[发明专利]基于全站仪的检测机器人天线与传感器相对位置标定方法

说明书

本发明公开了基于全站仪的检测机器人天线与传感器相对位置标定方法，包括如下步骤：步骤一，以全站仪为原点建立水平的直角坐标系，将道面检测机器人静止放置在直角坐标系中，调整道面检测机器人保持水平；步骤二，通过全站仪测得道面检测机器人上两个GPS天线、第一传感器左右两端以及第二传感器中心的水平投影坐标；步骤三，计算两个GPS天线中心在水平面的投影点的连线中点的坐标；步骤四，计算CA到PC的距离；计算PC到PR的距离；计算CA到PR的距离；步骤五，GPS天线与第二传感器中心和第一传感器中心的相对位置计算。本发明能在出厂时对道面检测机器人上的GPS天线与各种传感器的相对位置进行标定。

技术领域

本发明涉及道面检测机器人技术领域，尤其是基于全站仪的检测机器人天线与传感器相对位置标定方法。

背景技术

道面检测机器人依靠差分GPS定位，机器人上携带2d工业相机、3d相机、探地雷达等多种传感器。道面检测机器人本身的位置和姿态感知通过安装在道面检测机器人上的两个GPS天线计算。根据两个GPS天线的GPS坐标可以计算两根天线连线的朝向。两个GPS天线在道面检测机器人上安装的相对位置已知，根据这个对应关系就可以计算出道面检测机器人中心的坐标和航向角。

同理，根据2d相机、3d相机、探地雷达等机载传感器与两个GPS天线的相对位置，就可以计算出道面检测机器人运行时，2d相机、3d相机、探地雷达等机载传感器的坐标。有了这些信息，就可以在拍照和探测时记录相片和雷达数据对应的实际位置。

然而，实际生产和应用中，由于加工和安装精度难以保证，实际上这些传感器与天线在道面检测机器人上的相对位置和图纸的理想值存在偏差，而且这些偏差对每台道面检测机器人来说都不一样，因此，在出厂时，有必要对道面检测机器人上GPS天线以及各种传感器的相对位置进行标定。

发明内容

针对上述不足之处，本发明提供了基于全站仪的检测机器人天线与传感器相对位置标定方法，能在出厂时对道面检测机器人上的GPS天线与各种传感器的相对位置进行标定。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于全站仪的检测机器人天线与传感器相对位置标定方法，包括如下步骤：

步骤一，以全站仪为原点建立水平的直角坐标系，将道面检测机器人静止放置在直角坐标系中，调整道面检测机器人保持水平；

步骤二，通过全站仪测得道面检测机器人上两个GPS天线、第一传感器左右两端以及第二传感器中心的水平投影坐标，分别记为和

步骤三，计算两个GPS天线中心在水平面的投影点的连线中点的坐标，记为

步骤四，计算CA到PC的距离，记为L₁；计算PC到PR的距离，记为L₂；计算CA到PR的距离，记为L₃；

步骤五，GPS天线与第二传感器中心和第一传感器中心的相对位置计算，包括：

(a)计算CA距离PC在道面检测机器人本体坐标系的偏移，分别记为△_CX和△_CY，计算公式为：其中，θ_C为CA与PC连线和PL与PR连线的夹角；

(b)计算GC到PC的距离，记为L₄；计算GC到PR的距离，记为L₅；

(c)计算第一传感器左右两端水平投影点GL和GR连线的中点GC在道面检测机器人本体坐标系中距离PC的偏移，分别记为△_GX和△_GY，计算公式为：其中，第一传感器左右两端水平投影的中点坐标记为记为θ_G为GC与PC的连线和PL与PR连线的夹角；