CN115674202A - 一种机器人位姿校正的方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人位姿校正的方法、装置和系统，包括校正装置；其中，校正装置包括行走底板、微型压力传感器与高频相机。本发明的有益效果是：通过高频相机与微型压力传感器分别获取机器人行走的实际轨迹以及行走过程两侧滚轮的压力值，对所获得每一时刻待校正机器人的两侧滚轮压力值以及所处位置进行汇总并绘制曲线图进行分析，对待校正机器人进行相应的调整校正，设置有滑套带动高频相机沿着立柱进行上下移动，进而可对高频相机的安装高度进行调节，能够实现对待校正机器人的整个移动路径进行拍摄，微型压力传感器的上方一一对应设置有凸点，即随着待校正机器人的移动，可使相应位置的凸点抵在微型压力传感器上，能够精准的获得压力值。
Description
技术领域
本发明涉及一种位姿校正装置，具体为一种机器人位姿校正的方法、装置和系统，属于机器人研发技术领域。
背景技术
机器人是一种自动化机器，不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器，例如现有比较常见的扫地机器人，其作为能够行走的机器人，可极大的减轻对人们日常生活的扫地负担，而对于行走机器人而言，其行走过程是否稳定，行走的轨迹是否复合预设的路径，均属于对机器人的位姿研究，因此对于现有的机器人而言，需要先对其进行位置校正后，才能投入市场使用。
而对于机器人位置校正相关的设备或装置，现有专利号为CN114147727A所公开的一种机器人位姿校正的方法、装置和系统，其所针对的是设备运行过程中相机与机器人因往复运动产生的相对偏移对已知手眼标定结果引入偏差，进而需要重新进行手眼标定的问题，而在机器人实际使用过程中，对于其本身的重心问题也是需要校正的，因自身重心的不稳定，则会导致行走过程中偏离预设的轨迹或造成倾斜移动行走，均会导致机器人的位姿与预设的值存在偏差，需要校正，基于此，本申请提出一种机器人位姿校正的方法、装置和系统。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种机器人位姿校正的方法、装置和系统。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种机器人位姿的校正装置，其校正装置包括呈水平状设置并位于最底端的行走底板、设置在所述行走底板上方的高频相机，所述行走底板上放置有待校正机器人，所述行走底板的一侧边中间部位竖直连接有立柱，且所述立柱上套设有用于连接高频相机的滑套；
所述行走底板包括由上而下设置的上垫橡胶层、塑料硬板支撑层以及底垫橡胶层，所述塑料硬板支撑层的上板面内嵌有若干个微型压力传感器，所述上垫橡胶层的下表面连接有若干个凸点，所述微型压力传感器与高频相机均与外设终端进行信号传输连接。
作为本发明再进一步的方案：所述滑套内侧还设置有阻尼橡胶圈，使滑套能够在外力作用下沿着立柱进行上下移动，进而可对高频相机的安装高度进行调节，以能够实现对待校正机器人的整个移动路径进行拍摄。
作为本发明再进一步的方案：所述微型压力传感器与凸点呈一一对应设置，即随着待校正机器人的移动，可使相应位置的凸点抵在微型压力传感器上，能够精准的获得压力值。
一种机器人位姿的校正方法，其校正方法包括以下步骤：
步骤一、搭建轨迹运行平台，将用于进行机器人轨迹行走用的校正装置进行组装，以在机器人行走或移动过程中，获取机器人的行走轨迹数据；
步骤二、开展轨迹运行实验，将待校正机器人两侧的行走轮放置在行走底板上，通过机器人的外设控制终端控制待校正机器人在行走底板上移动，通过高频相机对待校正机器人进行高频拍照，并将拍照获得的图像数据传输到外设终端，待校正机器人行进过程中对行走底板的压力被微型压力传感器感应并传输到外设终端；
步骤三、行进路径分析，将待校正机器人整个行走轨迹过程所拍摄的图像进行处理，对于各个时刻待校正机器人所处的位置进行标定后，然后根据所标记的点位汇总出待校正机器人的实际行走路径，并与控制终端所发出的行走轨迹比对，以分析实际行走路径是否偏离设定的行走轨迹；
步骤四、侧轮压力分析，对每一时刻校正机器人所处的位置，其两侧的滚轮对行走底板的压力被微型压力传感器感应，即分别获取每一时刻对行走底板的压力值，并分别汇总两侧滚轮对行走底板的压力值曲线图，通过比对以分析待校正机器人是否受力平衡；
步骤五、调整并校正，根据所分析得出的行进路径以及侧轮压力结果，对待校正机器人进行相应的调整校正。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，在进行轨迹运行实验时，待校正机器人所行走的轨迹路线包括直线行走、左转或右转弧线行走、正向或反向圆环路线行走，并对每个行走路线重复实验5-10次，以获得更为精准的路线数据。
