# odom_calib

**Repository Path**: ccpdead/odom_calib

## Basic Information

- **Project Name**: odom_calib
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-01-27
- **Last Updated**: 2026-01-29

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Odom Calib - 里程计标定工具

这是一个用于标定机器人底盘运动参数的ROS2功能包。通过监听TF变换（map -> base_link），实时计算机器人的速度和加速度，并提供滤波后的标定结果。

## 功能特点

- **TF监听**: 监听 map -> base_link 的TF变换获取实时位姿
- **速度计算**: 计算机器人在自身坐标系下的线速度(vx)和角速度(vyaw)
- **加速度计算**: 计算线加速度(acc_x)和角加速度(acc_yaw)
- **多级滤波**:
  - 中值滤波: 去除脉冲噪声
  - 低通滤波: 平滑数据
  - 异常值剔除: 基于统计方法剔除异常数据
- **百分位数统计**: 使用百分位数而非最大值来确定速度限制，更加鲁棒
- **Nav2兼容输出**: 直接输出Nav2兼容的YAML格式参数

## 安装和编译

```bash
cd ~/nav_ws
colcon build --packages-select odom_calib
source install/setup.bash
```

## 使用方法

### 1. 启动标定节点

```bash
# 使用默认参数启动
ros2 launch odom_calib odom_calib.launch.py

# 指定自定义参数
ros2 launch odom_calib odom_calib.launch.py map_frame:=map base_frame:=base_link

# 使用自定义参数文件
ros2 launch odom_calib odom_calib.launch.py params_file:=/path/to/your/params.yaml
```

### 2. 标定流程

1. 确保机器人的定位系统已启动，且正在发布 map -> base_link 的TF
2. 启动标定节点
3. **手动遥控机器人运动**（或使用自动导航）：
   - 直线前进/后退（测试线速度）
   - 原地旋转（测试角速度）
   - 急加速/急减速（测试加速度）
4. 观察终端输出的标定结果
5. 收集足够数据后（建议至少运动30秒），记录标定结果

### 3. 查看实时数据

```bash
# 查看实时速度
ros2 topic echo /odom_calib/velocity

# 查看标定结果
ros2 topic echo /odom_calib/result
```

## 参数说明

### TF Frame 参数

| 参数名 | 默认值 | 说明 |
|--------|--------|------|
| `map_frame` | "map" | 地图坐标系名称 |
| `base_frame` | "base_link" | 机器人基座坐标系名称 |

### 采样参数

| 参数名 | 默认值 | 说明 |
|--------|--------|------|
| `sample_rate` | 50.0 | 采样频率 (Hz) |
| `pose_buffer_duration` | 30.0 | 位姿数据缓存时长 (秒) |
| `velocity_buffer_duration` | 30.0 | 速度数据缓存时长 (秒) |

### 滤波参数

| 参数名 | 默认值 | 说明 |
|--------|--------|------|
| `lowpass_alpha` | 0.3 | 低通滤波系数 (0-1)，越小滤波越强 |
| `median_window_size` | 5 | 中值滤波窗口大小 |
| `outlier_threshold` | 3.0 | 异常值检测阈值 (标准差倍数) |
| `outlier_min_samples` | 20 | 异常值检测最小样本数 |

### 速度限制计算参数

| 参数名 | 默认值 | 说明 |
|--------|--------|------|
| `percentile` | 95.0 | 使用第N百分位数作为速度限制 |

## 滤波参数调整指南

### 低通滤波系数 (lowpass_alpha)
- **0.1**: 非常强的滤波，响应慢，适合噪声很大的情况
- **0.3**: 中等滤波，推荐值
- **0.5**: 较弱的滤波，响应快
- **0.8-1.0**: 几乎不滤波

### 中值滤波窗口 (median_window_size)
- **3**: 最小有效窗口，延迟小
- **5**: 推荐值，平衡去噪和延迟
- **7-9**: 更强的去噪，但延迟增加

### 异常值阈值 (outlier_threshold)
- **2.0**: 激进剔除，可能剔除正常数据
- **3.0**: 推荐值，对应99.7%置信区间
- **4.0**: 保守剔除，只剔除极端异常值

### 百分位数 (percentile)
- **99%**: 接近最大值，可能包含噪声
- **95%**: 推荐值，既能反映最大能力，又能排除异常
- **90%**: 更保守，适合安全要求高的场景

## 输出格式

标定结果会以两种格式输出：

### 1. ROS话题 (/odom_calib/result)

`Float64MultiArray` 包含8个值：
- [0] max_vx: 最大线速度 (m/s)
- [1] max_vyaw: 最大角速度 (rad/s)
- [2] max_acc_x: 最大线加速度 (m/s²)
- [3] max_acc_yaw: 最大角加速度 (rad/s²)
- [4] avg_vx: 平均线速度 (m/s)
- [5] avg_vyaw: 平均角速度 (rad/s)
- [6] std_vx: 线速度标准差
- [7] std_vyaw: 角速度标准差

### 2. 终端输出 (Nav2 YAML格式)

```yaml
controller_server:
  ros__parameters:
    FollowPath:
      max_vel_x: 0.500
      max_vel_theta: 1.200
      acc_lim_x: 0.800
      acc_lim_theta: 1.500
```

## 注意事项

1. **TF发布频率**: 确保TF发布频率足够高（建议 >= 50Hz），否则速度计算可能不准确
2. **定位精度**: 标定结果的准确性依赖于定位系统的精度
3. **多种运动模式**: 标定时应包含各种运动模式（前进、后退、旋转、加减速）
4. **环境条件**: 标定应在实际使用环境中进行，地面材质会影响结果
5. **安全边界**: 建议将标定结果乘以0.8-0.9作为实际使用的限制值

## License

Apache-2.0