一种不同类型机器人位姿标定方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115990879A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202211737318.9(22)申请日2022.12.31(71)申请人安徽集萃智造机器人科技有限公司地址230000安徽省合肥市创新大道2800号创新产业园二期F5栋21楼(72)发明人吴正骆敏舟张世昌陈雄剑刘琳(74)专利代理机构南京禹为知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32272专利代理师邱月华(51)Int.Cl.B25J9/16(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种不同类型机器人位姿标定方法(57)摘要本发明公开了一种不同类型机器人位姿标定方法包括：利用建图算法构建环境地图，并设置不同类型机器人的坐标系；设置全局坐标系，并基于不同坐标系下同一点的坐标数据构建坐标变换方程；设置固定点标志位并记录不同机器人在所述固定点标志位的位姿；基于位姿利用SVD算法求解旋转矩阵和平移矩阵，利用旋转矩阵和平移矩阵并结合坐标变换方程将不同类型的机器人位姿转换至全局坐标系。本发明通过构建坐标变换方程实现了不同坐标系下坐标位置的转换；通过SVD算法求解旋转平移举证实现了对机器人位姿的全局转换；本发明将不同类型机器人位姿标定在一种类型机器人的坐标系下从而实现统一调度，方便设置导航点位，提高部署效率。CN115990879ACN115990879A权利要求书1/2页1.一种不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于，包括：利用建图算法构建环境地图，并设置不同类型机器人的坐标系；设置全局坐标系，并基于不同坐标系下同一点的坐标数据构建坐标变换方程；设置固定点标志位并记录不同机器人在所述固定点标志位的位姿；基于所述位姿利用SVD算法求解旋转矩阵和平移矩阵，利用所述旋转矩阵和平移矩阵并结合所述变换方程将不同类型的机器人位姿转换至全局坐标系。2.如权利要求1所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述建图算法，包括：利用覆盖栅栏建图算法构建相同分辨率的环境地图。3.如权利要求1或2所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述设置不同类型机器人的坐标系，包括：基于机器人的类别以各类别机器人的中心作为原点构建相应数量的坐标系。4.如权利要求3所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述设置全局坐标系，包括：随机选择所述不同类型机器人坐标系中的一个坐标系作为全局坐标系，并记录其余坐标系原点在所述全局坐标系下的坐标信息。5.如权利要求4所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述构建坐标变换方程，包括：假设机器人AR的坐标系为ORXRYR，机器人BW的坐标系为OwXWYW，AR的坐标系XR与BW坐标系XW的夹角为θr；假设AR坐标系ORXRYR原点在BW坐标系OwXWYW下的坐标为Xr＝(xr,yr)，则AR坐标系与BW坐标系变换关系如下：其中，为机器人AR坐标点在坐标系OwXWYW下的横坐标，为机器人AR坐标点在坐标系OwXWYW下的纵坐标，表示θr为AR的坐标系XR与BW坐标系XW的夹角。ΤAR坐标系任意一点位置X1＝[x1,y1]转换到BW坐标系中的坐标为6.如权利要求4或5所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述设置固定点标志位，包括：在环境地图中任取4个点作为固定点标志位，使得四个点的中点位于环境地图的中心点处。7.如权利要求6所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述记录不同机器人在所述固定点标志位的位姿，包括：分别采集不同类型机器人基于自身坐标系下在同一点的位姿。8.如权利要求7所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述利用SVD算法求解旋转矩阵和平移矩阵，包括：假设第一机器人坐标系下采集的固定点位坐标构建的矩阵为A，第二机器人坐标系下采集的固定点位坐标构建的矩阵为B，定义两矩阵的中心矩阵为centroidA,centroidB，分别计算点集合A，B的中心点，其中，两矩阵的中心矩阵表示为：2CN115990879A权利要求书2/2页9.如权利要求7或8所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述利用SVD算法求解旋转矩阵和平移矩阵，还包括：计算点集之间的协方差矩阵H，表示为：ii其中，PA表示A点云集合，PB表示B点云集合。10.如权利要求9所述的不同类型机器人位姿标定方法，其特征在于：所述利用SVD算法求解旋转矩阵和平移矩阵，还包括：基于所述协方差矩阵H和SVD算法求解解旋转矩阵R和平移矩阵T，表示为：[U，S，V]＝SVD(H)R＝VUTT＝‑R*centroidA+centroidB其中，H是一个m×n阶矩阵，其中的元素全部属于域K，也就是实数域或复数域；其中U是m×m阶酉矩阵，S是半正定m×n阶对角矩阵，V*是V的共轭转