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關于電機里程計 了解多少?

時間:2019-01-31 10:04:07來源: SLAMTEC

導語:?機器人想要實現智能行走,必須依靠自主定位導航技術,自主定位導航包括定位、建圖與路徑規(guī)劃等。在思嵐提供的自主定位導航解決方案中,主要是通過激光雷達和里程計的數據來進行定位。雖然激光雷達在一定范圍內會糾正里程計的誤差,但在某些特殊環(huán)境下(如激光雷達掃描的有效點較少時),里程計的準備度還是會影響定位的效果。因此,對于需要自主定位導航的機器人而言,電機里程計的精準度,對機器人的定位精度也起到了關鍵作用。

機器人想要實現智能行走,必須依靠自主定位導航技術,自主定位導航包括定位、建圖與路徑規(guī)劃等。在思嵐提供的自主定位導航解決方案中,主要是通過激光雷達和里程計的數據來進行定位。雖然激光雷達在一定范圍內會糾正里程計的誤差,但在某些特殊環(huán)境下(如激光雷達掃描的有效點較少時),里程計的準備度還是會影響定位的效果。因此,對于需要自主定位導航的機器人而言,電機里程計的精準度,對機器人的定位精度也起到了關鍵作用。

里程計的選擇不容忽視

為了保證里程計的使用效果,選擇合適的里程計也是至關重要的,目前,常用的機器人底盤電機編碼器按實現原理來分類,包括光電編碼器及霍爾編碼器;按照其編碼方式分類,包括增量型和絕對型。

對于基于slamware的機器人底盤來說,里程計的分辨率需要在1mm以下,且總誤差最多不能超過5%,如果超過此數值,機器人將無法正常實現定位導航的功能。因此,無論選擇哪種編碼器,必須要達到其精度的要求。可以參考以下判斷公式:

(2π/每轉編碼器脈沖數)×輪子半徑≤0.001米注:輪子半徑單位為米

系統(tǒng)電機應答流程

電機

(以兩輪差動電機為例)

SLAMWARECore每間隔delta時間,會向底盤發(fā)送左右輪的速度,向前為正,向后為負,即SET_BASE_MOTOR(0x40)。底盤會回復此時的左右輪里程計的累計值,即GET_BASE_MOTOR_DATA(0x31)。

請注意,無論輪子向前運動或向后運動,里程計的度數均遞增,因為SLAMWARECore在下發(fā)速度時,已經區(qū)分了向前還是向后。

SLAMWARECore發(fā)送SET_BASE_MOTOR的請求報文為,速度的單位為mm/s。

那么,對于里程計而言,我們該如何判斷其定位數據是否準確呢?下面,就要借助可擴展的機器人管理與開發(fā)應用軟件:RoboStudio

機器人

首先,先將準備工作做好:

在調試之前,請找到一處合適測試的區(qū)域,該區(qū)域需有清晰的邊界,比如,矩形的空房間。安裝好RoboStudio,并連接上機器人(如SDPMini)。RoboStudio下載鏈接及在線文檔可至思嵐官網下載安裝。

利用RoboStudio調試里程計準確度測試方法:

1.將機器人控制到離一面直墻若干米的位置,面朝直墻,如下圖所示。

電機

2.將之前建好的地圖清除掉,點擊清空地圖,此時,機器人當前的區(qū)域會重建。當前區(qū)域重建好之后,可以點擊暫停建圖,停止地圖更新。最后,可以將暫停定位開啟,開啟后,將關閉激光定位,僅用里程計的數據來定位。

電機

3.控制機器人向前朝墻運動,觀察激光點是否和墻重合,如果和墻重合,證明里程計較為準確;

如果激光點超出墻,證明底盤上報的里程計數據要大于實際運動的距離,里程計偏大。

如果激光點在墻之內,證明底盤上報的里程計數據要小于實際運動的距離,里程計偏小。

如果激光點和墻重合,可以繼續(xù)控制機器人倒退,左右轉動,看看激光點是否和周圍環(huán)境匹配;

相應的,以SDPmini為例,里程計的測試效果如下:

1.里程計數據正常(SDPmini底盤固件中ODOMETER_EST_PULSE_PER_METER為原始值)

2.里程計數據偏大(SDPmini底盤固件中ODOMETER_EST_PULSE_PER_METER小于原始值),視頻中效果為里程計偏大較多的情況。

3.里程計數據偏?。⊿DPmini底盤固件中ODOMETER_EST_PULSE_PER_METER大于原始值),視頻中效果為里程計偏小較多的情況。

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