实际使用中会出现轮子打滑和累计误差的情况,这里单单使用编码器得到里程计会出现一定的偏差,虽然激光雷达会纠正,但一个准确的里程对这个系统还是较为重要
IMU 即为 惯性测量单元,一般包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺仪,简单理解通过加速度二次积分就可以得到位移信息、通过角速度积分就可以得到三个角度,实时要比这个复杂许多
PIBOT 在嵌入式程序提供出原始的数据接口,通过配置可以输出原始 raw_imu topic ,
通过对原始数据处理得到一个 /imu/data_raw 数据类型为 sensor_msgs/Imu ,
从imu得到的数据为一个相对角度(主要使用 yaw , roll 和 pitch 后面不会使用到),使用该角度来替代由编码器计算得到的角度。
这个方法较为简单,出现打滑时候因 yaw 不会受到影响,即使你抬起机器人转动一定的角度,得到的里程也能正确反映出来
官方提供了个扩展的卡尔曼滤波的包 robot_pose_ekf ,robot_pose_ekf开启扩展卡尔曼滤波器生成机器人姿态,支持
再回去看下该包的输出
bringup.lauch 或者 bringup_with_imu.launch 输出的 tf 都为 odom → base_footprint ;发出的里程也都是 odom
bringup_with_imu.launch 轮子的里程 topic 映射为 wheel_odom
下2张图展示了未使用 IMU 和使用 IMU 时候的 tf tree 情况, 可以看到用了一致的 frame
■SCOUT已经和百度Apollo展开双向合作 受访企业供图
爬坡、转弯、负重,进退自如,来去迅捷……在松灵机器人的生产车间里,一辆小巧紧凑的机器人在操控之下完成着各种指定动作。这是松灵机器人(东莞)有限公司(以下简称“松灵机器人”)自主研发的一款机器人底盘。
作为机器人移动的基础模块,目前市面上推出的机器人底盘,多为个人爱好者的作品,功能还比较初级,无法应用到实际的作业之中。
松灵机器人敏锐地发现这一市场痛点,自主研发出具有多个行业应用的机器人底盘,可以广泛应用于自动驾驶教学、室内外巡检、环境探测、物流运输配送等多个场景。
“这款机器人已经和百度、顺丰及各大安防公司展开合作,目前每月生产50台左右。”该公司CEO魏基栋表示,作为一家初创的技术公司,伴随着业务的开展,该公司有望成为业内领先的机器人底盘研发和服务商。
探路:“技术男”的市场化之路
松灵机器人是一家载重移动机器人的研发和生产商,产品系列包括机器人停车、物流搬运、定制设计等。
魏基栋和团队创始成员多来自ROBOCON(亚洲太平洋机器人大赛),拥有10年研发经验,均为资深研发产品经理。
正是拥有技术优势,而且机器人的市场前景广阔,松灵机器人从创立之初就先后获得种子轮和天使轮的融资。
这样一群热衷于机器人研发的“技术男”,自2016年9月松灵机器人成立开启了自己的研发之路。在之后的两年时间里,该公司研发出包括Buffalo停车机器人在内的多款产品。
虽然技术具有国内甚至国际的领先优势,而且产品一经展销也颇受欢迎,但松灵机器人却陷入了“小马拉大车”的困境之中。
魏基栋介绍,所谓小马拉大车,是因为他们公司目前只有十几个人的团队,所研发出来的产品需要更多资金,以及市场营销、财务等多方人才的引入。以目前公司的人员架构,难以完成真正的市场化运作。
在魏基栋的团队看来,每一款机器人都如同自己的“孩子”一样,若无法亲自培养,自己推动它们实现真正的市场化,总归是一种遗憾。
带着这种遗憾,从去年下半年开始,松灵机器人另辟蹊径,开辟了另一条创业之路——进入机器人底盘行业。
机器人底盘是机器人进行移动的基础模块,但一般公司如果自主设计研发底盘,往往会面临周期长、成本高的问题,因此相对通用的机器人底盘拥有广阔的市场空间。
但现实的行业痛点是,市面上推出的通用机器人底盘,多为个人爱好者作品,多数还比较初级,仅仅是车体加电机构成,功能相对简单,电子化水平不高,用户往往需要花费时间和精力进行软硬件调试。而如果寻求外部定制开发,往往需要支付一笔不菲的开发费用。
而随着国内机器人市场的规模不断扩大,对于具有高性能的机器人底盘的需求也日趋旺盛。
“我们为机器人研发的方案集成商提供产品,可以为他们节省研发的时间和精力,大大缩短产品推向市场的时间,让机器人行业‘跑’得更快一些。”魏基栋表示,瞄准这一市场痛点,松灵机器人开发出一款名为SCOUT的机器人底盘。
落地:进入应用场景广阔的机器人底盘
“我们把这款机器人定位为行业应用机器人开发平台,多功能模组化,其大载荷能力和强劲动力系统可适用于广泛的应用领域。”魏基栋对这款机器人的市场前景十分看好。
从“技术男”到市场导向的思路转变,在SCOUT的研发上体现得淋漓尽致。为了更好地推向市场,方便方案集成商的二次开发,松灵机器人为SCOUT装备了车灯、蜂鸣器、电压表等标准设备,车身四周预留有总线接口。“目前支持的外部设备包括差分GPS、惯导系统、双目摄像头、激光雷达、红外、超声波避障传感器等,可以广泛应用到无人巡检、安防、科研、勘探、物流等领域。”魏基栋表示。
