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机器人自主定位导航:里程计精度的重要性与测试方法

点击次数:1    发布时间:2025-01-03

机器人若要实现自主行走,离不开自主定位导航技术,该技术涵盖了定位、地图构建与路径规划等方面。在思岚公司提供的自主定位导航方案中,主要依赖激光雷达和里程计数据进行定位。尽管激光雷达能在一定程度上修正里程计的误差,但在某些特定环境(如激光雷达扫描有效点不足时),里程计的精度仍然对定位效果产生显著影响。安徽皖南电机因此,对于依赖自主定位导航的机器人来说,电机里程计的精确度对定位精度同样至关重要。

里程计的选择不容小觑

为确保里程计的性能,选择合适的里程计至关重要。目前,常见的机器人底盘电机编码器按原理分为光电编码器和霍尔编码器;按编码方式分为增量型和绝对型。

机器人自主定位导航:里程计精度的重要性与测试方法

对于基于slamware的机器人底盘,里程计的分辨率需在1mm以下,总误差不得超过5%,否则机器人将无法正常实现定位导航。因此,无论选用何种编码器,都必须满足其精度要求。以下为判断公式:

(2π/每转编码器脉冲数)×轮子半径≤0.001米(注:轮子半径单位为米)

系统电机应答流程

(以两轮差动电机为例)

SLAMWARECore每隔delta时间向底盘发送左右轮的速度,正向为正,反向为负,即SET_BASE_MOTOR(0x40)。底盘会回复此时的左右轮里程计的累计值,即GET_BASE_MOTOR_DATA(0x31)。

请注意,无论轮子向前或向后运动,里程计的度数均递增,因为SLAMWARECore在下发速度时已区分了运动方向。

机器人自主定位导航:里程计精度的重要性与测试方法

SLAMWARECore发送SET_BASE_MOTOR的请求报文,速度单位为mm/s。

那么,如何判断里程计的定位数据是否准确呢?接下来,我们将借助可扩展的机器人管理与开发应用软件:RoboStudio。

首先,进行准备工作:

在调试前,请选择一处合适的测试区域,如带有清晰边界的矩形空房间。安装RoboStudio并连接机器人(如SDPMini)。RoboStudio下载链接及在线文档可在思岚官网下载安装。

利用RoboStudio调试里程计准确度测试方法:

1. 将机器人控制到距离一面直墙若干米的位置,面朝直墙。

2. 清除之前建立的地图,点击清空地图,此时,机器人当前区域将重新构建。构建完成后,点击暂停建图,停止地图更新。*后,开启暂停定位,关闭激光定位,仅使用里程计数据进行定位。皖南电机

3. 控制机器人向前朝墙运动,观察激光点是否与墙重合。若重合,则证明里程计较为准确;若激光点超出墙,则证明底盘上报的里程计数据大于实际运动距离,里程计偏大;若激光点在墙内,则证明底盘上报的里程计数据小于实际运动距离,里程计偏小。若激光点与墙重合,可以继续控制机器人倒退、左右转动,观察激光点是否与周围环境匹配。

以SDPmini为例,里程计的测试效果如下:

1. 里程计数据正常(SDPmini底盘固件中ODOMETER_EST_PULSE_PER_METER为原始值)

2. 里程计数据偏大(SDPmini底盘固件中ODOMETER_EST_PULSE_PER_METER小于原始值),视频中效果为里程计偏大较多的情况。

3. 里程计数据偏小安徽皖南电机(SDPmini底盘固件中ODOMETER_EST_PULSE_PER_METER大于原始值),视频中效果为里程计偏小较多的情况。

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