一种机器人位姿的校正系统，其校正系统包括：
行走单元，其用于远程控制待校正机器人在行走底板上按照设定好的路线轨迹行走，且其设置在待校正机器人的控制终端；
感应单元，其用于对待校正机器人每一时刻所处位置进行压力感应，并将所获得的压力值传输至外设终端；
拍摄单元，其用于对待校正机器人每一时刻所处位置进行拍摄，以获得每一时刻待校正机器人的位置图像数据并传输至外设终端；
分析单元，其用于对所获得每一时刻待校正机器人的两侧滚轮压力值以及所处位置进行汇总并绘制曲线图进行分析。
本发明的有益效果是：通过高频相机与微型压力传感器分别获取机器人行走的实际轨迹以及行走过程两侧滚轮的压力值，对所获得每一时刻待校正机器人的两侧滚轮压力值以及所处位置进行汇总并绘制曲线图进行分析，再根据所分析得出的行进路径以及侧轮压力结果，对待校正机器人进行相应的调整校正，设置有滑套带动高频相机沿着立柱进行上下移动，进而可对高频相机的安装高度进行调节，以能够实现对待校正机器人的整个移动路径进行拍摄，微型压力传感器的上方一一对应设置有凸点，即随着待校正机器人的移动，可使相应位置的凸点抵在微型压力传感器上，能够精准的获得压力值。
附图说明
图1为本发明校正装置结构示意图；
图2为本发明滑套与立柱连接结构示意图；
图3为本发明行走底板剖面结构示意图；
图4为本发明上垫橡胶层结构示意图；
图5为本发明塑料硬板支撑层结构示意图；
图6为本发明校正方法流程示意图。
图中：1、行走底板，11、上垫橡胶层,12、塑料硬板支撑层,13、底垫橡胶层,2、立柱,3、滑套,4、高频相机,5、待校正机器人,6、阻尼橡胶圈,7、微型压力传感器,8、凸点。
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。
实施例一
如图1至图5所示，一种机器人位姿的校正装置，其校正装置包括呈水平状设置并位于最底端的行走底板1、设置在所述行走底板1上方的高频相机4，所述行走底板1上放置有待校正机器人5，所述行走底板1的一侧边中间部位竖直连接有立柱2，且所述立柱2上套设有用于连接高频相机4的滑套3；
所述行走底板1包括由上而下设置的上垫橡胶层11、塑料硬板支撑层12以及底垫橡胶层13，所述塑料硬板支撑层12的上板面内嵌有若干个微型压力传感器7，所述上垫橡胶层11的下表面连接有若干个凸点8，所述微型压力传感器7与高频相机4均与外设终端进行信号传输连接。
在本发明实施例中，所述滑套3内侧还设置有阻尼橡胶圈6，使滑套3能够在外力作用下沿着立柱2进行上下移动，进而可对高频相机4的安装高度进行调节，以能够实现对待校正机器人5的整个移动路径进行拍摄。
在本发明实施例中，所述微型压力传感器7与凸点8呈一一对应设置，即随着待校正机器人5的移动，可使相应位置的凸点8抵在微型压力传感器7上，能够精准的获得压力值。
实施例二
如图6所示，本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：
一种机器人位姿的校正方法，其校正方法包括以下步骤：
步骤一、搭建轨迹运行平台，将用于进行机器人轨迹行走用的校正装置进行组装，以在机器人行走或移动过程中，获取机器人的行走轨迹数据；
步骤二、开展轨迹运行实验，将待校正机器人5两侧的行走轮放置在行走底板1上，通过机器人的外设控制终端控制待校正机器人5在行走底板1上移动，通过高频相机4对待校正机器人5进行高频拍照，并将拍照获得的图像数据传输到外设终端，待校正机器人5行进过程中对行走底板1的压力被微型压力传感器7感应并传输到外设终端；
步骤三、行进路径分析，将待校正机器人5整个行走轨迹过程所拍摄的图像进行处理，对于各个时刻待校正机器人5所处的位置进行标定后，然后根据所标记的点位汇总出待校正机器人5的实际行走路径，并与控制终端所发出的行走轨迹比对，以分析实际行走路径是否偏离设定的行走轨迹；
步骤四、侧轮压力分析，对每一时刻校正机器人5所处的位置，其两侧的滚轮对行走底板1的压力被微型压力传感器7感应，即分别获取每一时刻对行走底板1的压力值，并分别汇总两侧滚轮对行走底板1的压力值曲线图，通过比对以分析待校正机器人5是否受力平衡；
步骤五、调整并校正，根据所分析得出的行进路径以及侧轮压力结果，对待校正机器人5进行相应的调整校正。
在进行轨迹运行实验时，待校正机器人5所行走的轨迹路线包括直线行走、左转或右转弧线行走、正向或反向圆环路线行走，并对每个行走路线重复实验5-10次，以获得更为精准的路线数据。
实施例三
