CN112649017B - 一种里程计系统误差的标定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种里程计系统误差的标定方法和装置，涉及机器人运动控制领域。该方法的一具体实施方式包括：构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定。该实施方式克服了现有标定方法中准确率难以保证，且无法实现自动化标定的技术问题，进而达到能够避免绝对位姿传感器安装误差对标定的影响，可实现标定自动化，能够进行大规模产业化应用的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及机器人运动控制领域，尤其涉及一种里程计系统误差的标定方法和装置。
背景技术
里程计通常用来配合绝对位姿传感器实现准确定位，但是由于加工及安装过程中的误差使得里程计定位存在系统误差。为了能够实现准确的里程计定位，需要对里程计的系统误差进行标定。
目前常见的里程计系统误差标定方法有两种，一种是离线标定方法，通过手动测量移动机器人在运动过程中的起始位姿和终止位姿，从而进行标定；一种是在线标定方法，通过绝对位姿传感器不断地测量运动过程中的位姿信息，使得系统误差的估计值逐渐收敛到误差真值，从而完成系统误差标定。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
1.离线标定方法中人工测量位姿信息的精度难以保证，且无法标定自动化，难以大规模产业化应用；
2.在线标定方法中绝对位姿传感器本身的安装误差使得其难以准确测量得到车辆或者移动机器人的实际位姿，进而导致难以准确标定里程计的系统误差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种里程计系统误差的标定方法和装置，能够避免绝对位姿传感器安装误差对标定的影响，可实现自动化标定，能够进行大规模产业化应用。
为实现上述目的，根据本发明实施例的第一方面，提供了一种里程计系统误差的标定方法，包括：
构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；
获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；
根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；
根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
进一步地，实时运动信息包括实时绝对位姿信息和实时码盘数信息，里程计偏移数据包括偏移弧长、偏移角度和偏移码盘数。
进一步地，根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据的步骤包括：根据实时绝对位姿信息确定偏移弧长和偏移角度，根据实时码盘数信息确定偏移码盘数。
进一步地，偏移弧长和偏移角度均为绝对位姿传感器的测量差值。
进一步地，系统误差模型是根据真实轮径和标称轮径、真实轮距和标称轮距构建的。
进一步地，开环直线运动和开环原地旋转运动均至少进行一次。
进一步地，在所述开环直线运动和所述开环原地旋转运动均为一次的情况下，根据偏移弧长公式和偏移角度公式，分别求解得到轮径误差系数和轮距误差系数的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种里程计系统误差的标定装置，包括：
系统误差模型构建模块，用于构建系统误差模型，其中，系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；
实时运动信息获取模块，用于获取移动机器人在开环运动过程中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；
里程计偏移数据确定模块，用于根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；
标定模块，用于根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
根据本发明实施例的第三方面，提供了一种终端，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现上述任一种里程计系统误差的标定方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一种里程计系统误差的标定方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：因为采用构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定的技术手段，所以克服了现有标定方法中准确率难以保证，且无法实现自动化标定的技术问题，进而达到能够避免绝对位姿传感器安装误差对标定的影响，可实现标定自动化，能够进行大规模产业化应用的技术效果。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是根据本发明第一实施例提供的里程计系统误差的标定方法的主要流程的示意图；
