体验内容

使用gmapping方法利用turtlebot底盘移动信息和激光雷达数据进行建图。

1. 安装一些依赖包

sudo apt-get install ros-melodic-move-base*
sudo apt-get install ros-melodic-map-server*
sudo apt-get install ros-melodic-amcl*
sudo apt-get install ros-melodic-navigation*
sudo apt-get install ros-melodic-openslam-gmapping

2. 新建launch文件及其配置文件

（1）rplidar_gmapping.launch.xml

在turtlebot_ws/src/turtlebot_apps/turtlebot_navigation/launch/includes/gmapping/目录下新建文件rplidar_gmapping.launch.xml

<launch><arg name="scan_topic"  default="scan" /><arg name="base_frame"  default="base_footprint"/><arg name="odom_frame"  default="odom"/><node pkg="gmapping" type="slam_gmapping" name="slam_gmapping" output="screen"><param name="base_frame" value="$(arg base_frame)"/><param name="odom_frame" value="$(arg odom_frame)"/><param name="map_update_interval" value="0.01"/><param name="maxUrange" value="4.0"/><param name="maxRange" value="5.0"/><param name="sigma" value="0.05"/><param name="kernelSize" value="3"/><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="minimumScore" value="30"/><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="0.05"/><param name="angularUpdate" value="0.0436"/><param name="temporalUpdate" value="-1.0"/><param name="resampleThreshold" value="0.5"/><param name="particles" value="8"/><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>

（2）rplidar_gmapping_demo.launch

在turtlebot_ws/src/turtlebot_apps/turtlebot_navigation/launch/目录下新建文件rplidar_gmapping_demo.launch

<launch><arg name="2D_laser" default="rplidar"/><include file="$(find rplidar_ros)/launch/rplidar.launch">include><arg name="custom_gmapping_launch_file" default="$(find turtlebot_navigation)/launch/includes/gmapping/$(arg 2D_laser)_gmapping.launch.xml"/><include file="$(arg custom_gmapping_launch_file)"/><include file="$(find turtlebot_navigation)/launch/includes/move_base.launch.xml"/>launch>

（3）修改rplidar.launch

对turtlebot_ws/src/rplidar_ros/launch目录下的文件rplidar.launch进行修改，添加一句

<node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="base_to_laser" args="0.0  0.0  0.18  0.0  0.0  1.0  0.0 base_link laser 100"/>

注意要添加在前一个后面，并且注意空格。

3. 运行

roscore
roslaunch turtlebot_bringup minimal.launch
roslaunch turtlebot_navigation rplidar_gmapping_demo.launch
rviz

将map数据Add进来，并选择好话题。

启动键盘控制，可以看到rviz程序中显示的地图在发生变化。

roslaunch turtlebot_teleop keyboard_teleop.launch

查看tf树和graph图

rosrun rqt_tf_tree rqt_tf_tree
rqt_graph

得到一张如下图所示的建图结果。



此时分析一下工作中的节点和信息流

保存地图的操作如下，将得到一张图片和一个地图配置文件。

rosrun map_server map_saver -f <path>

作业内容

一、rosbag

自学rosbag，理解时间戳概念，写出rosbag的相关指令，利用rosbag储存的信息和gmapping，完成建图。

在控制turtlebot执行运动和建图之前，首先打开一个终端运行

rosbag record -a

录制完成后，在该终端按Ctrl+C结束录制，生成了数据包。

断开turtlebot、激光雷达与计算机的连接，重新开启终端，执行

roscore
roslaunch turtlebot_navigation rplidar_gmapping_demo.launch
rviz
rosbag play <filename>.bag

二、在gazebo中实现gmapping

使用中国大学慕课网《机器人操作系统入门》课程的仿真环境，其代码的位置为：

Kinetic：https://github.com/DroidAITech/ROS-Academy-for-Beginners/tree/kinetic

Melodic：https://github.com/DroidAITech/ROS-Academy-for-Beginners/tree/melodic

创建工作空间，将上面链接中下载的代码放入src目录中，进行编译即可。

可能会遇到cmake报错，提示qt出现问题，需要安装qt，参考：

1. https://blog.csdn.net/x356982611/article/details/71169940
2. https://blog.csdn.net/weixin_41477306/article/details/95743555

成功编译后，运行

roscore
roslaunch robot_sim_demo robot_spawn.launch
roslaunch slam_sim_demo gmapping_demo.launch
roslaunch slam_sim_demo view_slam.launch

可以使用rviz中2D Nav Goal工具指定目标位姿，使机器人运动起来。