本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：
一种机器人位姿的校正系统，其校正系统包括：
行走单元，其用于远程控制待校正机器人5在行走底板1上按照设定好的路线轨迹行走，且其设置在待校正机器人5的控制终端；
感应单元，其用于对待校正机器人5每一时刻所处位置进行压力感应，并将所获得的压力值传输至外设终端；
拍摄单元，其用于对待校正机器人5每一时刻所处位置进行拍摄，以获得每一时刻待校正机器人5的位置图像数据并传输至外设终端；
分析单元，其用于对所获得每一时刻待校正机器人5的两侧滚轮压力值以及所处位置进行汇总并绘制曲线图进行分析。
工作原理：通过高频相机4与微型压力传感器7分别获取机器人行走的实际轨迹以及行走过程两侧滚轮的压力值，对所获得每一时刻待校正机器人5的两侧滚轮压力值以及所处位置进行汇总并绘制曲线图进行分析，再根据所分析得出的行进路径以及侧轮压力结果，对待校正机器人5进行相应的调整校正。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种机器人位姿的校正装置，其特征在于：所述校正装置包括呈水平状设置并位于最底端的行走底板(1)、设置在所述行走底板(1)上方的高频相机(4)，所述行走底板(1)上放置有待校正机器人(5)，所述行走底板(1)的一侧边中间部位竖直连接有立柱(2)，且所述立柱(2)上套设有用于连接高频相机(4)的滑套(3)；
所述行走底板(1)包括由上而下设置的上垫橡胶层(11)、塑料硬板支撑层(12)以及底垫橡胶层(13)，所述塑料硬板支撑层(12)的上板面内嵌有若干个微型压力传感器(7)，所述上垫橡胶层(11)的下表面连接有若干个凸点(8)，所述微型压力传感器(7)与高频相机(4)均与外设终端进行信号传输连接。
2.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于：所述滑套(3)内侧还设置有阻尼橡胶圈(6)。
3.根据权利要求1所述的校正装置，其特征在于：所述微型压力传感器(7)与凸点(8)呈一一对应设置。
4.一种基于权利要求1所述的一种机器人位姿校正的装置的机器人位姿的校正方法、其特征在于：所述校正方法包括以下步骤：
步骤一、搭建轨迹运行平台，将用于进行机器人轨迹行走用的校正装置进行组装，以在机器人行走或移动过程中，获取机器人的行走轨迹数据；
步骤二、开展轨迹运行实验，将待校正机器人(5)两侧的行走轮放置在行走底板(1)上，通过机器人的外设控制终端控制待校正机器人(5)在行走底板(1)上移动，通过高频相机(4)对待校正机器人(5)进行高频拍照，并将拍照获得的图像数据传输到外设终端，待校正机器人(5)行进过程中对行走底板(1)的压力被微型压力传感器(7)感应并传输到外设终端；
步骤三、行进路径分析，将待校正机器人(5)整个行走轨迹过程所拍摄的图像进行处理，对于各个时刻待校正机器人(5)所处的位置进行标定后，然后根据所标记的点位汇总出待校正机器人(5)的实际行走路径，并与控制终端所发出的行走轨迹比对，以分析实际行走路径是否偏离设定的行走轨迹；
步骤四、侧轮压力分析，对每一时刻校正机器人(5)所处的位置，其两侧的滚轮对行走底板(1)的压力被微型压力传感器(7)感应，即分别获取每一时刻对行走底板(1)的压力值，并分别汇总两侧滚轮对行走底板(1)的压力值曲线图，通过比对以分析待校正机器人(5)是否受力平衡；
步骤五、调整并校正，根据所分析得出的行进路径以及侧轮压力结果，对待校正机器人(5)进行相应的调整校正。
5.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于：所述步骤二中，在进行轨迹运行实验时，待校正机器人(5)所行走的轨迹路线包括直线行走、左转或右转弧线行走、正向或反向圆环路线行走，并对每个行走路线重复实验5-10次。
6.一种基于权利要求1所述的一种机器人位姿校正的装置的机器人位姿的校正系统，其特征在于，所述校正系统包括：
行走单元，其用于远程控制待校正机器人(5)在行走底板(1)上按照设定好的路线轨迹行走，且其设置在待校正机器人(5)的控制终端；
感应单元，其用于对待校正机器人(5)每一时刻所处位置进行压力感应，并将所获得的压力值传输至外设终端；
拍摄单元，其用于对待校正机器人(5)每一时刻所处位置进行拍摄，以获得每一时刻待校正机器人(5)的位置图像数据并传输至外设终端；
分析单元，其用于对所获得每一时刻待校正机器人(5)的两侧滚轮压力值以及所处位置进行汇总并绘制曲线图进行分析。
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