图2是根据本发明第二实施例提供的里程计系统误差的标定方法中移动机器人与绝对位姿传感器相对位置的示意图；
图3是根据本发明实施例提供的里程计系统误差的标定装置的主要模块的示意图；
图4是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
图5是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
图1是根据本发明第一实施例提供的里程计系统误差的标定方法的主要流程的示意图，如图1所示，本发明实施例提供的里程计系统误差的标定方法包括：
步骤S101，构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；
里程计的系统误差来源主要是轮径误差(包括左轮轮径误差、右轮轮径误差)和轮距误差(左右轮之间距离的误差)。通过构建系统误差模型，指示了轮径误差系数和轮距误差系数的含义，为后续系统误差系数的标定提供了理论依据。
具体地，系统误差模型是根据真实轮径和标称轮径、真实轮距和标称轮距构建的。即，通过真实轮径等于轮径误差系数与标称轮径之积构建轮径误差系数模型；通过真实轮距等于轮距误差系数与标称轮距之积构建轮距误差系数模型。
真实轮径：指移动机器人轮子的实际半径；
标称轮径：指上述型号移动机器人轮子的所标明规格的尺寸半径；
真实轮径：指移动机器人左右两轮子之间的实际间距；
标称轮距：指上述型号机器人左右两轮子所标明规格的间距。
步骤S102，获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动。
开环，是相对于闭环而言，指仅使用设定指令(如速度)调整系统，不使用被控量(如机器人位姿)的测量值构成控制器去调整被控量，即，在本发明实施例提供的标定方法中，不使用控制算法对机器人进行闭环控制，只简单地发送指令让其进行运动。获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，能够确保不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统，使得能够准确标定轮径误差系数和轮距误差系数。
进一步地，根据本发明实施例的具体实施方式，实时运动信息包括实时绝对位姿信息和实时码盘数信息。
绝对位姿信息可以通过安装于移动机器人上的绝对位姿传感器进行实时采集。绝对位姿传感器采集的是全局坐标系(世界坐标系)下的绝对位姿信息，绝对位姿传感器可以是激光雷达、摄像头、摄像头与标识码的组合等一切绝对位姿(或全局定位)传感器。例如，采用摄像机的提取周边环境特征进行全局定位，获取绝对位姿信息；将标识码(如二维码)固定在全局坐标系的指定位置，作为人为指定的特征标识，再通过摄像机提取该特征标识进行全局定位。码盘数信息则是通过安装于移动机器人轮子上的光电编码器测量得到。
进一步地，根据本发明一实施例，开环直线运动和开环原地旋转运动均至少进行一次。根据本发明实施例提供的标定方法，仅通过一次开环直线运动和一次开环原地旋转运动中测量的绝对位姿信息(距离和角度)即可实现对轮径误差系数和轮距误差系数的标定；但是，采用多次测量开环运动的数据能够进一步提高轮径误差系数和轮距误差系数标定的准确率。
步骤S103，根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据。
具体地，里程计偏移数据包括偏移弧长、偏移角度和偏移码盘数。
通过上述设置，根据绝对位姿传感器的测量差值，可以计算机器人在开环运动过程中的偏移弧长、偏移角度以及偏移码盘数。具体地，可以通过微积分的计算思想确定得到开环运动轨迹的偏移弧长；通过实时绝对位姿信息中指示的起始、终止角度确定偏移角度；通过电子码盘确定开环运动过程中的偏移码盘数。
根据本发明实施例，上述偏移弧长和偏移角度均为绝对位姿传感器的测量差值。在本发明实施例提供的标定方法中，是通过采取绝对位姿传感器的测量差值来标定系统误差的系数，并未直接采用绝对位姿传感器的测量值，因此克服了绝对位姿传感器的安装误差，进一步提高了系统误差标定的准确率。
步骤S104，根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
在进行误差系数标定时，所采用的移动机器人自身的设计参数(电机码盘分辨率、减速机的转速比、轮子标称半径、标称轮径)是已知的。根据机器人运动学原理，再结合误差系数模型和里程计偏移数据可以得到开环运动中的弧长和角度表达式，以实现对系统误差的标定。
具体地，根据本发明实施例的一具体实施方式，在开环直线运动和开环原地旋转运动均为一次的情况下，根据偏移弧长公式和偏移角度公式，分别求解得到轮径误差系数和轮距误差系数的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
根据本发明实施例的技术方案，因为采用构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定的技术手段，所以克服了现有标定方法中准确率难以保证，且无法实现自动化标定的技术问题，进而达到能够避免绝对位姿传感器安装误差对标定的影响，可实现标定自动化，能够进行大规模产业化应用的技术效果。
