机器人自主导航中的惯导与里程计

惯导：作为机器人的内嵌传感器，机器人非平面运动时需要的维度角度估计计算。

是由加速计与陀螺仪安装在机器人内部传感器进行机器人三维运动时加入的角度测量，对定位起作用 , 激光雷达与IMU数据测量之间进行辅助运作, 显示数据为测量的激光步数和距离值。IMU当前位姿输出的偏航角，俯仰角与横滚角，通过测量IMU在世界坐标系的坐标获得数据。

 

里程计

里程计（Odometry）：

[一句话总结]相对位姿估计的装置，大都安装在轮式机器人上，根据轮式编码器，通过速度对时间积分估计相对起始位置的移动距离。

原文链接在此：http://en.wikipedia.org/wiki/Odometry

 

里程计是一种利用从移动传感器获得的数据来估计物体位置随时间的变化而改变的方法。该方法被用在许多种机器人系统（轮式或者腿式）上面，来估计，而不是确定这些机器人相对于初始位置移动的距离。这种方法对由速度对时间积分来求得位置的估计时所产生的误差十分敏感。

快速、精确的数据采集，设备标定以及处理过程对于高效的使用该方法是十分必要的。

假设一个机器人在其轮子或腿关节处配备有旋转编码器等设备，当它向前移动一段时间后，想要知道大致的移动距离，借助旋转编码器，可以测量出轮子旋转的圈数，如果知道了轮子的周长，便可以计算出机器人移动的距离。

假设有一个简单的机器人，配备有两个能够前后移动的轮子，这两个轮子是平行安装的，并且相距机器人的中心的距离是相等的。假如每个电机都配备有一个旋转编码器，我们便可以计算出任意一个轮子向前或向后移动一个单位时，机器人中心实际移动的距离。该单位长度为轮子周长的某一比例值，该比例依赖于编码器的精度。

假设左边的轮子向前移动了一个单位，而右边的轮子保持静止，则右边的轮子可以被看做是旋转轴，而左边的轮子沿顺时针方向移动了一小段圆弧。因为我们定义的单位移动距离的值通常都很小，我们可以粗略的将该段圆弧看做是一条线段。因此，左轮的初始与最终位置点，右轮的位置点就构成一个三角形A。

同时，机器人中心的初始与最终位置点，以及右轮的位置点，也构成了一个三角形B。由于机器人中心到两轮子的距离相等，同时，两三角形共用以右轮位置为顶点的角，故三角形A,B相似。在这种情况下，机器人中心位置的改变量为半个单位长度。机器人转过的角度可以用正弦定理求出。