Feuille de route pour la robotique d'intérieur — des capteurs au contrôle de mouvement

Comprendre le fonctionnement d'un robot à roues d'intérieur devient plus simple lorsqu'on se pose la question suivante : comment une mesure de capteur se transforme-t-elle en commande moteur ? Ce guide relie les explications du site et les comptes rendus de projets, sans vous demander de mémoriser les noms des algorithmes.

Premier objectif de lecture

Vous n'avez besoin ni de robot ni d'une installation ROS 2 pour commencer. Notez quatre étapes sur papier : observer → estimer la position → choisir une action → émettre une commande. Nommez une entrée et une sortie pour chaque étape. C'est l'objectif initial de cette page ; les équations et les implémentations d'algorithmes pourront suivre.

Pour une vue d'ensemble, reportez-vous au schéma ci-dessous. Pour aborder la communication, les repères, l'estimation, la cartographie et la planification dans l'ordre, utilisez le guide d'apprentissage de la robotique. Pour commencer par une petite expérience sur la réponse à un retour d'information, utilisez le guide d'ingénierie du contrôle pour accéder à l'explication du PID et à l'expérience dans le navigateur.

Suivre le flux d'informations

Diagram 1 · Use the button to switch views

La vitesse commandée et la vitesse réelle diffèrent en cas de patinage des roues ou de variation de charge. L'observation est donc répétée tout au long du mouvement. Une carte enregistrée peut également ne pas correspondre aux obstacles présents devant le robot ; les observations locales doivent donc influencer la planification.

1 : Comprendre ce que mesurent les capteurs

Commencer par le LiDAR, les IMU et les encodeurs. L'étape importante consiste à identifier ce que chaque capteur ne peut pas déterminer seul. La rotation des roues ne mesure pas directement le glissement au sol, et l'intégration des mesures des IMU accumule les erreurs.

2 : Estimer la pose actuelle

Consultez dead reckoning, LiDAR SLAM et sensor fusion. Distinguez une estimation de mouvement lisse à court terme d'une pose corrigée par rapport à une carte. Cela facilite la compréhension des rôles de odom et map ; leur sémantique est spécifiée dans ROS REP-105.

3 : Représenter l’espace libre et choisir un itinéraire

Utilisez des grilles d’occupation pour la représentation spatiale et la planification de trajectoire pour la sélection de l’itinéraire. Un point peut traverser un espace inaccessible à un robot large. À titre d’exercice, expliquez pourquoi la modification de l’empreinte du robot influence les couloirs praticables.

4 : Mettre le plan en mouvement

Étudiez la commande PID et l’expérience dans le navigateur, puis passez des fondamentaux de ROS 2 à la procédure Nav2 minimale. Les concepts de navigation officiels constituent une autre référence pour les responsabilités des composants.

Vérifier les limites

Expliquez ce qui arrête et ce qui atteint les moteurs lorsque les observations disparaissent. Une limite que vous ne pouvez pas expliquer identifie le prochain sujet à étudier. Lors de la configuration du matériel, consultez le guide de première configuration Nav2.