ROS机器人学习(六)--ROS SLAM功能包应用方法

gmapping功能包介绍

目前来讲是最成熟也是用得最多的一种SLAM功能包。

• 基于激光雷达

• Rao-Blackwellized粒子滤波算法

• 二维栅格地图

• 需要机器人提供里程计信息

• OpenSlam开源算法

• 输出地图话题：

  nav_msga/OccupancyGrid
  

安装gmapping

sudo apt install ros-kinetic-gmapping

如果之前没有安装move_base，使用以下命令安装：

sudo apt install ros-kinetic-move-base

栅格地图取值原理

Name	Description
致命障碍	栅格值为254，障碍与机器人的中心重合，此时机器人必然与障碍物发生碰撞。
内切障碍	栅格值为253，障碍物处于机器人轮廓的内切圆内，此时机器人也必然与障碍物发生碰撞。
外切障碍	栅格值为252~128，障碍物处于机器人的轮廓的外切圆内，此时机器人与障碍物临界接触，不一定发生碰撞。
非自由空间	栅格值为128~0，障碍物附近区域，一旦机器人进入该区域，将有较大概率发生碰撞，属于危险警戒区。机器人应该尽量避免进入。
自由区域	栅格值为0，此处没有障碍物，机器人可以自由通过。
未知区域	栅格值为255，此处还没有探知是否有障碍物，机器人可以前往继续建图。

配置gmapping

1、创建 mbot_navigation 功能包

catkin_create_pkg mbot_navigation geometry_msgs move_base_msgs roscpp rospy
catkin_make

2、新建启动文件gmapping.launch

<launch>
    <arg name="scan_topic" default="scan" />

    <node pkg="gmapping" type="slam_gmapping" name="slam_gmapping" output="screen" clear_params="true">
        <param name="odom_frame" value="odom"/>
        <param name="map_update_interval" value="5.0"/>
        <!-- Set maxUrange < actual maximum range of the Laser -->
        <param name="maxRange" value="5.0"/>
        <param name="maxUrange" value="4.5"/>
        <param name="sigma" value="0.05"/>
        <param name="kernelSize" value="1"/>
        <param name="lstep" value="0.05"/>
        <param name="astep" value="0.05"/>
        <param name="iterations" value="5"/>
        <param name="lsigma" value="0.075"/>
        <param name="ogain" value="3.0"/>
        <param name="lskip" value="0"/>
        <param name="srr" value="0.01"/>
        <param name="srt" value="0.02"/>
        <param name="str" value="0.01"/>
        <param name="stt" value="0.02"/>
        <param name="linearUpdate" value="0.5"/>
        <param name="angularUpdate" value="0.436"/>
        <param name="temporalUpdate" value="-1.0"/>
        <param name="resampleThreshold" value="0.5"/>
        <param name="particles" value="80"/>
        <param name="xmin" value="-1.0"/>
        <param name="ymin" value="-1.0"/>
        <param name="xmax" value="1.0"/>
        <param name="ymax" value="1.0"/>
        <param name="delta" value="0.05"/>
        <param name="llsamplerange" value="0.01"/>
        <param name="llsamplestep" value="0.01"/>
        <param name="lasamplerange" value="0.005"/>
        <param name="lasamplestep" value="0.005"/>
        <remap from="scan" to="$(arg scan_topic)"/>
    </node>
</launch>

参数说明参考官网介绍：http://wiki.ros.org/gmapping/

3、新建启动文件gmapping_demo.launch

<launch>

    <include file="$(find mbot_navigation)/launch/gmapping.launch"/>

    <!-- 启动rviz -->
    <node pkg="rviz" type="rviz" name="rviz" args="-d $(find mbot_navigation)/rviz/gmapping.rviz"/>

</launch>

启动gmapping演示

roslaunch mbot_gazebo mbot_laser_nav_gazebo.launch
roslaunch mbot_navigation gmapping_demo.launch
roslaunch mbot_teleop mbot_teleop.launch

现在可以使用键盘控制机器人模型运动，进行建图。

保存地图

建图完成后，在 mbot_navigation 功能包 maps 目录下，使用下面命令保存地图：

rosrun map_server map_saver -f cloister_gmapping

分别生成一个cloister_gmapping.pgm图像文件和一个cloister_gmapping.yaml配置文件

.pgm图像文件：

可以后续使用软件进行编辑修改，例如：可以添加一堵墙、添加一些障碍物或者去掉一些障碍物等，进行人为修正地图。

.yaml配置文件：