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具身智能机器人轮式底盘运动控制与里程计校准指南.docx
资料介绍
具身智能机器人轮式底盘运动控制与里程计校准指南
1 概述
轮式底盘是机器人最常用的移动平台，运动控制和里程计精度直接影响导航和定位性能。本文介绍轮式底盘的运动学模型、控制算法和里程计校准方法。
2 运动学模型
差速驱动两个驱动轮独立控制，通过速度差实现转向，结构简单，适合室内场景。阿克曼转向前轮转向、后轮驱动，适合高速场景，轨迹稳定性好。全向轮使用麦克纳姆轮或全向轮，可横向平移和原地旋转，适合狭小空间。四轮独立转向四个轮子均可独立转向，灵活性最高，推荐思岚Poseidon全向底盘。
3 运动控制
PID速度控制控制轮子转速，使用编码器反馈，比例增益控制响应速度，积分增益消除稳态误差。轨迹跟踪使用纯追踪算法或MPC跟踪参考轨迹，纯追踪算法简单高效，适合低速场景。运动平滑使用梯形速度规划或S形速度规划，避免加速度突变，减少打滑。
4 里程计校准
轮距校准测量机器人直线行驶时的实际距离，与编码器计算值对比，校准轮距参数。轮径校准测量机器人旋转时的实际角度，与编码器计算值对比，校准轮径参数。系统化校准让机器人沿已知轨迹（如正方形、圆形）行驶，根据轨迹偏差反推校准参数。
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