一、移动机器人底盘结构介绍

对于一个移动机器人底盘来说，所要提供的核心功能有两个-感知和执行能力，我们分别进行介绍。在这里插入图片描述

1. 感知-传感器

所谓感知即通过给类传感器获取环境信息的能力。在移动机器人中，我们常用的传感器有

距离传感器——雷达、超声波
轮子速度传感器——编码器
惯性测量单元——IMU传感器
图像传感器——单目、双目、深度摄像头

除了上面几类之外，你也可以根据需求挂载其他你需要的传感器，比如温湿度测量传感器等。

对于我们的移动机器人来说，搭载的传感器有雷达、相机、编码器和IMU四种。

1.1 雷达

我们采用的激光雷达是单线旋转式三角测距激光雷达LD14。在这里插入图片描述 LD14主要由激光测距核心，无线传电单元，无线通讯单元，角度测量单元、电机驱动单元和机械外壳组成。 LD14测距核心采用三角测量法技术，可进行每秒2300次的测距。每次测距时，LD14从一个固定的角度发射出红外激光，激光遇到目标物体后被反射到接收单元。通过激光、目标物体、接收单元形成的三角关系，从而解算出距离。获取到距离数据后，LD14 会融合角度测量单元测量到的角度值组成点云数据，然后通过无线通讯将点云数据发送到外部接口。同时电机驱动单元会驱动电机，通过PID算法闭环控制到指定的转速。此款雷达的转接板可以用来控制激光雷达的启停，不用时可通过串口通信来关闭雷达，可延长雷达的使用寿命。

**雷达测距原理介绍**

在雷达的头部分别有一个激光发射头和线性的CCD接收头。在这里插入图片描述

右边黑色的是发射头，左边是CCD接收头，发射头发射出的光属于波长大约在800nm左右的红外光，肉眼是不可见的。

LD14激光雷达的测距原理是三角测距法在这里插入图片描述从上图可以看出，当我们已知H（机械安装值）和d1（CCS测量值）的情况下，我们可以得到D的值，即激光雷达到被测物体的距离。

激光头通过不断旋转，这样就可以测量出360度的深度信息。

1.2 霍尔编码器

在移动机器人中我们需要实时的获取到机器人各个轮子的转速，通过转速根据机器人的运动学模型将轮子的速度转换成机器人的速度，通过对速度进行积分（速度*距离）得到机器人行走的距离。

我们如何对轮子速度的测量所使用的传感器就是编码器，我们采用的是AB电磁编码器。

编码器是一种将角位移或者角速度转换成一连串电数字脉冲的旋转式传感器，我们可以通过编码器测量到底位移或者速度信息。其中，霍尔编码器通过检测磁性目标的运动来生成位置和速度信息，具体步骤如下：

磁场变化检测：当磁性目标（如磁环或磁铁）随轴旋转时，霍尔传感器检测到磁场的变化。
霍尔效应生成信号：霍尔传感器将磁场变化转换为电压信号。这些电压信号的波形取决于磁性目标的极性和旋转速度。
信号处理：信号处理电路将霍尔传感器生成的模拟信号处理为数字脉冲信号。这些脉冲信号的频率与旋转速度成正比，脉冲的数量与旋转角度成正比。
输出信号：处理后的数字脉冲信号通过输出接口传输到单片机。单片机根据这些信号计算转速、位置和方向。

在这里插入图片描述电磁编码器是由1和2两个霍尔传感器和圆形磁铁3共同组成的，该磁铁的磁性是间隔分布的，磁铁固定在电机的转子上，当电机转动时，带动磁铁转动，此时用于检测磁性的霍尔传感器就会检测到磁性的变化，从而就可以测量出电机在某段时间内转了多少圈即电机的转速。

**霍尔编码器原理简介:**

霍尔编码器圆盘上分布有磁极，当圆盘随电机主轴转动时，会输出两路相位差90°的方波，用这两路方波可测出电机的转速和转向。
霍尔编码器一般是13线的，就是转一圈每项会输出13个脉冲，这个精度基本能够满足大部分使用场景的要求。
E1A和E1B是13线霍尔编码器的两个输出信号，用于输出轴旋转方向和位置信息，E1A是正交方波信号，当轴逆针旋转时，E1A会先于E1B产生信号变化，用于判断旋转方向。E1B是正交方波信号，当轴顺时针旋转时，E1B会先
E1A产生信号变化，用于判断旋转方向。
两个信号数量相同，相位差90度，可以通过对信号的计数和相位差计算来确定轴的位置。

