ros2 - slam - 编码器测速原理

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。

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FishBot上的电机轮子直径为65mm，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。

 二、轮速测量原理
你可能会好奇，为什么我们的电机后面有两个霍尔传感器，用一个不就可以对电机进行测速了吗？原因是使用两个会更精准，同时可以测量方向。
我们把磁铁看作小汽车，AB两个传感器是一条路上前后两个摄像头，如果汽车是正着行驶的，你会发现总是A摄像头先看到汽车，然后再是B，但如果反过来行驶，则是B摄像头先看到设备。

            [A]          [B]
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    [汽车-->]                                [<--汽车]
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为了更加直观也分别用逻辑分析仪测量了两段轮子正转和反转时，AB编码器上电平的变化。

 放大正转时，当A（通道0）电平为高电平后（A摄像头先看到了汽车），过了一段时间B（通道1）才变为高电平（B摄像头看到了汽车）。

 放大反转部分，当A（通道0）电平为高电平后（A摄像头看到了汽车），在A之前B（通道1）已经为高电平了（B摄像头先看到了汽车）。

 所以在代码中我们可以检测到当A通道从低电平变成高电平时，B通道的电平值，如果为低则表示正转，为高则表示反转。