turtlebot3 在gazebo仿真下通过 gmapping slam 建立二维平面地图—

turtlebot3 在gazebo仿真下通过 gmapping slam 建立二维平面地图——全过程

ROS中的地图
使用rosbag记录数据
- rosbag record
- rosbag play
创建地图

ROS中的地图

ROS中的导航地图以2D网格的形式描述，每个网格包含一个值，这个值描述了这个网格有多少可能是被障碍物占据的。

地图文件以图像的形式存储，支持多种常见的格式（比如PNG、JPG、PGM）。虽然使用的是彩色图像，ROS在解析这些图片之前，会先把它们转换为灰度图像。这意味着每一个地图都可以使用任何的图像显示程序显示出来。

每个地图都有一个与之关联的YAML文件，这个文件包含一些额外的信息，比如分辨率（每个网格的长度，以米为单位）、地图的原点在哪里，判断网格是否有障碍物的阈值。

image: map.pgm
resolution: 0.1
origin: [0.0,0.0,0.0]
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196
negate: 1

上面的YAML文件表示
图像文件存储在map.pgm文件中，
每个网格表示真实环境中一个边长为10cm的正方形，
原点在（0，0，0）处，
如果一个网格的值超过了像素最大值的65%，那么就认为这个网格有障碍物。
如果一个网格的值小于像素最大值的19.6%，那么就认为这个网格是空闲的。
negate 就是把像素值反转。255-像素值。
为什么反转：在没有障碍物的地方值更小，有障碍物的地方值大，也就是黑色表示没有障碍物，白色表示有障碍物。和人理解冲突，就反转下，黑色表示有障碍物，白色表示没有障碍物。

使用rosbag记录数据

rosbag 可以帮助记录消息，而且可以重放这些消息。
这对调试算法也是有用得，可以向算法中反复注入相同得数据。
可以用rosbag记录下机器人传感器得数据，然后使用这些记录下来得数据测试代码。

当前rosbag 得功能不仅仅局限于记录和重放数据

rosbag record

为了记录消息，使用rosbag 得record功能，并制定一系列需要记录得话题名字。

例如为了记录scan和tf话题上发送得所有消息，需要运行：

$ rosbag record scan tf

这将所有消息存储到一个文件中，文件名得格式是 YYYY-MM-DD-HH-mm-ss.bag 这是rosbag开始运行得时间。这保证每个包文件都是一个独一无二得名字。

可以使用 -O或-output-name 标志来更改输出文件得名字，
使用-o或-output-prefix标志来给文件名加前缀

例如

$ rosbag record -O foo.bag scan tf

会创建名为 foo.bag 得包文件

$ rosbag record -o foo.bag scan tf

会创建名为 foo_2020_03_10_14_29_30.bag

也可以使用 -a 标志记录所有正在发布得话题

rosbag play

可以使用play功能来播放之前记录得包。

这个功能有很多命令行参数，用来控制播放速度有多快，从文件得何处开始播放以及一些其它得东西。

$ rosbag play --clock foo.bag

这将会重放包文件foo.bag中记录得消息，就像是从一个ROS节点中发布得一样。如果指定得包文件多于1个，那么它们将会被顺序播放。

–clock 标志表示需要rosbag发布时间消息，这对于创建地图来说很重要。
注意此时发布得时间是从记录时刻开始得，此时最好别有其它发布时间得消息，否则时间会跳

创建地图

启动 turtlebot3 及world

roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_stage_2.launch

启动建模控制

 roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

这时候 turtlebot3 可以移动了

查看此时活跃得topic ，存在 /scan 和 /tf

下面使用rosbag 记录这两个topic

$ rosbag record -O data_scan.bag /scan /tf

再按 Ctrl+C结束终端时，会在终端得路径上出现你记录得包

$ rosbag info data_scan.bag

可以用这个查看建立得包得信息

现在可以建图了
首先要启动 roscore

使用这条指令使 ROS使用记录下来得包文件中得时间戳

$ rosparam set use_sim_time ture

使用下面这条指令启动 gmapping节点

$ rosrun gmapping slam_gmapping

提示这个错误

[ WARN] [1584192934.752228918]: MessageFilter [target=odom ]: Dropped 100.00% of messages so far. Please turn the [ros.gmapping.message_notifier] rosconsole logger to DEBUG for more information.

进行了解决工作
解决方式记录

继续
使用下面这条指令启动 gmapping节点

$ rosrun gmapping slam_gmapping

正常会有建图的打印信息
激光雷达的信息

[ INFO] [1584350478.995006024]: Laser is mounted upwards.
-maxUrange 3.49 -maxUrange 3.49 -sigma 0.05 -kernelSize 1 -lstep 0.05 -lobsGain 3 -astep 0.05
-srr 0.1 -srt 0.2 -str 0.1 -stt 0.2
-linearUpdate 1 -angularUpdate 0.5 -resampleThreshold 0.5
-xmin -100 -xmax 100 -ymin -100 -ymax 100 -delta 0.05 -particles 30

处理的第一个数据

update frame 0
update ld=0 ad=0
Laser Pose= -0.0635836 3.14698e-06 -3.14156
m_count 0

处理的后面的数据

update frame 94
update ld=0.422216 ad=0.562223
Laser Pose= -0.519626 1.10899 0.461962
m_count 10
Average Scan Matching Score=353.008
neff= 29.8927

保存地图，执行下面的指令

$ rosrun map_server map_saver

正常结果

可以看下该图片

实际场景：

哈哈！是一致的。