1.3 IMU传感器

在这里插入图片描述 MPU6050是InvenSense公司推出的全球首款整合性6轴运动处理组件，内带3轴陀螺仪和3轴加速度传感器（3+3=6，因此我们常说是6轴传感器，如果再加上个3轴磁力计，就一共是9轴传感器），并且含有一个第二IIC接口（XCL和XDA），可用于连接外部磁力传感器，利用自带数字运动处理器（DMP: Digital Motion Processor）硬件加速引擎，通过主IIC接口，可以向应用端输出完整的9轴姿态融合演算数据。有了DMP，我们可以使用InvenSense公司提供的运动处理资料库，非常方便的实现姿态解算，降低了运动处理运算对操作系统的负荷，同时大大降低了开发难度。

MPU6050具有如下特性：

① 以数字形式输出 6 轴或 9 轴（需外接磁传感器）的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧

拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据（需 DMP 支持）

② 具有 131 LSBs/°/sec 敏感度与全格感测范围为±250、±500、±1000 与±2000°/sec

的 3 轴角速度感测器(陀螺仪)

③ 集成可程序控制，范围为±2g、±4g、±8g 和±16g 的 3 轴加速度传感器

④ 移除加速器与陀螺仪轴间敏感度，降低设定给予的影响与感测器的飘移

⑤ 自带数字运动处理(DMP: Digital Motion Processing)引擎可减少 MCU 复杂的融合演算

数据、感测器同步化、姿势感应等的负荷

⑥ 内建运作时间偏差与磁力感测器校正演算技术，免除了客户须另外进行校正的需求

⑦ 自带一个数字温度传感器

⑧ 带数字输入同步引脚(Sync pin)支持视频电子影相稳定技术与 GPS

⑨ 可程序控制的中断(interrupt)，支持姿势识别、摇摄、画面放大缩小、滚动、快速下降

中断、high-G 中断、零动作感应、触击感应、摇动感应功能

⑩ VDD 供电电压为 2.5V±5%、3.0V±5%、3.3V±5%；VLOGIC 可低至 1.8V± 5%

⑪ 陀螺仪工作电流：5mA，陀螺仪待机电流：5uA；加速器工作电流：500uA，加速器省

电模式电流：40uA@10Hz

⑫ 自带 1024 字节 FIFO，有助于降低系统功耗

⑬ 高达 400Khz 的 IIC 通信接口

⑭ 超小封装尺寸：4x4x0.9mm（QFN）

2. 执行器

所谓执行器就是负责动的部件，在移动机器人上，最重要的一个执行器就是电机了

我们采用的是一个额定电压7.4V的310减速电机，额定转速为400±13%RPM、额定电流220M A，转矩0.4Kgf.cm 在这里插入图片描述减速电机指的是带减速器的电机。

电机一般由定子和转子组成的，一般转速都比较快，但输出的力矩比较小，所以我们会给电机配备减速器，让转速降低，提高力矩。

3. 其他配件

除了执行器和传感器外，还有一些必要配件

控制器ESP32
电池，提供电力支持
稳压模块，提供电压转换
万向轮等必要支撑结构

二、电机驱动原理介绍

MG310 直流减速电机原理

1. 直流电机原理

直流电机（DC Motor）的基本原理是基于电磁感应和电磁力。其工作原理可以归结为利用电流通过线圈在磁场中产生力，从而驱动电机转动。以下是直流电机的详细原理和工作机制：在这里插入图片描述

定子（Stator）： 永磁体或电磁体，产生静态磁场。
转子（Rotor）： 也称为电枢（Armature），通常是一个带有线圈的铁芯，位于定子磁场中，并且能够自由转动。
换向器（Commutator）： 半圆形导体片，连接在转子轴上，与电刷接触，用于切换电流方向，确保转矩方向恒定。
电刷（Brushes）： 通常由碳材料制成，固定在电机外壳上，与换向器接触，将外部电源的电流传递到转子线圈。

当直流电流通过电刷和换向器进入转子线圈时，依据右手定则，电流在磁场中会产生洛伦兹力。电流方向和磁场方向决定了力的方向，具体如下：

1）电流通过线圈： 线圈的一部分电流从换向器和电刷流入，流经线圈，然后通过另一组换向器和电刷流出。 2）力的产生： 根据弗莱明左手定则，在磁场中的电流承受洛伦兹力，力的方向与电流方向和磁场方向成垂直。在线圈的两边产生相反方向的力，形成一个转矩，使转子旋转。 3）换向器的作用： 随着转子旋转，换向器不断地切换电流方向，以保持转子线圈中电流方向相同，从而维持持续的转矩方向。

