基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法、系统及介质，其方法包括：在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角；基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数。本发明专利技术能够解决目前纯RTK机器人在空旷室外环境下存在航向角不稳定的问题。人在空旷室外环境下存在航向角不稳定的问题。人在空旷室外环境下存在航向角不稳定的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及机器人导航领域，尤其涉及一种基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]RTK（Real
‑
Time Kinematic，实时动态差分测量技术）和IMU（Inertial Measurement Unit，惯性测量单元）传感器是机器人定位与控制中非常重要的两部分，被广泛应用于各种机器人场景中，如自主导航、无人驾驶、航空航天、工业自动化等。RTK可以实现高精度的位置定位，而IMU传感器则可以获取机器人的姿态信息，例如角度、速度、加速度等，两者结合可以实现精细的运动控制和定位。
[0003]为了降低机器人的制造成本，一些厂商提出了纯RTK机器人的方案。纯RTK机器人通过基于GPS的RTK技术来实现高精度定位，且不使用IMU传感器。纯RTK机器人的优点在于成本更低、结构更简单、更易维护和使用。
[0004]但是在空旷室外环境下，RTK信号可能会受到多种干扰因素的影响，会导致RTK信号的质量不稳定，从而导致纯RTK机器人存在航向角不稳定的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法、系统及介质，旨在解决目前纯RTK机器人在空旷室外环境下存在航向角不稳定的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法，所述机器人配置有使用实时动态差分测量技术RTK的设备，所述方法包括：在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角；基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数。
[0007]可选地，所述基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数的步骤之后包括：基于所述机器人航向角的标定参数，对所述RTK设备输出的航向角进行校正，得到机器人航向角。
[0008]可选地，所述在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角的步骤包括：控制机器人朝向指向预先设定的方向，根据预先设定的旋转角度逆时针旋转机器人，并记录多组轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角。
[0009]可选地，所述基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数的步骤包括：基于所述多组轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角，并通过线性回
归算法对预先构建的转换公式中的标定参数进行拟合，得到所述机器人航向角的标定参数。
[0010]可选地，所述基于所述机器人航向角的标定参数，对所述RTK设备输出的航向角进行校正，得到机器人航向角的步骤包括：将所述机器人航向角的标定参数代入预先构建的转换公式中，得到RTK输出的航向角与轮式里程计采集的航向角的转换公式；在机器人运动过程中，获取RTK输出的航向角；基于所述RTK输出的航向角与轮式里程计采集的航向角的转换公式，对在机器人运动过程中获取的RTK输出的航向角进行校正，得到校正后的RTK设备输出的航向角；将所述校正后的RTK设备输出的航向角作为所述机器人航向角。
[0011]可选地，所述控制机器人朝向指向预先设定的方向，根据预先设定的旋转角度逆时针旋转机器人，并记录多组轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角的步骤之前包括：读取RTK设备输出的航向角，检测所述RTK设备输出的航向角是否有效；若所述RTK设备输出的航向角有效，则获取所述RTK设备输出的航向角。
[0012]可选地，所述线性回归算法可以为最小二乘法。
[0013]本专利技术实施例还提出一种机器人航向角标定装置，所述装置包括：数据获取模块，在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角；标定模块，基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数。
[0014]本专利技术实施例还提出一种系统，所述系统包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的机器人航向角标定程序，所述机器人航向角标定程序被所述处理器执行时实现如上所述的机器人航向角标定方法。
[0015]本专利技术实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有机器人航向角标定程序，所述机器人航向角标定程序被处理器执行时实现如上所述的机器人航向角标定方法。
[0016]本专利技术实施例提出的一种基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法、系统及介质，在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角；基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数。
[0017]通过本专利技术实施例方案，基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数，然后，基于标定参数对RTK设备输出的航向角进行校正，得到机器人的航向角，经过校正之后得到的机器人的航向角更稳定和准确。并且，在本专利技术实施例中机器人可以仅依赖于RTK技术和轮式里程计来实现高精度定位，而不必使用IMU传感器，使得机器人的成本更低、结构更简单、更易维护和使用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术机器人航向角标定装置所属终端设备的功能模块示意图；图2为本专利技术机器人航向角标定方法第一实施例的流程示意图；图3为本专利技术机器人航向角标定方法实施例中的标定流程示意图；图4为本专利技术机器人航向角标定方法实施例中的标定结果图。
[0019]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0020]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0021]本专利技术实施例的主要解决方案是：在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角；基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数。通过本专利技术实施例方案，在空旷室外环境下，基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数，然后，基于标定参数对RTK设备输出的航向角进行校正，得到机器人的航向角，经过校正之后得到的机器人的航向角更稳定和准确。并且，在本专利技术实施例中机器人可以仅依赖于RTK技术和轮式里程计来实现高精度定位，而不必使用IMU传感器，使得机器人的成本更低、结构更简单、更易维护和使用。
[0022]本专利技术实施例涉及的技术术语：RTK：RTK（Real
‑
Time Kinematic，实时动态差分测量技术），是一种高精度的GNSS定位技术。在RTK中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RTK与里程计室外机器人航向角标定方法，其特征在于，所述机器人配置有使用实时动态差分测量技术RTK的设备，所述方法包括以下步骤：在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角；基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数的步骤之后包括：基于所述机器人航向角的标定参数，对所述RTK设备输出的航向角进行校正，得到机器人航向角。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在标定阶段，控制机器人旋转，获取轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角的步骤包括：控制机器人朝向指向预先设定的方向，根据预先设定的旋转角度逆时针旋转机器人，并记录多组轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角对机器人航向角进行标定，得到机器人航向角的标定参数的步骤包括：基于所述多组轮式里程计采集的航向角和RTK设备输出的航向角，并通过线性回归算法对预先构建的转换公式中的标定参数进行拟合，得到所述机器人航向角的标定参数。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述机器人航向角的标定参数，对所述RTK设备输出的航向角进行校正，得到机器人航向角的步骤包括：将所述机器人航向角的标定参数代入预先构建的转换公式中，得到RTK输出的航向角与轮式里程计采集的航向角的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王其辉，冯庆仑，梁鲁生，刘增润，
申请(专利权)人：山东曼大智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：