CN117444982A - 机器人舵轮自动标定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种机器人舵轮自动标定方法和装置。其中，该方法包括：根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标；根据所述机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；根据所述稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定所述机器人的相对偏移信息；根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行补偿标定。本技术方案，基于稳定行驶坐标的相对偏移信息对机器人舵轮进行自动补偿标定，能够有效降低舵轮标定成本，同时提高了舵轮标定精度。

Description

机器人舵轮自动标定方法和装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人舵轮自动标定方法和装置。

背景技术

对于高精度的机器人(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车或无人搬运车)来说，舵轮标定是非常重要的一环。其中，舵轮零偏是影响机器人运动与末端精度的重要因素之一。对于高精度机器人来说，末端精度要求越高，对舵轮零偏精度的要求也越高。

传统的舵轮零偏标定方法依赖机械制造工艺，或通过人工判断机器人直线行驶是否出现偏移。因此，传统方案的标定成本较高，且标定精度不稳定，需要多次尝试，容易受人工影响。

发明内容

本发明提供了一种机器人舵轮自动标定方法和装置，基于稳定行驶坐标的相对偏移信息对机器人舵轮进行自动补偿标定，能够有效降低舵轮标定成本，同时提高了舵轮标定精度。

根据本发明的一方面，提供了一种机器人舵轮自动标定方法，所述方法包括：

根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标；

根据所述机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；

根据所述稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定所述机器人的相对偏移信息；

根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行补偿标定。

根据本发明的另一方面，提供了一种机器人舵轮自动标定装置，包括：

预测坐标确定模块，用于根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标；

稳定行驶坐标确定模块，用于根据所述机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；

相对偏移信息确定模块，用于根据所述稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定所述机器人的相对偏移信息；

舵轮补偿标定模块，用于根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行补偿标定。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的机器人舵轮自动标定方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的机器人舵轮自动标定方法。

本发明实施例的技术方案，根据机器人的运动数据确定机器人在目标时刻的预测坐标；根据机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；根据稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定机器人的相对偏移信息；根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据零偏角度对机器人舵轮进行补偿标定。本技术方案，基于稳定行驶坐标的相对偏移信息对机器人舵轮进行自动补偿标定，能够有效降低舵轮标定成本，同时提高了舵轮标定精度。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例一提供的一种机器人舵轮自动标定方法的流程图；

图2是根据本发明实施例二提供的一种机器人舵轮自动标定方法的流程图；

图3是根据本发明实施例三提供的一种机器人舵轮自动标定装置的结构示意图；

图4是实现本发明实施例的一种机器人舵轮自动标定方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种机器人舵轮自动标定方法的流程图，本实施例可适用于对机器人舵轮进行自动补偿标定的情况，该方法可以由机器人舵轮自动标定装置来执行，该机器人舵轮自动标定装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该机器人舵轮自动标定装置可配置于具有数据处理能力的电子设备中。如图1所示，该方法包括：

S110，根据机器人的运动数据确定机器人在目标时刻的预测坐标。

其中，机器人中部署有一个舵轮，该舵轮集成了驱动电机、转向电机、减速机等一体化机械结构，集产品、行走、牵引和转向功能为一体，可以荷载和牵引较重货物。运动数据可以包括速度数据、加速度数据和机器人的位置信息。其中，速度数据可以通过轮速计检测得到，加速度数据可以通过惯性传感器检测得到。机器人的位置信息可以通过位置坐标信息进行表征。其中，位置坐标信息可以基于构建的环境地图数据和机器人的激光雷达数据进行确定。需要说明的是，环境地图数据可以是预先构建好的，也可以在机器人行驶过程中进行实时构建。其中，预先构建环境地图数据可以有效缩短后续舵轮标定的时间，提高舵轮标定效率；而实时构建环境地图数据可以减小对环境的依赖性，提高舵轮标定精度。目标时刻可以是指机器人处于稳定运行状态的某个时刻。

