两轮差速底盘SLAM系列(1)--机器人必备条件

前言

本系列博文主要是博主在学习实现两轮差速机器人小车SLAM与自主导航功能的学习记录，并且整理成个人认为可以看得懂的简易教程，方便以后自己可以回顾复习。

项目内容

本次两轮差速机器人项目包含下面内容：

• cmd_vel话题消息可控
• 激光雷达SLAM建图
• move_base路径规划避障
• Amcl导航

要想实现机器人SLAM与自主导航功能，需要满足下面的基本条件。

项目架构

• 上位机ROS主控使用笔记本电脑；
• 底层小车底盘使用STM32；
• 上位机与底层(STM32)使用CAN协议通讯。

硬件要求

（1）差分轮式机器人，可以使用Twist速度指令控制

• linear：XYZ方向上的线速度，单位是m/s；
• angular：XYZ方向上的角速度，单位是rad/s。

（2）机器人必须安装激光雷达等测距设备，可以获取环境深度信息。

（3）最好使用正方形或圆形的机器人，其他外形的机器人虽然可以正常使用，但是效果很能不佳。

深度信息

Name	Description
angle_min	可检测范围的起始角度
angle_max	可检测范围的终止角度，与angle_min组成激光雷达的可检测范围
angle_increment	相邻数据帧之间的角度长
time_increment	采集到相邻数据帧之间的时间步长，当传感器处于相对运动状态时进行补偿使用
scan_time	采集一帧数据所需要的时间
range_min	最近可检测深度的阀值
range_max	最远可检测深度的阀值
ranges	一帧深度数据的存储数组

这些深度信息的配置一般在激光雷达官方给来的ROS驱动包里都已经配置好了，可以直接使用，因为可以根据实际要求进行添加修改等。

里程计信息

• pose：机器人当前位置坐标，包括机器人的XYZ三轴位置与方向参数，以及用于校正误差的协方差矩阵。

• twist：机器人当前的运动状态，包括XYZ三轴的线速度与角速度，以及用于校正误差的协方差矩阵。

真实机器人

这肯定是必不可少的啦，如果手上没有真实的机器人，可以看博主之前的博文——**ROS机器人学习-仿真系列)**，那个系列博文是在仿真环境中进行机器人建模以及gazebo物理环境搭建实现SLAM与自主导航功能的。