SLAM：gmapping

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

概述

http://wiki.ros.org/gmapping

Gmapping包包含OpenSlam的Gmapping的一个ROS封装。Gmapping 的ROS节点slam_gmapping提供基于激光的SLAM(同时定位和创建地图)。依靠移动机器人收集的激光和位姿数据，使用slam_gmapping可以创建2维栅格地图。

外部文档

主要是一个第三方包。

硬件需求

使用slam_gmapping，需要移动机器人提供里程计数据，并且水平安装固定激光测距仪。slam_gmapping节点试图转换每个扫描输入数据到odom(里程计)tf坐标系。见“Required tf transforms”更多需要的转换。

例子

机器人用激光扫描发布创建地图在base_scan话题上：

节点

slam_gmapping

节点slam_gmapping采用sensor_msgs/LaserScan消息，并且构建地图(nv_msgs/OccupancyGrid)。地图可以通过topic或service检索。

订阅话题

tf(tf/tfMessage)

      转换需要涉及激光坐标系，基座坐标系和里程计坐标系。

scan(sensor_msgs/LaserScan)

    从激光扫描创建地图

发布话题

 map_metadata (nav_msgs/MapMetaData)

     从这个话题获得地图数据，这个话题是被锁存的，并定期更新。

map (nav_msgs/OccupancyGrid)

    从这个话题获得地图数据，这个话题是被锁存的，并定期更新。

~entropy (std_msgs/Float64)

    机器人位姿分布熵的估计(值越高表示越大的不确定性)。

服务

dynamic_map(nav_msgs/GetMap)

    调用这个服务来获取地图数据。

参数

http://wiki.ros.org/gmapping

· inverted_laser (string, default: “false”)

   (REMOVED in 1.1.1; transform data is used instead) 激光是朝上安装(扫描是逆时     针)， 还 是朝下安装 (扫描是顺时针)?

· throttle_scans (int, default: 1)

   激光雷达每扫描一周跳过多少扫描。

· base_frame (string, default: “base_link”)

   移动基座的坐标系。

· map_frame (string, default: “map”)

   地图坐标系。

· odom_frame (string, default: “odom”)

   里程计系统的坐标系。

· map_update_interval (float, default: 5.0)

   地图更新的时间间隔(单位：seconds)。更新间隔越小，计算负荷越大。

· maxUrange (float, default: 80.0)

   激光雷达最大可用距离。光束被裁减成这个值。

· sigma (float, default: 0.05)

   用作结束点匹配。

· kernelSize (int, default: 1)

   在内核内寻找一个对应。

· lstep (float, default: 0.05)

   平移的最优步长。

· astep (float, default: 0.05)

   旋转的最优步长。

· iterations (int, default: 5)

   扫描匹配的迭代次数。

· lsigma (float, default: 0.075)

   波束的sigma，用来计算似然估计。 

· ogain (float, default: 3.0)

   评估似然的增益，用来平滑重采样的影响。

· lskip (int, default: 0)

   每次扫描跳过的波束。

· minimumScore (float, default: 0.0)

   评价扫描匹配良好结果的最低分数。 

· srr (float, default: 0.1)

   平移函数在平移时的里程计误差 (rho/rho)。

· srt (float, default: 0.2)

   旋转函数在平移时的里程计误差 (rho/theta)

· str (float, default: 0.1)

   平移函数在旋转时的里程计误差 (theta/rho)

· stt (float, default: 0.2)

   旋转函数在旋转时的里程计误差 (theta/theta)

· linearUpdate (float, default: 1.0)

   机器人平移这么远，处理一次扫描。

· angularUpdate (float, default: 0.5)

   机器人旋转这个角度，处理一次扫描。

· temporalUpdate (float, default: -1.0)

   如果上一次扫描处理比更新时间长，处理一次扫描。值小于0，将会关闭更新相关    的时间。

· resampleThreshold (float, default: 0.5)

   基于重采样阈值的Neff。

· particles (int, default: 30)

   滤波器的粒子数。

· xmin (float, default: -100.0)

   初始地图尺寸。

· ymin (float, default: -100.0)

   初始地图尺寸。

· xmax (float, default: 100.0)

       初始地图尺寸。

· ymax (float, default: 100.0)

   初始地图尺寸。

· delta (float, default: 0.05)

   处理参数 (地图的分辨率)。

· llsamplerange (float, default: 0.01)

   似然的平移采样距离。

· llsamplestep (float, default: 0.01)

   似然的平移采样步长。

· lasamplerange (float, default: 0.005)

   似然的角度采样距离。

· lasamplestep (float, default: 0.005)

   似然的角度采样步长。

· transform_publish_period (float, default: 0.05)

   转换发布间隔，单位：seconds

· occ_thresh (float, default: 0.25)

   Gmapping占用值的阈值。有大一些的占用值的单元格，被视为占用。

· maxRange (float)

   传感器的最大距离。

需要的tf转换

<the frame attached to incoming scans> → base_link

         通常是一个固定值， 由robot_state_publisher或 tf static_transform_publisher.定期广播。

base_link → odom

      通常有里程计系统提供(例如，移动机器人的驱动)

提供的tf转换

map → odom

     在地图坐标系中机器人位姿的当前估计。

http://wiki.ros.org/pr2_controllers/Tutorials/Using%20the%20base%20controller%20with%20odometry%20and%20transform%20information