localization

name	localization
description	四足机器人定位 - SLAM建图、IMU融合、EKF定位、UWB定位
argument-hint	四足定位 OR SLAM OR IMU融合 OR 定位
user-invocable	true

四足机器人定位技能

用于配置和开发四足机器人的定位系统

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何时使用

当需要以下帮助时使用此技能：

• 配置 SLAM 建图
• 实现 IMU 融合
• 设置 EKF 定位
• 室外 GPS/RTK 定位

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快速参考

SLAM 框架

框架	特点	适用场景
cartographer	闭环检测、submap	室内建图
gmapping	粒子滤波	小范围建图
karto	稀疏调整	中等范围
RTAB-Map	外观匹配	大范围
LIO-SAM	激光+IMU	室外

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激光雷达 SLAM

cartographer

# 启动 cartographer
ros2 launch cartographer_ros cartographer.launch.py \
    configuration_basename:=lantern.lua \
    robot_description:=robot.urdf

配置文件

-- lantern.lua
TRAJECTORY_BUILDER_2D.scans_per_accumulation = 1
POSE_GRAPH.optimize_every_n_nodes = 90

gmapping

ros2 launch slam_toolbox online_async_launch.py \
    slam_params_file:=params.yaml

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IMU 融合

EKF 定位

ekf_filter:
  frequency: 50
  odom0: /odom
  odom1: /imu
  imu0: /imu/data
  
  process_noise_cov: [0.05, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.05, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.05, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

robot_localization

ros2 launch robot_localization ekf.launch.py \
    odometry:=ekf_odom \
    config_file:=ekf.yaml

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视觉定位

RTAB-Map

ros2 launch rtabmap rtabmap.launch.py \
    rgbd_sync:=true \
    scan_cloud_topic:=/scan \
    odom_topic:=/odom

VIO

vio:
  provider: rtabmap / vins-fusion / okvis
  
  camera:
    topics: [/camera/left/image, /camera/right/image]
    baseline: 0.12

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GPS/RTK 定位

GPS 配置

# NMEA GPS
ros2 run nmea_navsat_driver nmea_serial_node \
    port:=/dev/gps \
    baud:=115200

RTK 配置

rtk:
  type: ublox / septentrio
  
  corrections:
    type: NTRIP
    caster: rtk.example.com
    port: 2101
    mountpoint: RTS0
    username: user
    password: pass

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多机器人定位

差分定位

def compute_relative_pose(pose1, pose2):
    """计算两个机器人间的相对位姿"""
    delta_x = pose2.x - pose1.x
    delta_y = pose2.y - pose1.y
    delta_theta = pose2.theta - pose1.theta
    
    return (delta_x, delta_y, delta_theta)

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常用功能包

包	功能
cartographer_ros	cartographer SLAM
slam_toolbox	同步定位建图
robot_localization	EKF 融合
rtabmap_ros	视觉 SLAM
nmea_navsat_driver	GPS 驱动

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相关文档

• Cartographer文档
• RTAB-Map
• robot_localization