本实施例中，需要寻找一块平整的地面，且周围具有一定参照物，将机器人停止在原地，并开始记录激光雷达数据、轮速计数据和惯性传感器数据。基于地面上的参照物，通过提取机器人在静止时刻的激光雷达数据，可以预先构建环境地图数据。机器人在直线行驶控制指令下运行，示例性的，假设目标时刻为t时刻，首先以机器人静止时刻位置坐标为原点坐标，提取出t时刻的速度数据vel_t和加速度数据acc_t以及t-1时刻的机器人坐标P_t-1。然后利用vel_t、acc_t和P_t-1，通过公式 可以计算得到机器人在t时刻的预测坐标/>

本实施例中，可选的，根据机器人的运动数据确定机器人在目标时刻的预测坐标，包括：根据机器人在目标时刻的速度数据、加速度数据，以及目标时刻对应的前一时刻的机器人坐标，确定机器人在目标时刻的预测坐标。

在本实施例中，还可以根据机器人行驶过程中的激光雷达数据实时构建环境地图数据，并基于实时构建的环境地图数据确定机器人在目标时刻的预测坐标。具体的，首先需要确定机器人在前一时刻(t-1时刻)的机器人坐标P_t-1，示例性的，可以将根据机器人在前一时刻(t-1时刻)的激光雷达数据和实时构建的环境地图数据确定的初步坐标作为t-1时刻的机器人坐标P_t-1，同时需要获取到机器人在目标时刻(t时刻)的速度数据和加速度数据，然后可以根据t时刻的速度数据和加速度数据以及t-1时刻的机器人坐标P_t-1确定机器人在t时刻的预测坐标。其中，t时刻预测坐标的具体确定过程可以参见上述描述，此处不再赘述。

本方案通过这样的设置，基于实时构建环境地图数据确定机器人在目标时刻的预测坐标，可以减小对环境的依赖性，提高舵轮标定精度。

S120，根据机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标。

其中，直线行驶控制指令可以是指用于指示机器人沿直线行驶的控制指令。具体的，可以基于预设速度和预设时间间隔向机器人下发直线行驶控制指令，并在机器人行驶一定距离后停止指令下发。稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标可以分别是指机器人稳定行驶之后的某个时刻对应的起始坐标和另一时刻对应的终止坐标。可以理解的是，在稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标对应的时间段内，机器人一直处于稳定运行状态。

本实施例中，在确定机器人在目标时刻的预测坐标之后，可以根据机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标。可选的，根据机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标，包括：根据机器人在目标时刻的预测坐标和激光雷达数据，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标；基于稳定行驶开始坐标和机器人的运动数据，确定机器人在后续时刻的预测坐标；根据后续时刻的预测坐标和后续时刻的激光雷达数据，确定稳定行驶结束坐标。

示例性的，假设目标时刻为t时刻，在直线行驶控制指令下，基于机器人在t时刻的预测坐标和在t时刻的激光雷达数据，可以利用定位算法在/>位置附近进行定位匹配，得到一个匹配得分比较高的位置，该位置对应的坐标即为机器人在t时刻相对于环境地图数据的精确坐标P_t。由于机器人在t时刻已经处于稳定运行状态，因此可以将t时刻的精确坐标P_t确定为稳定行驶开始坐标P_start，从而避免机器人运动开始时存在抖动现象影响标定精度。然后根据t+1时刻的速度数据和加速度数据以及稳定行驶开始坐标P_start，计算得到机器人在t+1时刻的预测坐标/>进而利用t+1时刻的预测坐标/>和t+1时刻的激光雷达数据，计算得到机器人在t+1时刻相对于环境地图数据的精确坐标P_t+1。重复上述过程，分别确定机器人在t时刻后的每个时刻相对于环境地图数据的精确坐标。由于机器人在停止运动时存在抖动现象影响标定精度，因此可以将机器人停止运动预设时间之前对应时刻的精确坐标确定为稳定行驶结束坐标P_end，由此确保机器人在稳定行驶结束坐标对应的时刻处于稳定运行状态。