2. 减速器

减速器是机械传动系统中的一种重要部件，其主要作用是降低转速并增加转矩。

降低转速：减速器的主要功能是将输入轴的高速旋转转变为输出轴的低速旋转。这是通过齿轮传动来实现的，输入轴连接到高速齿轮，通过多个齿轮级的传动，输出轴的转速被降低。
增加转矩：当转速降低时，输出轴的转矩（扭矩）会相应增加。这是由于功率守恒定律，即在理想情况下，输入功率等于输出功率。减速器通过增加输出转矩，使得负载能被有效驱动。

在这里插入图片描述

从上图可知，直流电机其实只有两个线（最边上两条），排线中间的四根线是编码器，只是用于测速，和直流电机本身没有联系，在开环控制时不需要使用，在闭环控制时使用。

三、电机控制之正反转实验

1. 新建工程

新建==example09_motor_direction_control== 在这里插入图片描述

2. 编写代码

根据第前面硬件控制章节学到的内容可知，控制IO电平只需要使用pinMode和digitalWrite相关函数即可。

#include <Arduino.h>

#define AIN1 12 // 电机驱动模块AIN1引脚
#define AIN2 13 // 电机驱动模块AIN2引脚
#define KEY 0   // 按键引脚

int motorStatus = 0; // 电机状态变量，0-3循环变化

void setup()
{
  Serial.begin(115200);    // 初始化串口通信
  pinMode(KEY, INPUT);     // 设置按键引脚为输入模式
  pinMode(AIN1, OUTPUT);   // 设置AIN1引脚为输出模式
  pinMode(AIN2, OUTPUT);   // 设置AIN2引脚为输出模式
}

void loop()
{
  if (digitalRead(KEY) == LOW) // 检测按键是否按下
  {
    delay(50);                 // 延迟50ms，以防止误触
    if (digitalRead(KEY) == LOW)
    {
      while (digitalRead(0) == LOW) // 等待按键松开，避免连续按下
        ;
      motorStatus++;                 // 切换电机状态
      motorStatus = motorStatus % 4; // 保持该变量值在0-4之间
    }
  }

  // 根据电机状态切换IO电平
  switch (motorStatus)
  {
    case 0:
      Serial.println("AIN1: HIGH, AIN2: LOW"); // 调试信息：AIN1为高电平，AIN2为低电平
      digitalWrite(AIN1, HIGH);
      digitalWrite(AIN2, LOW);
      break;
    case 1:
      Serial.println("AIN1: LOW, AIN2: HIGH"); // 调试信息：AIN1为低电平，AIN2为高电平
      digitalWrite(AIN1, LOW);
      digitalWrite(AIN2, HIGH);
      break;
    case 2:
      Serial.println("AIN1: HIGH, AIN2: HIGH"); // 调试信息：AIN1和AIN2均为高电平
      digitalWrite(AIN1, HIGH);
      digitalWrite(AIN2, HIGH);
      break;
    case 3:
      Serial.println("AIN1: LOW, AIN2: LOW"); // 调试信息：AIN1和AIN2均为低电平
      digitalWrite(AIN1, LOW);
      digitalWrite(AIN2, LOW);
      break;
    default:
      break;
  }
}

==代码解释==

在setup函数中，通过pinMode函数将KEY、AIN1和AIN2引脚设置为对应的输入输出模式。

在loop函数中，首先通过digitalRead函数检测按键是否按下，如果检测到按键按下，则会将电机状态变量motorStatus加1，然后通过switch语句根据电机状态改变AIN1和AIN2引脚的电平状态。同时，还会通过Serial.println函数将AIN1和AIN2引脚的电平状态输出到串口，方便调试。

3. 测试

将代码下载到ESP32主控板上，点击按键，查看轮子转动效果。你可以发现，当AIN1和AIN2同时为高电平或者同时为低时，电机并不会转动.

