移動機器人導航技術(2) IMU之智能的腳
導航技術(1)介紹了眾多的導航技術,
對於移動機器人, 特別是輪式移動機器人而言, 最需要研究的不是通用的導航技術, 而是輪式移動機器人在定位導航方面的特殊技術.
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-----------回答 IMU智能腳 -------------
移動機器人的腳, 首先要滿足幾個條件:
- 1) 採用有位置編碼器的電機, 充分利用位置編碼器實現閉環, 而不是依靠開環控制
- 2) 傳動鏈中背隙較小, 且從電機到輪胎的同步性較好
- 3) 地面打滑情況不明顯,
- 4) 地面起伏情況不明顯
如果不滿足以上條件, 則智能腳的導航技術不能得到很好的應用. 室內情況, 大部分能滿足以上要求.
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每一瞬間車的位置是(x,y), 姿態朝向是(w), 所以車在平面內的位姿是X6=(x,y,,,,w),
採用X6的原因參加專欄 moobot 移動機器人 之 輪式移動機器人運動學基礎(1) 6自由度18變數) , 該技術路線與無人機, 以及其他有更高運動自由度的設備的演算法是兼容的.
每次移動時, 自身的變化量是(sx, sy, ,,,sw), 那麼下一時刻車輛的位姿(x,y,,,,w) 可以由以下公式算出.
- w=w+sw --------------------------------------(1)
- x= x + sx * cos(w) - sy * sin (w) --------(2)
- y= y + sx * sin(w) + sy * cos (w) --------(3)
這裡面積分誤差最大的w, 也就是方向,
所以如果車輛擁有一個比較好的地磁系統, 能夠修正方向參數w, 避免(1)式帶來的累積誤差,
則螞蟻回城的(2)(3)的誤差, 在一定程度上, 可以得到校準,
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以上(1)(2)(3)公式, 也可以由 下式進行通用計算.
X6[n+1] = ( X6[n].toT44() * new T44 (sx, sy, ,,,sw) ).toX6()得到.
其中X6.toT44()是將X6坐標轉為T44變換矩陣,
T44.toX6()則是其逆變換, 將T44變換矩陣, 轉換為X6位姿坐標.
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結論: 移動機器人比其他設備, 比移動互聯網中的人員, 增加了一個與地面的"親密接觸" "直接接觸", 該部分的信息, 可以作為非常有用的一個數據, 為移動機器人的定位帶來更高的精度結果.
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