图2是根据本发明第二实施例提供的里程计系统误差的标定方法中移动机器人与绝对位姿传感器相对位置的示意图；根据图2所示的相对位置示意图，本发明实施例提供的里程计系统误差的标定方法包括：
第一步，构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数。
里程计的系统误差来源主要是轮径误差(包括左轮轮径误差和右轮轮径误差)和轮距误差(移动机器人左右两轮之间距离的误差)。
构建左、右轮径误差系数模型：
其中，为左轮的真实半径，/>为右轮的真实半径，r为轮子的标称半径，μL表示左轮的轮径误差系数，μR表示右轮的轮径误差系数。
轮距误差系数模型：
其中，为真实轮距，l为标称轮距，μαl为轮距误差系数。
μL、μR、μαl即为本发明技术方案所要进行标定的里程计系统误差。通过构建上述系统误差模型，指示了轮径误差系数和轮距误差系数的含义，为后续系统误差系数的标定提供了理论依据。
第二步，获取移动机器人在开环运动中的实时绝对位姿信息和实时码盘数信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动。
根据本发明实施例的一具体实施方式，移动机器人的绝对位姿信息(x，y，θ)由移动机器人上装配的绝对位姿传感器测量得到的，其中，x表示移动机器人在全局坐标系(世界坐标系)下沿x轴方向的坐标位置，y表示移动机器人在全局坐标系下沿y轴方向的坐标位置，θ表示移动机器人的朝向相对于全局坐标系的x轴沿逆时针方向的偏转角度。左、右轮子码盘数(NL、NR)由电机码盘测量得到。
具体地，获取开环原地旋转过程中的起始绝对位姿信息 和起始码盘数信息/>终止绝对位姿信息/> 和终止码盘数信息获取开环直线运动过程中的起始绝对位姿信息/>和起始码盘数信息/>终止绝对位姿信息/>和终止码盘数信息/>其中，上标r表示开环原地旋转运动，上标s表示开环直线运动，下标sta表示运动的起始，下标end表示运动的终止。
需要说明的是，开环运动的起始与终止并不仅表征整个开环动作的起始与终止，而是将整个开环运动的运动轨迹分割为多个线段，每个线段的起点所对应的绝对位姿信息和码盘数信息称为起始绝对位姿信息和起始码盘数信息；每段圆弧的终点所对应的绝对位姿信息和码盘数信息称为终止绝对位姿信息和终止码盘数信息。故而，根据本发明实施例，获取的是移动机器人在开环运动中的实时运动信息，包括实时绝对位姿信息和实时码盘数信息。
第三步，根据实时绝对位姿信息和实时码盘数信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据，包括偏移弧长、偏移角度和偏移码盘数。
具体地，根据绝对位姿传感器和电子码盘的测量值，可以计算移动机器人在开环运动中的偏移弧长L、偏移角度△θ和偏移码盘数△N：
Δθ＝θend-θsta (5)
ΔN＝Nend+Nsta (6)
其中，将移动机器人的开环运动轨迹划分为N个线段，偏移弧长的计算公式使用多个直线段近似弧长，每个线段的两端的绝对位姿信息分别为起始绝对位姿信息和终止绝对位姿信息，xsta，ysta，θsta为机器人起始绝对位姿；xend，yend，θend为机器人终止绝对位姿；Nsta和Nend为起始和终止时的码盘数。
第四步，根据系统误差模型和里程计偏移数据确定轮径误差系数和轮距误差系数的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
在进行误差系数标定时，需要获取移动机器人的自身设计参数，包括电机码盘分辨率Re、减速机转速比i、轮子标称半径r、标称轮距l。
结合移动机机器人运动学原理和系统误差模型，可以计算得到运动过程中的弧长及角度公式。
开环直线运动中偏移弧长的计算公式：
开环直线运动中偏移角度的计算公式：
开环原地旋转过程中偏移角度的计算公式：
为了便于计算，将(7)(8)(9)整合为矩阵形式为：
Aμ＝b (10)
其中，为了便于计算，根据设计参数定义常数C＝1/i×2πr/Re，Cl＝1/i×2πr/(l×Re)，
进一步地，对上述矩阵进行推导，误差系数的表达式为：
μ＝(ATA)-1ATb (11)
需要说明的是，式(10)、(11)给出的系统误差系数表达式为仅采用一次开环直线运动中的获取的实时绝对位姿信息(距离和角度)和实时码盘数信息，以及一次开环原地旋转运动中获取的绝对位姿信息(角度)和实时码盘数信息。根据实际状况的不同，还可以将上述误差系数估计方法推广至获取多次开环直线运动和多次开环原地旋转运动的实时运动信息，以给公式(10)中融合更多的等式方程，即：
其中，式(12)中矩阵A的第4行和向量b的第4个元素一起对应于新增加的获取开环原地旋转运动的实时运动信息所得到的偏移弧长的方程，具体地，开环原地旋转过程中的偏移弧长可以有开环原地旋转过程中多次频繁测量的直线段累加近似计算得到。矩阵A和向量b中的省略号表示获取多次开环直线运动和多次开环原地旋转运动的实时运动信息所得到的方程，具体形式与矩阵A的前4行和向量b的前4个元素相似，是指具体的测量值不同。
进一步地，根据本发明实施例，当只使用一次开环直线运动的偏移弧长公式和偏移角度表达式，一次开环原地旋转运动过程中的偏移角度表达式时，为了避免矩阵求逆所造成的计算复杂度增高，还可以通过另外一种简单的表达式标定误差系数，即：
其中，为了便于计算，定于常数