四、电机控制之速度控制实验

我们可以通过改变PWM的占空比可以实现对输出电压的大小调节。占空比越大，输出电压越高；占空比越小，输出电压越低。

1. 新建工程

新建==example10_motor_speed_control== 在这里插入图片描述

2. 编写代码

程序的基本思路是，通过检测按键输入来改变占空比的大小，从而控制电机的转速。按下按键后，每次增加0.1的占空比，当占空比达到1.0时，重新从0开始计数。在loop函数中，通过控制AIN1引脚的高低电平来实现PWM信号的输出，从而控制电机的速度。


#include <Arduino.h>

#define AIN1 12  // 电机驱动模块AIN1引脚
#define AIN2 13  // 电机驱动模块AIN2引脚
#define KEY 0    // 按键引脚
#define CYCLE 10 // 定义PWM信号的周期长度，单位为ms

float duty = 0.0; // 定义占空比变量，并初始化为0.0

void setup()
{
  Serial.begin(115200);   // 初始化串口通信
  pinMode(KEY, INPUT);    // 设置按键引脚为输入模式
  pinMode(AIN1, OUTPUT);  // 设置AIN1引脚为输出模式
  pinMode(AIN2, OUTPUT);  // 设置AIN2引脚为输出模式
  digitalWrite(AIN2, LOW);// 设置AIN2引脚为低电平，控制电机转向
}

void loop()
{
  // 检测按键是否按下
  if (digitalRead(KEY) == LOW) 
  {
    delay(50); // 延迟50ms，以防止误触
    // 确认按键已经按下
    if (digitalRead(KEY) == LOW)
    {
      // 等待按键松开，避免连续按下
      while (digitalRead(0) == LOW) 
        ;
      // 每次增加0.1的占空比，当占空比达到1.0时，重新从0开始计数
      duty = duty + 0.1;
      if (duty > 1.0)
        duty = 0;
    }
  }

  // 输出PWM信号控制电机转速
  digitalWrite(AIN1, HIGH);     // 将AIN1引脚设置为高电平
  delay(CYCLE * duty);           // 延迟一段时间，时间长度由占空比决定
  digitalWrite(AIN1, LOW);      // 将AIN1引脚设置为低电平
  delay(CYCLE * (1 - duty));     // 延迟一段时间，时间长度由占空比决定
}

3. 测试

将代码下载到主控板上，点击BOOT按键，观察电机转速。

本节我们通过简单的一个实验学习了如何通过PWM调节电机的PWM，但有一点需要注意，程序中使用了delay函数来控制PWM信号的占空比，这种方法在简单的应用场景下是可行的，但是在需要更高精度的控制场景下可能会产生问题。为了实现更高精度的PWM控制，我们可以采用ESP32的电机PWM控制单元，下一节我们就尝试使用这一开源库实现更精细化的控制。

五、电机控制之使用开源库驱动多路电机

本节我们采用开源库调用ESP32的外设MCPWM进行精细化的电机PWM控制。

1. MCPWM简介

MCPWM中文名是电机控制脉宽调制器（Motor Control Pulse Width Modulator ），是一款多功能 PWM 发生器，包含各种子模块，使其成为电机控制、数字电源等电力电子应用的关键元件。MCPWM 外设可用于以下场景：

数字电机控制，例如有刷/无刷直流电机、RC 伺服电机
基于开关模式的数字电源转换
功率DAC，其中占空比相当于DAC模拟值
计算外部脉冲宽度，并将其转换为其他模拟值，如速度、距离
为磁场定向控制（FOC）生成空间矢量 PWM （SVPWM）信号

在这里插入图片描述

这里只需要了解MCPWM可以用来做什么就足够了。

2. 新建工程并添加依赖

新建==example11_mcpwm_control== 在这里插入图片描述在platformio.ini添加依赖

[env:esp32doit-devkit-v1]
platform = espressif32
board = esp32doit-devkit-v1
framework = arduino
lib_deps = 
	https://github.com/fishros/Esp32McpwmMotor.git

这里使用的驱动库是小鱼开源的Esp32McpwmMotor，支持12路PWM输出，可以同时控制6个直流电机，所以对于只有两个驱动轮的FishBot来说绰绰有余。

3. 编写代码

#include <Arduino.h>
#include <Esp32McpwmMotor.h>

Esp32McpwmMotor motor; // 创建一个名为motor的对象，用于控制电机

void setup()
{
    Serial.begin(115200); // 初始化串口通信，波特率为115200

    motor.attachMotor(0, 12, 13); // 将电机0连接到引脚23和引脚22
    motor.attachMotor(1, 14, 27); // 将电机1连接到引脚12和引脚13
}

void loop()
{
    motor.updateMotorSpeed(0, -70); // 设置电机0的速度(占空比)为负70%
    motor.updateMotorSpeed(1, 70); // 设置电机1的速度(占空比)为正70%
    delay(2000); // 延迟两秒

    motor.updateMotorSpeed(0, 70); // 设置电机0的速度(占空比)为正70%
    motor.updateMotorSpeed(1, -70); // 设置电机1的速度(占空比)为负70%
    delay(2000); // 延迟两秒
}

