AGV_demo奔跑 里程计准确标定前后的目标点位置误差对比

前言

搭完样机之后，迫不及待地应用算法去运行agv小车，但是在跑程序的过程中发现一些问题，其中若干现象表明定位不准确是一大因素。所以，如何通过调参提高定位精度是需要解决的首要问题。本文先就重新标定里程计减小里程计的系统误差进行记录。

实验方案介绍

通过程序控制机器人多目标巡航，每次到定点A的时候记录小车所在位置。多点巡航坐标点如下：

waypoints =[
    ['A', (3, -0.5), (0.0, 0.0, 0.0, 1.0)],    
    ['B', (8, 0), (0.0, 0.0, -0.984047240305, 0.177907360295)],
    ['C', (0.0, 0.0), (0.0, 0.0, 0.0, 1.0)]
]

为了更直观更精确的记录小车位置，在小车的尾部黏贴红色的标识。

在进行实验时需要运行机器人的传感器模块、导航模块和多点巡航程序，设定巡航程序在到达指定目标点后sleep.time2秒，此时用色块记录agv尾部红色标识的位置。
里程计标定包括两部分：直线标定和角度标定。其中涉及三个启动文件：底盘控制驱动启动文件、直线标定启动文件、角度标定启动文件。通过实验测量实际的运行距离和理论行程对比，修改相关转换参数，直到误差在人为可控范围之内。标定方法为：如果直线实际行程超过1米，增大speed_ratio；如果直线实际行程小于1米，则减小speed_ratio；如果角度旋转超过360°，减小wheel_distance；如果角度旋转小于360°，则增大wheel_distance。
实验后的结果如图所示，其中红色色块为里程计尚未标定的位置结果，蓝色色块为里程计标定完成后的位置结果，由于实验分两天进行，其中部分红色色块在中途丢失，但不影响实验结果：

实验结果分析

由于无法对应在map下绝对坐标系坐标和物理世界的实际点位置，故选取第一个点作为参考基准点来计算之后坐标点的误差。

里程计未标定的误差

先前agv用于各种调试，已经稳定运行了一个月。此时我们发现agv在多次到达目标点后，其实际目标点位置偏移得很严重。在减小了goal tolerance后，此情况并未有效改变，由此判断定位不精确的主要原因是由于里程计的累积误差造成，通过标定里程计减小其系统误差能在之后的运动中降低累积误差。未标定的里程计的实际位置偏差如下表所示：

基准点1	2	3	4	5	6	7	8	9
与1点的距离（单位mm）	880		585	430	55	320

由上表可知，agv如果长时间未进行重定位，里程计的系统误差会使得agv的定位误差过大。此外，在实验过程中有一个奇怪现象，acml的粒子会在不同位置突然发散，从而丢失位置，原因未知。经过一点时间等待之后，有时会自身收敛，但是大部分会丢失位置。如图所示：

里程计标定后的误差

里程计标定后的实际偏差如下表所示：

基准点1	2	3	4	5	6	7	8	9
与1点的距离（单位mm）	95	72	85	53	255	30	105	83

经过反复标定后，agv底盘能以更高的精度运行。对比标定前后实际位置的误差可知，标定后的定位效果显著，而且再也没有运行途中acml的粒子突然发散现象，无法解释。需要后期理解acml源码才能理解这个现象。

结论

综上所述，一个标定准确的里程计标定是稳定精准地运行agv的必要条件。一定要在前期，将这部分工作细致地完成。下文继续介绍相关调参，来提高agv的稳定性和准确性。