魏基栋进一步介绍,SCOUT目前已经和百度Apollo展开双向合作。百度Apollo采用SCOUT,SCOUT适配搭载百度Apollo系统,实现了技术的双向合作。
对于未来的应用场景,魏基栋有着更多的构想,“比如,新铺设的高速公路,需要划上白色分割线。如果以传统的作业方式,需要3个工人拉着设备,一天只能划3公里。如果采用SCOUT,悬挂画线设备,就可以做到快速画线,一个小时就可以划10公里白色分割线。”魏基栋说。
机器人底盘1秒走多少是稳定的,这个问题的答案取决于机器人的质量、驱动系统、电池的容量等因素。一般来说,稳定的机器人底盘1秒可以走0.2-0.3米,也就是200-300毫米。
在此范围内,机器人底盘可以保持稳定,不会出现过大的抖动和偏移。但是,如果机器人底盘的质量和驱动系统都比较好,那么它1秒钟可以走的距离可以更大,比如0.4米或0.5米,也就是400毫米或500毫米。同时,要注意机器人底盘的电池容量,如果电池容量不够,就会出现电力不足的情况,影响机器人底盘的稳定性。
这里以 zeus 为例子讲述运动正解与逆解
从整体速度转换为各个轮子速度即为正解,关系着如何根据既定速度控制机器人正确运行
我们知道 ROS 里面驱动小车最终下发的为线速度和角速度,通过 rosmsg show 可以看到
可以看到 ROS 坐标系规定
对于每个轮子:
前轮,左轮及后轮速度分别设为 Vf, Vl,Vr (假设轮子使得底盘逆时针时的线速度为正);轮子所在圆直接为 L
从各个轮子速度(行径距离)转换为整体机器人的速度(坐标、姿态)
只需从正解
反推即可得到
通过正解可以转换对机器人的速度控制为对各个轮子的速度控制;通过逆解,通过积分可以根据每个轮子的行径距离求得机器人的坐标和姿态
model.h 模型接口类
differential.h 差分轮解算实现
omni3.h 三轮全向轮解算
根据配置选择加载对应模型接口解耦模型的正反解算
随着科技时代的进步,很多企业都进入了移动机器人领域,企业越多,移动机器人行业的竞争就越激烈,但对于服务机器人的发展,移动机器人的低成本正逐渐形成。那么移动机器人的主要操作方式是什么呢?它包含一个不可或缺的硬件-移动机箱。虽然移动机器人的结构中有很多感应集成,但是要想使生产成本最大化,只能通过机器人的移动底盘进行操作
众所周知,机器人是各种技术和功能的集合,除了一些软件功能外,其他重要部分在机器人底盘的硬件模块上。机器人底盘不仅是各种传感器、机器视觉、激光雷达、电机轮等设备的集成点,还承载着机器人自身的定位、导航、移动、导航等功能和避障等基本功能,这对于服务机器人来说非常重要。服务机器人的核心功能和关键成本体现在机器人底盘上。底盘的好坏直接关系到服务机器人价值的体现。随着移动机器人的日益普及,专业机器人底盘研发企业的出现,不仅降低了其他企业进入服务机器人行业的门槛,而且在功能和成本上取得了突破,为服务机器人的大规模开发铺平了道路
成都朴为科技有限公司自主研发了通用的室内外移动机器人底盘,可以提高自主移动机器人的环境适应性,满足室内外检测机器人的功能要求,并打开底层界面,使用户可以进行二次开发;可用于教学和科研,系统设计采用模块化的思想,便于系统的改进和重组
同时提供不同的配置供用户选择,适合不同的领域。它具有跨越障碍物和高能量涉水的能力。轻巧的外壳设计,同时,室外移动机器人的底盘有效防尘防水,具有先进的防护水平,能适应雨雪、烈日等室外工作环境。实用性强:室内移动机器人底盘可广泛应用于各种室内环境,如办公室、建筑物、商店、机房等地面相对平坦的场所。具有合理的承载能力。
清洗扫地机器 人底盘时需要卸下边刷,就边刷中间那螺丝送掉即可。反复用水冲洗刷刷好不容易恢复原色。边刷中间小撮黑刷毛,那是为避免发丝等缠绕。取下滚刷,吸尘舱里还好没多少。滚刷自来水下猛冲就干净了。
滚轮底部应该蛮多脏东西,露出部分清理干净,一滚又带出再清洗。底部几颗大螺丝卸掉几颗,有白色涂膜遮挡需要注意。连底盖缝隙也藏污纳垢不少,又是纸巾擦拭,缝隙部分用牙签挑。拆掉红圈两颗螺丝,就可以把右滚轮拔出来了,再清洗即可。
挑选扫地机器人:
价格:扫地机器人价格差价高达几十倍甚至上百倍,这在传统的白电领域是不会出现的事情,为什么会出现这种情况呢?其实主要原因是市场还没有足够成熟,疯狂扩张下带来的结果。
扫地机器人买多少钱的合适,通常情况下选择1000-4000元的产品是一个比较合理的价位段,而期间几千元的差价主要体现在新旧款及功能差异上。
功能:一定程度上现代扫地机器人的价格都是由功能区分的,而且差异非常大。
如果你仅仅是为了一个扫地的功能,那么选择一个差不多的LDS激光雷达的产品就能满足你的需求,一般这类产品还会附带一个基础的拖地功能,价格通常在1000-2000元左右。
品牌:扫地机器人我认为是最看品牌的家电产品之一,为什么这么说,因为品牌一定程度上反映了它在这个行业的产品力。
另外一个不要买的就是你没听过的品牌,不管是互联网品牌还是其他品牌,虽然其中可能不乏技术不错,品牌知名度不高的性价比产品,但此类品牌建议不要碰,首先是我们低风险的大牌可选,没必要去找这些小品牌花真金白银试水。