CN115179327A - 一种移动机器人定位精度测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移动机器人定位精度测试方法，S1：选取室内环境为测试场地；S2：同步定位与建图技术，建立栅格地图；S3：制作测量标尺，选参考点，测量标尺固定在参考点；S4：移动机器人开到测试点，将激光水平仪部署在底面；S5：开启机器人定位，得到定位信息(
)；S6：执行任意路径任务返回测试点；S7：再次开启机器人定位，得到定位信息(
)；S8：计算定位误差；S9：重复S6、S7和S8，得到多组定位误差数据，通过高斯分布积分计算定位精度。建立栅格地图，测量标尺与激光水平仪得到两次不同定位信息，计算定位误差，高斯分布积分计算出定位精度，其测量成本低、部署方便且可以满足中小型企业的生产测量。
Description
技术领域
本发明涉及移动机器人精度测量技术领域，特别是一种移动机器人定位精度测试方法。
背景技术
随着科技的发展，机器人已经在全世界范围内得到了广泛的应用，有适用于工业生产制造的工业机器人、服务人们日常生活的家庭服务机器人、辅助医生和病人的医疗机器人、用于国防部队的军事机器人等。
定位精度是移动机器人一项重要的性能指标。目前主要使用激光跟踪仪测量移动机器人的定位精度，重复位置精度，重复路径精度等，激光跟踪仪精度较高且功能完善，但因其高昂的设备成本和复杂的操作而未得到广泛的应用。经过发明人长期研究，发明了一种移动机器人定位精度测试方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种移动机器人定位精度测试方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种移动机器人定位精度测试方法，包括以下步骤：
S1：选取室内固定环境为测试场地；
S2：使用同步定位与建图技术，建立步骤S1的场地的栅格地图；
S3：制作对应的测量标尺，选取车体参考点后，将测量标尺固定在参考点；
S4：将移动机器人开到测试点后，将一对激光水平仪部署在底面上，使激光水平仪的纵向激光分别与精度测量尺的dx轴与dy轴重合；
S5：开启机器人定位，得到当前机器人的定位信息(
)；
S6：执行任意路径任务返回测试点，重新让激光水平仪的纵向激光分别与精度测量尺的dx轴与dy轴重合；
S7：再次开启机器人定位，得到机器人的定位信息(
)；
S8：计算定位误差，计算公式为
S9：重复S6、S7和S8，得到多组定位误差数据，再通过高斯分布积分计算出定位精度。
优选的，S1中的测试场地选取特征点丰富、干扰因素少的室内固定环境。
优选的，S3中的测量标尺与真实测距尺之间的比例为1∶1。
优选的，S3中固定后测量标尺的坐标系与机器人的坐标系只有平移关系。
优选的，S9中，定位误差数据大于等于50组。
本发明具有以下优点：本发明通过同步定位与建图技术建立场地的栅格地图，在通过测量标尺与激光水平仪得到机器人两次不同的定位信息，计算后得出定位误差，最后通过高斯分布积分计算出定位精度，其测量成本低、部署方便且可以满足中小型企业的生产测量，从而避免使用昂贵的检测设备，降低了企业生产成本。
附图说明
图1 为定位精度测试流程的结构示意图。
图2 为测量标尺的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本实施例中，如图1所示，一种移动机器人定位精度测试方法，包括以下步骤：
S1：选取室内固定环境为测试场地；优选的，S1中的测试场地选取特征点丰富、干扰因素少的室内固定环境。具体地说，选取特征点丰富、干扰因素少的室内固定环境可以从环境因素减小测试误差。
S2：使用同步定位与建图技术，建立步骤S1的场地的栅格地图；
S3：制作对应的测量标尺，选取车体参考点后，将测量标尺固定在参考点；优选的，如图2所示，S3中的测量标尺与真实测距尺之间的比例为1∶1。具体地说，这里的车体参考点为移动机器人本身某一位置作为参考点，可以根据实际需要进行选取。
S4：将移动机器人开到测试点后，将一对激光水平仪部署在底面上，使激光水平仪的纵向激光分别与精度测量尺的dx轴与dy轴重合；
S5：开启机器人定位，得到当前机器人的定位信息(
)；
S6：执行任意路径任务返回所述测试点，重新让激光水平仪的纵向激光分别与精度测量尺的dx轴与dy轴重合；具体地说，操作机器人上的测量标尺与激光水平仪重新重合时，误差应小于1mm。
S7：再次开启机器人定位，得到机器人的定位信息(
)；
S8：计算定位误差，计算公式为
S9：重复S6、S7和S8，得到多组定位误差数据，再通过高斯分布积分计算出定位精度。具体地说，通过同步定位与建图技术建立场地的栅格地图，在通过测量标尺与激光水平仪得到机器人两次不同的定位信息，计算后得出定位误差，最后通过高斯分布积分计算出定位精度，其测量成本低、部署方便且可以满足中小型企业的生产测量，从而避免使用昂贵的检测设备，降低了企业生产成本。在本实施例中，同步定位与建图技术为现有技术，并未对其进行改进，这里就不再赘述；得到多组定位误差数据后，再通过高斯分布积分计算，这里的高斯分布积分也属于现有技术。
进一步的，S3中固定后测量标尺的坐标系与机器人的坐标系只有平移关系。也就是说，固定后测量标尺的坐标系与机器人的坐标系不能有夹角。
再进一步的，S9中，定位误差数据大于等于50组。具体地说，将定位误差数据拟合成高斯分布，计算出均值与方差，最后用高斯分布积分计算出定位精度，在本实施例中，当95%的概率满足精度时，就得到定位精度。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种移动机器人定位精度测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：选取室内固定环境为测试场地；
S2：使用同步定位与建图技术，建立所述步骤S1的场地的栅格地图；
S3：制作对应的测量标尺，选取车体参考点后，将所述测量标尺固定在参考点；
S4：将移动机器人开到测试点后，将一对激光水平仪部署在底面上，使激光水平仪的纵向激光分别与精度测量尺的dx轴与dy轴重合；
S5：开启机器人定位，得到当前机器人的定位信息(
)；
S6：执行任意路径任务返回所述测试点，重新让激光水平仪的纵向激光分别与精度测量尺的dx轴与dy轴重合；
S7：再次开启机器人定位，得到机器人的定位信息(
)；
S8：计算定位误差，计算公式为
S9：重复S6、S7和S8，得到多组定位误差数据，再通过高斯分布积分计算出定位精度。
2.根据权利要求1所述的一种移动机器人定位精度测试方法，其特征在于：所述S1中的测试场地选取特征点丰富、干扰因素少的室内固定环境。
3.根据权利要求2所述的一种移动机器人定位精度测试方法，其特征在于：所述S3中的测量标尺与真实测距尺之间的比例为1∶1。
4.根据权利要求3所述的一种移动机器人定位精度测试方法，其特征在于：所述S3中固定后测量标尺的坐标系与机器人的坐标系只有平移关系。
5.根据权利要求1所述的一种移动机器人定位精度测试方法，其特征在于：所述S9中，定位误差数据大于等于50组。
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