示例性的，在上述示例的基础上，机器人在前一时刻(t-1时刻)的机器人坐标P_t-1还可以根据t-1时刻的精确坐标进行确定，例如，首先确定在t-1时刻是否存在对应的根据t-1时刻的预测坐标和在t-1时刻的激光雷达数据所确定的精确坐标，若存在，则将该精确坐标作为t-1时刻的机器人坐标，以根据t-1时刻的机器人坐标继续确定t时刻的预测坐标；若不存在，则根据机器人在t-1时刻的激光雷达数据和构建的环境地图数据确定初步坐标，作为t-1时刻的机器人坐标。

S130，根据稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定机器人的相对偏移信息。

本实施例中，确定稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标之后，可以根据稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定机器人的相对偏移信息。可选的，根据稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定机器人的相对偏移信息，包括：确定稳定行驶结束坐标相对于稳定行驶开始坐标的坐标信息为相对偏移信息；其中，相对偏移信息中至少包括x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、z轴偏移坐标、x轴偏移旋转角度、y轴偏移旋转角度和z轴偏移旋转角度。

具体的，通过计算稳定行驶结束坐标P_end相对于稳定行驶开始坐标P_start的坐标，可以得到相对偏移信息P_calib。其中，P_calib中包括x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、z轴偏移坐标、x轴偏移旋转角度、y轴偏移旋转角度和z轴偏移旋转角度。x轴偏移旋转角度表示垂直于坐标系x轴旋转的角度，同理y轴偏移旋转角度和z轴偏移旋转角度分别表示垂直于坐标系y轴和z轴旋转的角度，并且需要说明的是，本实施例中是将机器人的前进方向作为x轴正方向。

S140，根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据零偏角度对机器人舵轮进行补偿标定。

本实施例中，确定相对偏移信息之后，可以根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度。可选的，根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，包括：确定z轴偏移旋转角度是否小于预设角度阈值；若是，则确定机器人舵轮的零偏角度为0；否则，根据x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、z轴偏移旋转角度和机器人轴距参数确定零偏角度。

其中，预设角度阈值可以是指预先设定的z轴偏移旋转角度的参考值，具体可以根据实际应用需求设定。本实施例中，在确定相对偏移信息之后，可以将相对偏移信息中的z轴偏移旋转角度与预设角度阈值进行比较，并根据比较结果确定机器人舵轮的零偏角度。

具体的，若z轴偏移旋转角度小于预设角度阈值，则确定机器人舵轮的零偏角度为0，可以认为机器人舵轮零偏符合要求，此时无需对机器人舵轮进行补偿标定。否则，确定机器人舵轮的零偏角度不为0，可以认为机器人舵轮零偏不符合要求，此时需要根据x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、z轴偏移旋转角度和机器人轴距参数确定零偏角度，并基于零偏角度对机器人舵轮进行补偿标定。

本实施例中，可选的，根据x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、z轴偏移旋转角度和机器人轴距参数确定零偏角度，包括：基于如下公式确定零偏角度：head＝atan(R/(sqrt(x*x+y*y)/sin(yaw)))；其中，head表示零偏角度，R表示机器人轴距参数，x表示x轴偏移坐标，y表示y轴偏移坐标，yaw表示z轴偏移旋转角度。

本方案通过这样的设置，能够基于z轴偏移旋转角度与预设角度阈值的大小关系，采用不同方式快速准确地确定机器人舵轮的零偏角度。

在确定机器人舵轮的零偏角度之后，即可根据零偏角度对机器人舵轮进行补偿标定。可选的，根据零偏角度对机器人舵轮进行补偿标定，包括：根据零偏角度对机器人舵轮进行零偏补偿，并确定进行零偏补偿后的更新相对偏移信息；根据更新相对偏移信息中的更新z轴偏移旋转角度与预设角度阈值的比较结果，确定补偿标定结果，直至更新z轴偏移旋转角度小于预设角度阈值，补偿标定结束。

