Одометрия — это оценка перемещения робота по данным его приводов и сенсоров, прежде всего по вращению колёс. Робот считает, сколько и в какую сторону провернулись его колёса (через энкодеры), и по этим данным вычисляет, какой путь он прошёл и как повернул. Проще говоря, одометрия отвечает на вопрос «насколько я сместился с прошлого момента», и служит базовым средством оценки положения в навигации мобильных роботов.
Стандартная схема — колёсная одометрия: на валах колёс стоят энкодеры, робот суммирует их показания и, зная диаметр колёс и геометрию платформы, пересчитывает это в пройденное расстояние и изменение курса. Метод дёшев, прост и работает с высокой частотой, давая хорошую кратковременную точность.
Главная проблема одометрии — накопление ошибки. Небольшие неточности на каждом шаге суммируются, и чем дольше едет робот, тем сильнее расчётное положение расходится с реальным. Источники погрешности:
- проскальзывание и пробуксовка колёс;
- неточность диаметра и разный износ колёс;
- неровности пола;
- ошибки подсчёта импульсов энкодеров.
Из-за этого одометрию нельзя считать методом определения абсолютного положения — это лишь оценка перемещения, которая со временем «уплывает».
Чтобы компенсировать дрейф, одометрию дополняют другими источниками данных: инерциальным модулем (IMU), лидаром, камерами, спутниковым позиционированием. В навигационных системах (например, в SLAM) грубая, но частая оценка от одометрии объединяется с более точными, но редкими данными сенсоров — это даёт устойчивую итоговую локализацию. Отдельный вид — визуальная одометрия, где перемещение оценивается не по колёсам, а по смещению объектов в видеопотоке камеры; она полезна там, где колёсная одометрия ненадёжна (проскальзывание, шагающие роботы). Одометрию применяют не только в роботах, но и в станках с ЧПУ и принтерах — везде, где нужно отслеживать перемещение по вращению.
Источники:
- Одометрия мобильного робота // RoboCraft. URL:https://robocraft.ru/technology/736
- Разработка алгоритма визуальной одометрии для автономных мобильных роботов // Институт проблем управления РАН. URL:https://www.ipu.ru/node/80022