根据本发明实施例的技术方案，因为采用构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定的技术手段，所以克服了现有标定方法中准确率难以保证，且无法实现自动化标定的技术问题，进而达到能够避免绝对位姿传感器安装误差对标定的影响，可实现标定自动化，能够进行大规模产业化应用的技术效果。
图3是根据本发明实施例提供的里程计系统误差的标定装置的主要模块的示意图；如图3所示，本发明实施例提供的里程计系统误差的标定装置300包括：
系统误差模型构建模块301，用于构建系统误差模型，其中，系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数。
里程计的系统误差来源主要是轮径误差(包括左轮轮径误差、右游轮轮径误差)和轮距误差(左右轮之间距离的误差)。通过构建系统误差模型，指示了轮径误差系数和轮距误差系数的含义，为后续系统误差的系数的标定提供了理论依据。
具体地，系统误差模型是根据真实轮径和标称轮径、真实轮距和标称轮径构建的。即，通过真实轮径等于轮径误差系数与标称轮径之积构建轮径误差系数模型；通过真实轮距等于轮距误差系数与标称轮距之积构建轮距误差系数模型。
实时运动信息获取模块302，用于获取移动机器人在开环运动过程中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动。
开环，是相对于闭环而言，指仅使用设定指令(如速度)调整系统，不使用被控量(如机器人位姿)的测量值构成控制器去调整被控量，即，在本发明实施例提供的标定方法中，不使用控制算法对机器人进行闭环控制，只简单地发送指令让其进行运动。获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，能够确保不将控制的结果反馈回来影响当前控制的系统，使得能够准确标定误差系数。
进一步地，根据本发明实施例的具体实施方式，实时运动信息包括实时绝对位姿信息和实时码盘数信息。
绝对位姿信息可以通过安装于移动机器人上的绝对位姿传感器进行实时采集。绝对位姿传感器采集的是全局坐标系(世界坐标系)下的绝对位姿，绝对位姿传感器可以是激光雷达、摄像头、摄像头与标识码的组合等一切绝对位姿(或全局定位)传感器。例如，采用摄像机的提取周边环境特征进行全局定位，获取绝对位姿；将标识码(如二维码)固定在全局坐标系的指定位置，作为人为指定的特征标识，再通过摄像机提取该特征标识进行全局定位。码盘数信息则是通过安装于移动机器人轮子上的光电编码器测量得到。
进一步地，根据本发明实施例，开环直线运动和开环原地旋转运动均至少进行一次。通过上述设置，仅通过一次开环直线运动和一次开环原地旋转运动中测量的绝对位姿信息(距离和角度)即可实现对系统误差系数的标定，但是，采用多次测量开环运动的数据能够进一步提高系统误差的系数标定的准确率。
里程计偏移数据确定模块303，用于根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据。
具体地，里程计偏移数据包括偏移弧长、偏移角度和偏移码盘数。
通过上述设置，根据绝对位姿传感器的测量差值，可以计算机器人在开环运动过程中的偏移弧长、偏移角度以及偏移码盘数。具体地，可以通过微积分的计算思想确定得到开环运动轨迹的偏移弧长；通过实时绝对位姿信息中的起始、终止角度确定偏移角度；通过电子码盘确定开环运动过程中的偏移码盘数。
标定模块304，用于根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
在进行系统误差标定时，所采用的移动机器人自身的设计参数(电机码盘分辨率、减速机的转速比、轮子标称半径、标称轮径)是已知的。根据机器人运动学原理，再结合系统误差模型和里程计偏移数据可以得到开环运动中的弧长和角度表达式，以实现对轮径误差系数和轮距误差系数的标定。
值得说明的是，根据本发明实施例提供的标定装置中，是通过采取绝对位姿传感器的测量差值来标定误差系数，并未直接采用绝对位姿传感器的测量值，因此克服了绝对位姿传感器的安装误差，进一步提高了误差系数标定的准确率。
根据本发明实施例的技术方案，因为采用构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定的技术手段，所以克服了现有标定方法中准确率难以保证，且无法实现自动化标定的技术问题，进而达到能够避免绝对位姿传感器安装误差对标定的影响，可实现标定自动化，能够进行大规模产业化应用的技术效果。
可以理解的是，由于方法实施例与装置实施例为相同技术构思的不同呈现形式，因此，本申请中方法实施例部分的内容应同步适配于装置实施例部分，此处不再赘述。
图4示出了可以应用本发明实施例的里程计系统误差的标定方法或里程计系统误差的标定装置的示例性系统架构400。
如图4所示，系统架构400可以包括终端设备401、402、403，网络404和服务器405(此架构仅仅是示例，具体架构中包含的组件可以根据申请具体情况调整)。网络404用以在终端设备401、402、403和服务器405之间提供通信链路的介质。网络404可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备401、402、403通过网络404与服务器405交互，以接收或发送消息等。终端设备401、402、403上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。