具体的，在对机器人舵轮进行补偿标定时，首先需要根据零偏角度对机器人舵轮进行零偏补偿，并确定进行零偏补偿后的更新相对偏移信息。然后将更新相对偏移信息中的更新z轴偏移旋转角度与预设角度阈值进行比较，并根据比较结果来确定补偿标定结果。若更新z轴偏移旋转角度小于预设角度阈值，则确定零偏补偿后机器人舵轮的零偏角度为0，即零偏补偿后的机器人舵轮零偏符合要求，此时补偿标定结束；否则，基于零偏补偿后的零偏角度继续对机器人舵轮进行零偏补偿，直至更新z轴偏移旋转角度小于预设角度阈值，补偿标定结束。

本方案通过这样的设置，基于零偏补偿后的更新z轴偏移旋转角度与预设角度阈值的比较结果，可以快速准确地确定补偿标定结果。

本发明实施例的技术方案，根据机器人的运动数据确定机器人在目标时刻的预测坐标；根据机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；根据稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定机器人的相对偏移信息；根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据零偏角度对机器人舵轮进行补偿标定。本技术方案，基于稳定行驶坐标的相对偏移信息对机器人舵轮进行自动补偿标定，能够有效降低舵轮标定成本，同时提高了舵轮标定精度。

在本实施例中，可选的，根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度之前，还包括：根据z轴偏移坐标、y轴偏移旋转角度和x轴偏移旋转角度确定环境地图数据是否符合标定条件。

需要说明的是，实际标定过程中，可能存在由于地面参照物因素导致环境地图数据构建不准确的情况，从而影响机器人舵轮的补偿标定结果。本实施例中，为了解决上述问题，在根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度之前，还可以根据z轴偏移坐标、y轴偏移旋转角度和x轴偏移旋转角度确定环境地图数据是否符合标定条件。具体的，若z轴偏移坐标、y轴偏移旋转角度和x轴偏移旋转角度超过一定阈值，则可以认为环境地图数据不符合标定条件，此时需要更换环境进行标定；否则，认为环境地图数据符合标定条件，可以继续后续的补偿标定过程。

本方案通过这样的设置，通过判断环境地图数据是否符合标定条件，可以有效避免由于地面参照物因素导致环境地图数据构建不准确的情况，从而有助于提高机器人舵轮的标定精度。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种机器人舵轮自动标定方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化。具体优化为：根据机器人的运动数据确定机器人在目标时刻的预测坐标之前，还包括：根据机器人的激光雷达数据和构建的环境地图数据，确定机器人的初步坐标；其中，环境地图数据根据机器人行驶过程中的激光雷达数据进行构建；若目标时刻对应的初步坐标与目标时刻对应的前一时刻的初步坐标的位置偏移小于预设阈值，则确定机器人处于稳定行驶状态。

如图2所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：

S210，根据机器人的激光雷达数据和构建的环境地图数据，确定机器人的初步坐标。

其中，环境地图数据根据机器人行驶过程中的激光雷达数据进行构建。需要说明的是，在机器人舵轮的标定过程中，微小的抖动都会对标定精度产生影响。为保证标定精度需要采集机器人稳定运行时的数据，因此在对机器人舵轮进行标定前需要判断机器人是否处于稳定行驶状态。首先需要根据机器人的激光雷达数据和构建的环境地图数据，确定出机器人在各个时刻的初步坐标。

S220，若目标时刻对应的初步坐标与目标时刻对应的前一时刻的初步坐标的位置偏移小于预设阈值，则确定机器人处于稳定行驶状态。

其中，预设阈值可以是指预先设定的相邻时刻的初步坐标的位置偏移参考值，具体可以根据实际应用需求设定。具体的，如果目标时刻对应的初步坐标与其前一时刻的初步坐标的y轴偏移小于预设阈值，则可以确定机器人处于稳定行驶状态；否则，确定机器人未处于稳定行驶状态。

