PIBOT
PIBOT

22.IMU和里程计融合

1.概述

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

2.IMU数据获取

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

2.1 PIBOT IMU

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，
22.IMU和里程计融合_第1张图片
该topic类型为自定义具体如下，即为三轴加速度三轴陀螺仪和三轴磁力计的原始数据
22.IMU和里程计融合_第2张图片
22.IMU和里程计融合_第3张图片

通过对原始数据处理得到一个/imu/data_raw数据类型为sensor_msgs/Imu，
22.IMU和里程计融合_第4张图片
通过ROS提供的相关包imu_tools进行滤波
可以看到complementary_filter_gain_node会订阅该topic，即该topic作为输入滤波得到最终数据(发布/imu/data topic 类型同样为sensor_msgs/Imu)
22.IMU和里程计融合_第5张图片
输出该topic可以看到得到的值波动已经较小了，且静止的时候接近于0
22.IMU和里程计融合_第6张图片

3.两种融合的方法

3.1 一种简单的方法

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

3.2 扩展的卡尔曼滤波

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

  • odom（编码器）
  • imu_data（IMU）
  • vo（视觉里程计）
    还可以支持GPS
    引用官方图片
    22.IMU和里程计融合_第7张图片
    PR2从实际初始点(绿色)溜达一圈回到初始点(绿色)，编码器的里程(蓝色)发生了漂移，而使用robot_pose_ekf融合出来的里程(红色)则跟实际位置基本重合(后面我们会针对这个测试下效果)

中间的圆是小圆放大的展示效果

再回去看下该包的输出
22.IMU和里程计融合_第8张图片

  • 发布一个topic， 类型需要注意下是PoseWithCovarianceStamped并非Odometry
    后面会用到这个作为显示，所以还需要一个转换
    22.IMU和里程计融合_第9张图片
    查看该topic信息可以看到odom_ekf订阅了该topic
    再次查看该节点信息可以看到
    22.IMU和里程计融合_第10张图片，他会发出一个Odometry的topic

  • 发出一个tf

在robot_pose_ekf配置时，做了些映射处理，这样可以保证导航层在使用和不用imu的时候无需修改就可以工作

22.IMU和里程计融合_第11张图片

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

这里很重要，后面的对该包的验证会使用到

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
22.IMU和里程计融合_第12张图片
22.IMU和里程计融合_第13张图片

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             直接使用zk的api实现业务功能比较繁琐。因为要处理session loss，session expire等异常，在发生这些异常后进行重连。又因为ZK的watcher是一次性的，如果要基于wather实现发布/订阅模式，还要自己包装一下，将一次性订阅包装成持久订阅。另外如果要使用抽象级别更高的功能，比如分布式锁，leader选举
  • 在Mysql 众多表中查找一个表名或者字段名的 SQL 语句 pda158 mysql
    在Mysql 众多表中查找一个表名或者字段名的 SQL 语句： 　　方法一：SELECT table_name, column_name from information_schema.columns WHERE column_name LIKE 'Name'; 　　方法二：SELECT column_name from information_schema.colum
  • 程序员对英语的依赖 Smile.zeng 英语程序猿
    1、程序员最基本的技能，至少要能写得出代码，当我们还在为建立类的时候思考用什么单词发牢骚的时候，英语与别人的差距就直接表现出来咯。 2、程序员最起码能认识开发工具里的英语单词，不然怎么知道使用这些开发工具。 3、进阶一点，就是能读懂别人的代码，有利于我们学习人家的思路和技术。 4、写的程序至少能有一定的可读性，至少要人别人能懂吧... 以上一些问题，充分说明了英语对程序猿的重要性。骚年
  • Oracle学习笔记(8) 使用PLSQL编写触发器 vipbooks oraclesql编程活动Access
        时间过得真快啊，转眼就到了Oracle学习笔记的最后个章节了，通过前面七章的学习大家应该对Oracle编程有了一定了了解了吧，这东东如果一段时间不用很快就会忘记了，所以我会把自己学习过的东西做好详细的笔记，用到的时候可以随时查找，马上上手！希望这些笔记能对大家有些帮助！     这是第八章的学习笔记，学习完第七章的子程序和包之后
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