终端设备401、402、403可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器405可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备401、402、403所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对获取的实时运动信息进行处理，并将处理结果(例如里程计偏移数据、系统误差的表达式)反馈给终端设备。
需要说明的是，本发明实施例所提供的里程计系统误差的标定方法一般由服务器405执行，相应地，里程计系统误差的标定装置一般设置于服务器405中。
应该理解，图4中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统500的结构示意图。图5示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括系统误差模型构建模块、实时运动信息获取模块、标定模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，标定模块还可以被描述为“用于根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差表达式的模块”。
作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
根据本发明实施例的技术方案，因为采用构建系统误差模型，其中系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，开环运动包括开环直线运动和开环原地旋转运动；根据实时运动信息确定移动机器人在开环运动中的里程计偏移数据；根据系统误差模型和里程计偏移数据确定系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定的技术手段，所以克服了现有标定方法中准确率难以保证，且无法实现自动化标定的技术问题，进而达到能够避免绝对位姿传感器安装误差对标定的影响，可实现标定自动化，能够进行大规模产业化应用的技术效果。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种里程计系统误差的标定方法，其特征在于，包括：
构建系统误差模型，其中所述系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；
获取移动机器人在开环运动中的实时运动信息，其中，所述开环运动包括至少一次开环直线运动和至少一次开环原地旋转运动；
根据所述实时运动信息确定所述移动机器人在所述开环运动中的里程计偏移数据；
根据所述系统误差模型和所述里程计偏移数据确定所述系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定，
其中，所述里程计偏移数据包括偏移弧长、偏移角度和偏移码盘数，以及
其中，所述系统误差模型是根据真实轮径和标称轮径、真实轮距和标称轮距构建的。
2.根据权利要求1所述的里程计系统误差的标定方法，其特征在于，所述实时运动信息包括实时绝对位姿信息和实时码盘数信息。
3.根据权利要求2所述的里程计系统误差的标定方法，其特征在于，根据所述实时运动信息确定所述移动机器人在所述开环运动中的里程计偏移数据的步骤包括：根据所述实时绝对位姿信息确定所述偏移弧长和所述偏移角度，根据所述实时码盘数信息确定所述偏移码盘数。
4.根据权利要求3所述的里程计系统误差的标定方法，其特征在于，所述偏移弧长和所述偏移角度均为绝对位姿传感器的测量差值。
5.根据权利要求1所述的里程计系统误差的标定方法，其特征在于，在所述开环直线运动和所述开环原地旋转运动均为一次的情况下，根据偏移弧长公式和偏移角度公式，分别求解得到所述轮径误差系数和所述轮距误差系数的表达式，以实现里程计系统误差的标定。
6.一种里程计系统误差的标定装置，其特征在于，包括：
系统误差模型构建模块，用于构建系统误差模型，其中，所述系统误差模型指示了轮径误差系数和轮距误差系数；
实时运动信息获取模块，用于获取移动机器人在开环运动过程中的实时运动信息，其中，所述开环运动包括至少一次开环直线运动和至少一次开环原地旋转运动；
里程计偏移数据确定模块，用于根据所述实时运动信息确定所述移动机器人在所述开环运动中的里程计偏移数据；
标定模块，用于根据所述系统误差模型和所述里程计偏移数据确定所述系统误差的表达式，以实现里程计系统误差的标定，
其中，所述里程计偏移数据包括偏移弧长、偏移角度和偏移码盘数，以及
其中，所述系统误差模型是根据真实轮径和标称轮径、真实轮距和标称轮距构建的。
7.一种终端，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
8.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。
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