传感器数据处理1:里程计运动模型及标定

里程计模型

两轮差分底盘的运动学模型

优点:

  • 结构简单
  • 便宜(两个电机)
  • 模型简单





航迹推算(Dead Reckoning)

车体坐标系转换到世界坐标系


里程计标定

线性最小二乘的基本原理

约束和未知量的个数的关系:


AX - b = e^2使得e^2最小,其中X的通解为x = (A^TA)^{-1}A^Tb

线性最小二乘

直线拟合——y=5x+2



采样数据

  • x = (1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
  • y=(6.9918,6.9918 , 14.2987, 16.2019, 22.4263, 25.6191,33.2563, 35.7755, 42.0298, 47.9954, 53.9545)

构建方程组:已知x,y求出a,b



求解以上超定方程组:



代入以上方程即可求出:

最小二乘在里程计标定中的应用

里程计标定分为两种方法:


直接线性方法
  • 用激光雷达的scan-match 数据作为真值u_i^*
  • 里程计测量得到的数据为u_i
  • 假设呈线性关系u_i^* = X * u_i
基于模型的方法


参考文献

[1] Simultaneous calibration of odometry and sensor parameters for mobile Robots。

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