S230，根据机器人的运动数据确定机器人在目标时刻的预测坐标。

S240，根据机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标。

S250，根据稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定机器人的相对偏移信息。

S260，根据相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据零偏角度对机器人舵轮进行补偿标定。

其中，S230-S260的具体实现方式可以参照S110-S140中的详细描述，此处不再进行赘述。

本发明实施例的技术方案，根据机器人的运动数据确定机器人在目标时刻的预测坐标之前，还根据机器人的激光雷达数据和构建的环境地图数据，确定机器人的初步坐标；其中，环境地图数据根据机器人行驶过程中的激光雷达数据进行构建；若目标时刻对应的初步坐标与目标时刻对应的前一时刻的初步坐标的位置偏移小于预设阈值，则确定机器人处于稳定行驶状态。本技术方案，基于稳定行驶坐标的相对偏移信息对机器人舵轮进行自动补偿标定，能够有效降低舵轮标定成本，同时提高舵轮标定精度，还能够基于机器人的初步坐标确定机器人是否处于稳定行驶状态，有助于进一步提高舵轮标定精度。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种机器人舵轮自动标定装置的结构示意图，该装置可执行本发明任意实施例所提供的机器人舵轮自动标定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图3所示，该装置包括：

预测坐标确定模块310，用于根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标；

稳定行驶坐标确定模块320，用于根据所述机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；

相对偏移信息确定模块330，用于根据所述稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定所述机器人的相对偏移信息；

舵轮补偿标定模块340，用于根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行补偿标定。

可选的，所述预测坐标确定模块310，用于：

根据所述机器人在目标时刻的速度数据、加速度数据，以及所述目标时刻对应的前一时刻的机器人坐标，确定所述机器人在目标时刻的预测坐标。

可选的，所述稳定行驶坐标确定模块320，用于：

根据所述机器人在目标时刻的预测坐标和激光雷达数据，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标；

基于所述稳定行驶开始坐标和所述机器人的运动数据，确定所述机器人在后续时刻的预测坐标；

根据所述后续时刻的预测坐标和所述后续时刻的激光雷达数据，确定所述稳定行驶结束坐标。

可选的，所述装置还包括：

机器人初步坐标确定模块，用于根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标之前，根据所述机器人的激光雷达数据和构建的环境地图数据，确定机器人的初步坐标；其中，所述环境地图数据根据机器人行驶过程中的激光雷达数据进行构建；

稳定行驶状态确定模块，用于若目标时刻对应的初步坐标与所述目标时刻对应的前一时刻的初步坐标的位置偏移小于预设阈值，则确定机器人处于稳定行驶状态。

可选的，所述相对偏移信息确定模块330，用于：

确定所述稳定行驶结束坐标相对于所述稳定行驶开始坐标的坐标信息为相对偏移信息；其中，所述相对偏移信息中至少包括x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、z轴偏移坐标、x轴偏移旋转角度、y轴偏移旋转角度和z轴偏移旋转角度。

可选的，所述舵轮补偿标定模块340，包括：

z轴偏移旋转角度判断单元，用于确定z轴偏移旋转角度是否小于预设角度阈值；

第一零偏角度确定单元，用于若是，则确定所述机器人舵轮的零偏角度为0；

第二零偏角度确定单元，用于否则，根据x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、所述z轴偏移旋转角度和所述机器人轴距参数确定零偏角度。

可选的，所述第二零偏角度确定单元，用于：

基于如下公式确定零偏角度：

head＝atan(R/(sqrt(x*x+y*y)/sin(yaw)))；

其中，head表示所述零偏角度，R表示所述机器人轴距参数，x表示所述x轴偏移坐标，y表示所述y轴偏移坐标，yaw表示所述z轴偏移旋转角度。

可选的，所述舵轮补偿标定模块340，用于：

根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行零偏补偿，并确定进行零偏补偿后的更新相对偏移信息；

根据所述更新相对偏移信息中的更新z轴偏移旋转角度与预设角度阈值的比较结果，确定补偿标定结果，直至更新z轴偏移旋转角度小于预设角度阈值，补偿标定结束。

可选的，所述装置还包括：

环境地图判断模块，用于根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度之前，根据z轴偏移坐标、y轴偏移旋转角度和x轴偏移旋转角度确定环境地图数据是否符合标定条件。

