[发明专利]一种服务机器人地图定位标定方法

权利要求书

1.一种服务机器人地图定位标定方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，固定世界地图坐标系构建，构建固定世界地图对应的三维XYZ的立体坐标系；

S2，屏幕地图坐标系标定，用户在屏幕上点击确定目标点位，获得目标点位对应的屏幕二维xy坐标，并存储至数据库；

S3，屏幕地图角度标定，用户使用两指旋转点位箭头获取旋转方向向量和旋转角度，并将旋转方向向量存储至数据库中；具体的：

屏幕地图坐标系的y轴默认为正北方向，默认正北方向的旋转方向向量数值为0，用户在屏幕上通过两指操作法确定屏幕地图坐标系中目标点位的旋转方向向量和旋转角度，具体为：固定一个手指在当前位置，另一个手指由正北方向旋转到目标点位，旋转角度记为β₀，由当前位置指向目标点位的向量记为旋转方向向量α₀，旋转角度β₀为方向向量α₀与坐标轴y轴的夹角；旋转角度所确定的方向，即为设定机器人执行到最后的目标点位方向，然后将旋转方向向量α₀存储至数据库中；

S4，坐标系转换，根据用户标定的屏幕地图坐标系和固定世界地图坐标系进行参数转换，将屏幕地图坐标系上的目标点位的屏幕二维xy坐标转换到固定世界地图坐标系中；具体的：

系统根据用户标定的屏幕地图坐标系中目标点位对应的屏幕二维xy坐标（x₁，y₁），转换到固定世界地图坐标系中，得到固定世界地图坐标系中的目标点位坐标值（X₁，Y₁，Z₁），具体转换方法是：根据屏幕地图坐标系的横坐标点位值的x₁除以屏幕的像素宽度，纵坐标点位值y₁除以屏幕的像素高度，获得对应的目标点位比例；同时判断目标点位是否处于屏幕地图范围之内，如果目标点位脱离屏幕地图范围，则显示无效；如果目标点位在屏幕地图范围之内，则根据转换后的比例，进行比例变换，将值分别赋予X₁和Y₁，得到固定世界地图坐标系中目标点位的横坐标值X₁和纵坐标值Y₁，同时垂直坐标值Z₁值默认赋值为1；

S5，角度转换，根据用户标定的屏幕地图坐标系中旋转方向向量和固定世界地图坐标系的方向进行参数转换，将屏幕地图坐标系中旋转方向向量α₀和旋转角度β₀分别转换为固定世界地图坐标系上的旋转方向向量α和旋转角度β；具体的：

坐标系转换后，再根据屏幕地图坐标系中目标点位的旋转方向向量α₀，计算机器人在固定世界地图坐标系中的旋转方向向量α，根据固定世界地图坐标系中旋转方向向量α和机器人当前前进方向向量，计算两个方向向量的差值赋予机器人底盘，使其在屏幕地图坐标系中的旋转角度β₀转换为固定世界地图坐标系中对应的旋转角度β，同时判断旋转角度β是否大于180°，若大于则选择反方向旋转获取最优路径；

S6，在执行的过程中，根据步骤S1-S3中的数据信息，并调取步骤S4和S5转换出来的固定世界地图坐标系上的目标点位坐标值和旋转方向向量α，使机器人执行相关动作。

2.根据权利要求1所述的一种服务机器人地图定位标定方法，其特征在于：步骤S1中，服务机器人根据传感器数据，构建固定世界地图坐标系，该固定世界地图坐标系的三个坐标轴分别为：横向坐标轴X，纵向坐标轴Y和垂直坐标轴Z，其中，纵向坐标轴Y为正北方向，垂直坐标轴Z垂直向上。

3.根据权利要求1所述的一种服务机器人地图定位标定方法，其特征在于：步骤S2中，根据屏幕地图信息构建二维的屏幕地图坐标系，该屏幕地图坐标系的两个坐标轴分别为横向坐标轴x和纵向坐标轴y；用户在屏幕上根据已经展现的屏幕地图信息进行点击定位，确定机器人将要执行的目标点位，获得目标点位对应的屏幕二维xy坐标，并存储至数据库。

4.根据权利要求1所述的一种服务机器人地图定位标定方法，其特征在于：步骤S6中，在执行过程中，将步骤S1-S3中的坐标系信息、目标点位信息和旋转方向向量输入ROS系统，坐标系信息包括屏幕地图坐标系与固定世界地图坐标系，并调取步骤S4和S5转换出来的固定世界地图坐标系上的目标点位坐标值和旋转方向向量α，根据旋转方向向量α顺次执行角度旋转，根据ROS系统中的对应函数进行顺次执行，根据目标点位坐标值（X₁，Y₁，Z₁）移动到目标点位后，再根据旋转方向向量α进行转向，以达到机器人最终姿态，与用户在屏幕上标定后的效果一致。