常见移动机器人轮直径校准实现(ROS)方法
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如图 5.1所示,使用卷尺拉出一条长度2m的参考线段,然后控制机器人前向运动。
ROS官方提供的校准demo[1]还和章节图 5.1介绍的方法有细微区别:demo中使用了里程计(后续文章会讲解),机器人根据里程计来判断是否达到目标位置。
这里简单概述里程计的原理:采集机器人左右差速轮的编码器计数及轮直径测量值,结合几何关系,就可以计算出机器人运动后的位置。
所以,可以进一步简化理解为:机器人自己认为达到目标位置时,就停下,而此时停下的位置很可能并不是真实的目标位置,这就需要通过调节驱动轮直径的数值,直到机器人能够准确达到目标位置为止。
在校准实验前,还应调节好驱动轮PID速度控制器的参数,保证能够“瞬间”启动、停止,以确保运动精度。
如图 5.2为轮直径校准实验对应的ROS网络节点图,其中calibrate_linear为校准节点,motor表示电机控制节点,odomsubpub为里程计发布节点。
其中,ROS校准demo还支持GUI调参,包括校准测试距离(test_distance)、运动速度(speed)、允许误差(tolerance)及里程计线性缩放校准因子(odom_linear_scale_correction)
参数调节及测试结果如表 5-1所示,反复调节,逐步收敛到较为理想的准确值,驱动轮的最终校准直径为252cm。
精彩的理论论证过程见原文链接(含全文下载链接)
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