激光SLAM理论与实践 笔记-传感器数据处理(I) 第四期

第二章 传感器数据处理I:轮式里程计运动模型及标定

里程计:

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里程计又包含2 个方面的信息:

一、是位姿(位置和转角),即(x,y,θ)

二、是速度(前进x、y速度和转向速度)。

  • 运动解算:绕中心运动

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  • 运动解算:圆弧运动

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  • 里程计递推公式

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  • 最小二乘解

里程计标定的意义:里程计系统误差的三个主要来源为:

  • 左右轮实际直径与标称直径的偏差”:会导致直线运动的距离误差
  • “左右轮实际间距与标称间距的偏差”:会导致旋转运动的方向误差
  • “两轮子直径的实际平均值与标称平均值不相等”:将同时影响直线运动和旋转运动
  • 经过标定,里程计的精度可到0.3%。

主要基于两轮差速底盘 (九成AGV应用使用差速轮);

在SLAM领域一般都是使用超定方程组,无解,需要使用最小二乘法求解线性拟合方程

在线性空间有如PPT所示的通解;

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求出和b向量最近的向量,在S线性空间中找b向量的投影b*(最小二乘解)。

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a垂直于b:a点乘b等于0;a的转置矩阵乘b等0;

下图为最小二乘法在线性空间的通解

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  • 里程计的标定:直接线性、基于模型

分类:直接线性方法、基于运动学模型方法(差速轮、万向轮等)

1、直接线性方法:通用性强、实现简单、精度不高

2、基于运动学模型方法:精度高、实现复杂、特异性强(只能用于当前运动学模型)。

  • 里程计标定内容:

内参: 把传感器内自身要调节的参数,,比如前面作业中里程计模型的两轮间距与两个轮子的半

径。

外参: 传感器之间的信息称为外参,比如里程计与激光雷达之间的时间延迟,位姿变换(旋转矩阵)等。

直接线性方法:

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基于运动学模型方法

目的:

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