室内机器人路线图——从传感器到运动控制

理解室内轮式机器人的关键在于理解一个问题：传感器读数如何转化为电机指令？本指南将网站的解释和项目记录联系起来，而不是要求你死记硬背算法名称。

初步阅读目标

你无需机器人或 ROS 2 系统即可开始。在纸上写下四个阶段：观察 → 估计位置 → 选择动作 → 发出指令。为每个阶段指定一个输入和一个输出。这是本页的初始目标；后续可以学习公式和算法实现。

要了解整体架构，请继续阅读下图。要按顺序学习通信、帧、估计、地图构建和规划，请使用机器人学习指南。要开始进行反馈响应的小实验，请使用控制工程指南，找到 PID 控制器的解释和浏览器实验。

遵循信息流

Diagram 1 · Use the button to switch views

当车轮打滑或负载变化时，指令速度和实际速度会有所不同。因此，在整个运动过程中需要重复观察。存储的地图也可能与机器人前方的障碍物不符，因此必须根据局部观察结果进行规划。

1：了解传感器测量的内容

首先了解激光雷达、惯性测量单元和编码器。一个重要的里程碑是能够明确每个传感器单独无法确定的内容。车轮旋转并不能直接测量与地面的滑动，而且IMU测量值的积分会累积误差。

2：估计当前姿态

请阅读航位推算、激光雷达SLAM和传感器融合。将平滑的短期运动估计与相对于地图校正的姿态分离。这使得odom和map的作用更容易理解；它们的语义在ROS REP-105中进行了详细说明。

3：表示自由空间并选择路径

使用占用网格进行空间表示，并使用路径规划进行路径选择。一个点可以通过宽度较大的机器人无法通过的间隙。作为练习，解释为什么改变机器人的占地面积会改变哪些走廊可以通行。

4：将计划转化为行动

学习PID 控制和浏览器实验，然后从ROS 2 基础过渡到最小 Nav2 程序。 官方导航概念 为组件职责提供了另一份参考。

检查边界

解释当观测数据消失时，哪些数据停止，哪些数据到达电机。无法解释的边界表明了下一个需要研究的主题。配置硬件时，请参阅Nav2 首次设置指南。