本发明实施例所提供的一种机器人舵轮自动标定装置可执行本发明任意实施例所提供的一种机器人舵轮自动标定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图4所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如机器人舵轮自动标定方法。

在一些实施例中，机器人舵轮自动标定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的机器人舵轮自动标定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行机器人舵轮自动标定方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

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，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、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 (10)

1.一种机器人舵轮自动标定方法，其特征在于，所述方法包括：

根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标；

根据所述机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；

根据所述稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定所述机器人的相对偏移信息；

根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行补偿标定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标，包括：

根据所述机器人在目标时刻的速度数据、加速度数据，以及所述目标时刻对应的前一时刻的机器人坐标，确定所述机器人在目标时刻的预测坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标，包括：

根据所述机器人在目标时刻的预测坐标和激光雷达数据，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标；

基于所述稳定行驶开始坐标和所述机器人的运动数据，确定所述机器人在后续时刻的预测坐标；

根据所述后续时刻的预测坐标和所述后续时刻的激光雷达数据，确定所述稳定行驶结束坐标。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标之前，所述方法还包括：

根据所述机器人的激光雷达数据和构建的环境地图数据，确定机器人的初步坐标；其中，所述环境地图数据根据机器人行驶过程中的激光雷达数据进行构建；

若目标时刻对应的初步坐标与所述目标时刻对应的前一时刻的初步坐标的位置偏移小于预设阈值，则确定机器人处于稳定行驶状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定所述机器人的相对偏移信息，包括：

确定所述稳定行驶结束坐标相对于所述稳定行驶开始坐标的坐标信息为相对偏移信息；其中，所述相对偏移信息中至少包括x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、z轴偏移坐标、x轴偏移旋转角度、y轴偏移旋转角度和z轴偏移旋转角度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，包括：

确定z轴偏移旋转角度是否小于预设角度阈值；

若是，则确定所述机器人舵轮的零偏角度为0；

否则，根据x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、所述z轴偏移旋转角度和所述机器人轴距参数确定零偏角度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据x轴偏移坐标、y轴偏移坐标、所述z轴偏移旋转角度和所述机器人轴距参数确定零偏角度，包括：

基于如下公式确定零偏角度：

head＝atan(R/(sqrt(x*x+y*y)/sin(yaw)))；

其中，head表示所述零偏角度，R表示所述机器人轴距参数，x表示所述x轴偏移坐标，y表示所述y轴偏移坐标，yaw表示所述z轴偏移旋转角度。

8.根据权利要求5-7任一所述的方法，其特征在于，根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行补偿标定，包括：

根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行零偏补偿，并确定进行零偏补偿后的更新相对偏移信息；

根据所述更新相对偏移信息中的更新z轴偏移旋转角度与预设角度阈值的比较结果，确定补偿标定结果，直至更新z轴偏移旋转角度小于预设角度阈值，补偿标定结束。

9.根据权利要求5-7任一所述的方法，其特征在于，根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度之前，所述方法还包括：

根据z轴偏移坐标、y轴偏移旋转角度和x轴偏移旋转角度确定环境地图数据是否符合标定条件。

10.一种机器人舵轮自动标定装置，其特征在于，所述装置包括：

预测坐标确定模块，用于根据机器人的运动数据确定所述机器人在目标时刻的预测坐标；

稳定行驶坐标确定模块，用于根据所述机器人在目标时刻的预测坐标，确定机器人在直线行驶控制指令下的稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标；

相对偏移信息确定模块，用于根据所述稳定行驶开始坐标和稳定行驶结束坐标确定所述机器人的相对偏移信息；

舵轮补偿标定模块，用于根据所述相对偏移信息和机器人轴距参数确定机器人舵轮的零偏角度，并根据所述零偏角度对所述机器人舵轮进行补偿标定。