上面这段代码是用于控制两个电机进行正反转的程序。其中使用了Esp32McpwmMotor库来控制电机，该库提供了一些常用的控制函数，比如attachMotor()用于连接电机，updateMotorSpeed()用于更新电机速度。

在setup()函数中，首先通过Serial.begin()函数初始化串口通信，然后通过motor.attachMotor()函数将两个电机连接到指定的引脚。

在loop()函数中，通过motor.updateMotorSpeed()函数分别控制电机0和电机1的速度。每次调用该函数时，第一个参数是电机的编号，第二个参数是电机的速度，正数表示正转，负数表示反转。然后通过delay()函数延迟两秒，实现电机正反转的循环控制。

4. 测试

下载到开发板，测试下能不能动起来。

六、做个遥控车-订阅ROS2 Twist

本节我们结合上一节电机控制以及前面章节的MicroROS话题订阅部分知识点，来实现一个可以用键盘遥控的小车。

1. 新建工程

新建工程==example12_ros2_car== 在这里插入图片描述

修改配置

[env:esp32doit-devkit-v1]
platform = espressif32
board = esp32doit-devkit-v1
framework = arduino
board_microros_transport = wifi  ; 指定使用的Micro-ROS传输方式为Wi-Fi
lib_deps =  ; 列出所有依赖库的URL，这些库将被下载和安装
	https://github.com/fishros/Esp32McpwmMotor.git  ; ESP32-MCPWM-Motor库，用于驱动电机
    https://gitee.com/ohhuo/micro_ros_platformio.git  ; Micro-ROS平台库，用于在ESP32上运行ROS 2

2. 编写代码

#include <Arduino.h>
#include <Esp32McpwmMotor.h>
#include <Arduino.h>
#include <micro_ros_platformio.h>
#include <WiFi.h>
#include <rcl/rcl.h>
#include <rclc/rclc.h>
#include <rclc/executor.h>
#include <geometry_msgs/msg/twist.h>

// 定义 ROS2 执行器和支持结构
rclc_executor_t executor;
rclc_support_t support;
// 定义 ROS2 内存分配器
rcl_allocator_t allocator;
// 定义 ROS2 节点和订阅者
rcl_node_t node;
rcl_subscription_t subscriber;
// 定义接收到的消息结构体
geometry_msgs__msg__Twist sub_msg;

// 定义控制两个电机的对象
Esp32McpwmMotor motor;

// 回调函数，当接收到新的 Twist 消息时会被调用
void twist_callback(const void *msg_in)
{
  // 将接收到的消息指针转化为 geometry_msgs__msg__Twist 类型
  const geometry_msgs__msg__Twist *twist_msg = (const geometry_msgs__msg__Twist *)msg_in;
  // 从 Twist 消息中获取线速度和角速度
  float linear_x = twist_msg->linear.x;
  float angular_z = twist_msg->angular.z;
  // 打印接收到的速度信息
  Serial.printf("recv spped(%f,%f)\n", linear_x, angular_z);
  // 如果速度为零，则停止两个电机
  if (linear_x == 0 && angular_z == 0)
  {
    motor.updateMotorSpeed(0, 0);
    motor.updateMotorSpeed(1, 0);
    return;
  }

  // 根据线速度和角速度控制两个电机的转速
  if (linear_x > 0)
  {
    motor.updateMotorSpeed(0, 70);
    motor.updateMotorSpeed(1, 70);
  }

  if (linear_x < 0)
  {
    motor.updateMotorSpeed(0, -70);
    motor.updateMotorSpeed(1, -70);
  }

  if (angular_z > 0)
  {
    motor.updateMotorSpeed(0, -70);
    motor.updateMotorSpeed(1, 70);
  }

  if (angular_z < 0)
  {
    motor.updateMotorSpeed(0, 70);
    motor.updateMotorSpeed(1, -70);
  }
}

void setup()
{
  // 初始化串口
  Serial.begin(115200);

  // 初始化两个电机的引脚
  motor.attachMotor(0, 12, 13);
  motor.attachMotor(1, 14, 27);

  // 设置 micro-ROS 通信参数，连接到指定的 ROS2 代理
  IPAddress agent_ip;
  agent_ip.fromString("192.168.43.235");
  set_microros_wifi_transports("LLLLLL", "12345678", agent_ip, 8888);
  delay(2000);

