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《动手学ROS2》10.4 Cartographer介绍与安装
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《动手学ROS2》10.4 Cartographer介绍与安装 本系列教程作者：小鱼 公众号：鱼香ROS QQ交流群：139707339 教学视频地址：小鱼的B站 完整文档地址：鱼香ROS官网 版权声明：如非允许禁止转载与商业用途。
Cartographer是Google开源的一个可跨多个平台和传感器配置以2D和3D形式提供实时同时定位和建图（SLAM）的系统。 github地址：https://github.com/cartographer-project/cartographer 文档地址：https://google-cartographer.readthedocs.io/en/latest 在小鱼呆过的机器人公司里，建图最终方案都是采用了Cartographer，甚至花费大量人力物力对Cartographer算法进行裁剪，这足以表明Cartographer算法的优越性。 Cartographer系统架构概述（简单看看即可，如果大家后面确定研究方向是SLAM可以深入学习）： 简单的可以看到左边的可选的输入有深度信息、里程计信息、IMU数据、固定Frame姿态。 安装carotgrapher sudo apt install ros-foxy-cartographer需要注意我们不是直接使用cartographer，而是通过cartographer-ros功能包进行相关操作，所以我们还需要安装下cartographer-ros sudo apt install ros-foxy-cartographer-ros 2.2 源码安装小鱼比较推荐源码安装的方式，毕竟是以学习为目的，我们后面要稍微看一下源码。 将下面的源码克隆到fishbot_ws的src目录下： git clone https://ghproxy.com/https://github.com/ros2/cartographer.git -b foxy git clone https://ghproxy.com/https://github.com/ros2/cartographer_ros.git -b dashing 安装依赖这里我们使用rosdepc进行依赖的安装，rosdepc指令找不到可以先运行下面的一键安装命令，选择一键配置rosdep即可。 wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros接着在fishbot_ws下运行下面这个命令进行依赖的安装。 rosdepc 是小鱼制作的国内版rosdep，是一个用于安装依赖的工具。该工具的安装可以采用一键安装进行，选项编号为3。安装完成后运行一次rodepc update即可使用。 rosdepc install -r --from-paths src --ignore-src --rosdistro $ROS_DISTRO -y 编译这里有一个新的命令–packages-up-to，意思是其所有依赖后再编译该包 colcon build --packages-up-to cartographer_ros 2.3 测试是否安装成功如果是源码编译请先source下工作空间后再使用下面指令查看是否安装成功； ros2 pkg list | grep cartographer能看到下面的结果即可 cartographer_ros cartographer_ros_msgs可能你会好奇为什么没有cartographer，因为cartographer包的编译类型原因造成的，不过没关系，cartographer_ros依赖于cartographer，所以有cartographer_ros一定有cartographer。 3.Cartographer参数配置作为一个优秀的开源库，Cartographer提供了很多可以配置的参数，虽然灵活性提高了，但同时也提高了使用难度（需要对参数进行调节配置），所以有必要在正式使用前对参数进行基本的介绍。 因为我们主要使用其进行2D的建图定位，所以我们只需要关注2D相关的参数。 Cartographer参数是使用lua文件来描述的，不会lua也没关系，我们只是改改参数而已。 小鱼提示：lua中的注释采用 – 开头 3.1 前端参数文件：trajectory_builder_2d src/cartographer_core/cartographer/configuration_files/trajectory_builder_2d.lua 请你打开这个文件自行浏览，小鱼对其中我们可能会在初次建图配置的参数进行介绍。 -- 是否使用IMU数据 use_imu_data = true, -- 深度数据最小范围 min_range = 0., -- 深度数据最大范围 max_range = 30., -- 传感器数据超出有效范围最大值时，按此值来处理 missing_data_ray_length = 5., -- 是否使用实时回环检测来进行前端的扫描匹配 use_online_correlative_scan_matching = true -- 运动过滤，检测运动变化，避免机器人静止时插入数据 motion_filter.max_angle_radians 3.2 后端参数文件：pose_graph.lua-后端参数配置项 路径src/cartographer_core/cartographer/configuration_files/pose_graph.lua 该文件主要和地图构建 --Fast csm的最低分数，高于此分数才进行优化。 constraint_builder.min_score = 0.65 --全局定位最小分数，低于此分数则认为目前全局定位不准确 constraint_builder.global_localization_min_score = 0.7 3.3 Carotgrapher_ROS参数配置该部分参数主要是用于和ROS2进行通信和数据收发的配置，比如配置从哪个话题读取里程记数据，从哪个话题来获取深度信息（雷达）。 文件：backpack_2d.lua 路径：src/cartographer_core/cartographer_ros/cartographer_ros/configuration_files/backpack_2d.lua include "map_builder.lua" include "trajectory_builder.lua" options = { map_builder = MAP_BUILDER, trajectory_builder = TRAJECTORY_BUILDER, -- 用来发布子地图的ROS坐标系ID，位姿的父坐标系，通常是map。 map_frame = "map", -- SLAM算法跟随的坐标系ID tracking_frame = "base_link", -- 将发布map到published_frame之间的tf published_frame = "base_link", -- 位于“published_frame ”和“map_frame”之间，用来发布本地SLAM结果（非闭环），通常是“odom” odom_frame = "odom", -- 是否提供里程计 provide_odom_frame = true, -- 只发布二维位姿态（不包含俯仰角） publish_frame_projected_to_2d = false, -- 是否使用里程计数据 use_odometry = false, -- 是否使用GPS定位 use_nav_sat = false, -- 是否使用路标 use_landmarks = false, -- 订阅的laser scan topics的个数 num_laser_scans = 0, -- 订阅多回波技术laser scan topics的个数 num_multi_echo_laser_scans = 1, -- 分割雷达数据的个数 num_subdivisions_per_laser_scan = 10, -- 订阅的点云topics的个数 num_point_clouds = 0, -- 使用tf2查找变换的超时秒数 lookup_transform_timeout_sec = 0.2, -- 发布submap的周期间隔 submap_publish_period_sec = 0.3, -- 发布姿态的周期间隔 pose_publish_period_sec = 5e-3, -- 轨迹发布周期间隔 trajectory_publish_period_sec = 30e-3, -- 测距仪的采样率 rangefinder_sampling_ratio = 1., --里程记数据采样率 odometry_sampling_ratio = 1., -- 固定的frame位姿采样率 fixed_frame_pose_sampling_ratio = 1., -- IMU数据采样率 imu_sampling_ratio = 1., -- 路标采样率 landmarks_sampling_ratio = 1., } 4.总结本节我们简单的介绍了Cartographer以及二进制和源码安装的方法，并对参数进行介绍。 下一节我们就开始为fishbot配置cartographer，接着就可以使用fishbot进行建图了。 参考文章： https://google-cartographer.readthedocs.io/en/latest/configuration.html技术交流&&问题求助： 微信公众号及交流群：鱼香ROS小鱼微信：AiIotRobotQQ交流群：139707339版权保护：已加入“维权骑士”（rightknights.com）的版权保护计划 |
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