,x0、x1和x2分别为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的角度偏置误差,k为所述三差动舵轮全向AGV的三组舵轮的位移尺度误差;
所述装置还包括:运动补偿模块,用于在计算得到所述待求解的标定误差参数的参数值后,在所述AGV的运动过程中,获取用于控制所述AGV的各组舵轮运动的运动指令中所包括的所述AGV的各组舵轮的运动数据;其中,所述运动数据为:所述AGV的各组舵轮在响应所述运动指令进行运动时所依据的数据;利用所述待求解的标定误差参数的参数值对所获取到的运动数据进行补偿,以使得所述AGV的各组舵轮的按照补偿后的运动数据进行运动;
其中,所获取到的运动数据包括:所述AGV的各组舵轮的偏移角和位移变化量;所述待求解的标定误差参数包括:位移尺度误差和所述AGV的每组舵轮对应的角度偏置误差;所述运动补偿模块,具体用于:在每组舵轮的偏移角上减去该组舵轮对应的角度偏置误差的参数值,并在该组舵轮的位移变化量上乘以所述位移尺度误差的参数值。
9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 310051 room 304, B / F, building 2, 399 Danfeng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Hangzhou Hikvision Robot Co.,Ltd. Address before: 310051 room 304, B / F, building 2, 399 Danfeng Road, Binjiang District, Hangzhou City, Zhejiang Province Patentee before: HANGZHOU HIKROBOT TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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