不同類型機(jī)器人底盤的ROS速度是怎么樣

不同機(jī)制機(jī)分別包括差分驅(qū)動(dòng)、阿卡曼輪驅(qū)動(dòng)、三輪驅(qū)動(dòng)、舵輪驅(qū)動(dòng)、奧姆輪驅(qū)動(dòng)、麥克納姆輪。在ros體系下，速度一般有g(shù)eometry_msgs/Twist來(lái)表示。一般對(duì)于底盤的移動(dòng)地盤來(lái)說，只會(huì)有xy以及 垂直于地面Z方向上的旋轉(zhuǎn)w，三個(gè)數(shù)值來(lái)定義。

機(jī)器人底盤構(gòu)造

移動(dòng)機(jī)器人的底盤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有很多種，其中每一種還有一些細(xì)分。這里只介紹比較粗的大類，其中主要有差分驅(qū)動(dòng)，阿卡曼輪驅(qū)動(dòng)，三輪驅(qū)動(dòng)，舵輪驅(qū)動(dòng)，奧姆輪驅(qū)動(dòng)。

每一個(gè)對(duì)于給定ros速度信息時(shí)的速度解析，會(huì)根據(jù)其自身的構(gòu)造與運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)而發(fā)生變化，下面就會(huì)針對(duì)每一個(gè)構(gòu)造，給出具體的速度解析公式，以方便之后有需要時(shí)參考。其中有一些共同的基礎(chǔ)理論，及底盤的旋轉(zhuǎn)中心ICC到每個(gè)輪子計(jì)算出的方向應(yīng)該是垂直的，而對(duì)應(yīng)輪子的速度為 到輪子的距離r 乘以角速度w。

差分驅(qū)動(dòng)

差分驅(qū)動(dòng)是最常見的一種驅(qū)動(dòng)方式，相對(duì)來(lái)說也是最簡(jiǎn)單的一種，其中差速還可以分為兩輪差速，多輪兩側(cè)差速，多輪履帶差速等等，其外形雖有差別，但核心基本類似。主要是通過控制底盤兩側(cè)的速度（大小與方向），使得底盤可以達(dá)到設(shè)定速度與朝向。 差分解析的文章很多，這里就不再贅述，分享一下別人的文章內(nèi)容即可。例如這里的差分驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)介 ，簡(jiǎn)介2 以及ROS速度解析。 其主要需要知道一些必要的物理參數(shù)，例如機(jī)器人的寬度等。

這里主要想說一下，差速輪的可能出現(xiàn)的問題。 第一個(gè)，DC電機(jī)控制輪子時(shí)，由于電機(jī)性能的微小差異，在給定相同速度下，輪子出現(xiàn)快慢不一的情況，可能需要一個(gè)比例參數(shù)，來(lái)調(diào)和兩邊的電機(jī)速度。第二，由于差分很大程度上依賴地面摩擦，而在打滑的情況下，很容易出現(xiàn)給定速度與實(shí)際速度出現(xiàn)差異，對(duì)行走效果產(chǎn)生影響，甚至?xí)�出現(xiàn)一定程度上的側(cè)移。

阿卡曼驅(qū)動(dòng)

來(lái)自百度百科，阿克曼轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是為了解決汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)，由于左、右轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向半徑不同所造成的左、右轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角不同的問題。根據(jù)阿克曼轉(zhuǎn)向幾何設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，在車輛沿著彎道轉(zhuǎn)彎時(shí)，利用四連桿的相等曲柄，可以使內(nèi)側(cè)輪的轉(zhuǎn)向角比外側(cè)輪大大約2~4度，使四個(gè)輪子路徑的圓心大致上交會(huì)于后軸的延長(zhǎng)線上瞬時(shí)轉(zhuǎn)向中心，從而讓車輛可以順暢的轉(zhuǎn)彎。

三輪驅(qū)動(dòng)

三輪驅(qū)動(dòng)，主要由一個(gè)可以控制方向的前輪，與兩個(gè)控制速度的后輪組成，ICC的位置一定在垂直于后輪的水平線上。