  // 初始化 ROS2 执行器和支持结构
  allocator = rcl_get_default_allocator();
  rclc_support_init(&support, 0, NULL, &allocator);
  // 初始化 ROS2 节点
  rclc_node_init_default(&node, "esp32_car", "", &support);
  // 初始化订阅者
  rclc_subscription_init_default(
      &subscriber,
      &node,
      ROSIDL_GET_MSG_TYPE_SUPPORT(geometry_msgs, msg, Twist),
      "/cmd_vel");
  rclc_executor_init(&executor, &support.context, 1, &allocator);
  // 设置订阅的回调函数
  rclc_executor_add_subscription(&executor, &subscriber, &sub_msg, &twist_callback, ON_NEW_DATA);
}

void loop()
{
  rclc_executor_spin_some(&executor, RCL_MS_TO_NS(100)); // 循环处理数据
}

代码使用 Esp32McpwmMotor 库初始化电机，设置 micro-ROS 通信参数以连接到 ROS2 代理，并初始化一个 ROS2 节点和一个订阅者，以订阅/cmd_vel主题上的 Twist 消息。

当接收到新的 Twist 消息时，调用twist_callback()函数提取线性和角速度，并相应地控制电机。如果两个速度都为零，则电机停止。否则，根据方向设置电机速度。在正向方向上，速度设置为 70，在反向方向上为 -70。

loop() 函数重复调用rclc_executor_spin_some()来处理来自 ROS2 网络的传入数据。

需要注意的是，你要根据自己的网络情况修改下面的代码以实现无线通信，如果不知道怎么设置，请回看前面章节。

  agent_ip.fromString("192.168.43.235");
  set_microros_wifi_transports("LLLLLL", "12345678", agent_ip, 8888);

3.下载测试

将代码下载到小车，运行agent，点击RST等待接入。

sudo docker run -it --rm -v /dev:/dev -v /dev/shm:/dev/shm --privileged --net=host microros/micro-ros-agent:$ROS_DISTRO udp4 --port 8888 -v6

在这里插入图片描述

接着我们使用ROS 2的键盘控制节点来进行控制测试

ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard

在这里插入图片描述接着按下入JKL，几个按键，看一下小车是否动了起来。

本节我们通过将小车接入MicroROS完成了一个遥控小车的开发。下一节我们开始使用编码器来测量轮子的转速。

七、脉冲测量与校准实验

上节做完小车，遥控时小车前进时你应该会发现，小车很难走一条直线，但明明我们给到两个电机的PWM占空比都是相同的，原因在于每一个电机的硬件参数并不能完全的保证一致，所以当我们采用开环控制时，即使我们给到每个电机相同的电压，也不能让两个电机保持相同的转速。

要解决这个问题我们就要把开环控制改成闭环控制，我们要实现的是速度闭环，所以第一步我们要实现的是对电机速度的测量。

1. 轮速测量原理

第一节中介绍过，我们采用的是AB磁编码器，编码器直接连接到了我们的单片机IO上，当电机转动时，IO上的电平高低就会产生变化，我们称这种电平从低到高再到低的过程称作一个脉冲。

因为有减速机的存在，当减速器的输出轴（轮胎）转动了一圈，我们会检测到多个脉冲。所以要想通过编码器得出轮子的速度，我们需要知道检测到一个脉冲时，轮子行走多远距离。

我们小车上的电机轮子直径为48mm，当轮子转一圈时产生N个脉冲，那么一个脉冲轮子前进的距离D可以这样计算，单位是mm。

D=48∗PI/N

下面我们将通过实际的测试确定D的值，已知D的情况下，我们测得，某一段时间 $\Delta T$ (ms)内测得脉冲数为 $P_T$ ，则此时电机的转速为 $V_T$ (m/s)

一、 移动机器人底盘结构介绍

1. 感知-传感器

1.1 雷达

1.2 霍尔编码器

1.3 IMU传感器

2. 执行器

3. 其他配件

二、电机驱动原理介绍

1. 直流电机原理

2. 减速器

三、电机控制之正反转实验

1. 新建工程

2. 编写代码

3. 测试

四、电机控制之速度控制实验

1. 新建工程

2. 编写代码

3. 测试

五、电机控制之使用开源库驱动多路电机

1. MCPWM简介

2. 新建工程并添加依赖

3. 编写代码

4. 测试

六、做个遥控车-订阅ROS2 Twist

1. 新建工程

2. 编写代码

3.下载测试

七、脉冲测量与校准实验

1. 轮速测量原理

一、移动机器人底盘结构介绍