ROS与navigation教程-map_server介绍

ROS与navigation教程-map_server介绍

说明:

  • 介绍map_server包的地图格式和命令行工具

概要

  • map_server包提供了一个map_server ROS 节点, 该节点通过ROS 服务器方式提供地图数据。
  • 该包还提供了map_saver命令行utility, 使用该工具可将动态创建的地图保存成文件。

代码库

地图格式

  • 该包中的工具使用过的地图会被存储在两个文件中。
  • 一个是YAML格式的文件描述地图meta-data并命名image文件。
  • 另一个image文件用来编码occupancy data。

Image 格式

  • Image 描述了地图上每个单元在相应像素的颜色中的占用状态。

  • 白色像素表示自由,黑色像素格表示占用,两种颜色之间的单元表示未知。

  • 彩色和灰度图像都适合,但大多数地图是灰度图像(尽管它们存储的好像是以彩色的形式),YAML文件的阈值划分为3类;阈值是在map_server内部完成的。

  • 比较阈值参数时,图像单元占用概率的计算如下:occ = (255 - color_avg) / 255.0 (color_avg是用8位数表示的来自于所有通道的平均值)。

  • 如果图像是24位颜色,一个单元的颜色0x0a0a0a有一个0.96的概率,这是一个完全占用((255-(0*16+10))/255.0=0.96)。

  • 如果像素颜色是0xeeeeee,则占用概率是0.07, 这意味着几乎没有被占用。

  • 当ROS消息通信时,占用度被表示为范围为[0-100]的整数,0的意思完全是自由的,100的意思完全占用,特殊值-1完全未知。

  • Image data 通过 SDL_Image库读取,取决于sdl_image在特定平台上提供的内容,且支持多种格式。

  • 一般来说,Image data 支持大多数流行的图像格式。

  • 一个必须要注意的例外是PNG格式在OS X平台上不能被支持。

YAML格式

  • 以下是YAML格式的一个示例:
image: testmap.png
resolution: 0.1
origin: [0.0, 0.0, 0.0]
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196
negate: 0

需要的字段:

  • image:指定包含occupancy data的image文件路径; 可以是绝对路径,也可以是相对于YAML文件的对象路径 。

  • resolution:地图分辨率,单位是meters/pixel 。

  • origin:图中左下角像素的二维位姿,如(x,y,yaw),yaw逆时针旋转(yaw=0表示没有旋转)。系统的很多部分现在忽略yaw值。

  • occupied_thresh:像素占用率大于这个阈值则认为完全占用。

  • free_thresh:像素占用率比该阈值小被则认为完全自由。

  • negate:无论白色或黑色,占用或自由,语义应该是颠倒的(阈值的解释不受影响)。

  • negate : Whether the white/black free/occupied semantics should be reversed (interpretation of thresholds is unaffected)

命令行工具

(1)Map_server

  • map_server是一个ROS 节点,可以从磁盘读取地图并使用ROS service提供地图。

  • 目前实现的map_server可将地图中的颜色值转化成三种占用值: 自由 (0), 占用 (100), 和 未知 (-1).

  • 这个工具的未来版本可能会使用0和100之间的值来表达更细致的占用度。

  • 命令语法

$ map_server <map.yaml>
  • 示例
$ rosrun map_server map_server mymap.yaml 
  • 注意:map data可以通过指定topic或者 service来提取。service的方式最后可能要被废弃。
  • 发布的主题
[map_metadata (nav_msgs/MapMetaData)][3] 
  • 通过指定话题获取地图的metadata
[map (nav_msgs/OccupancyGrid)][4] 
  • 通过指定话题获取地图

  • 服务

static_map ([nav_msgs/GetMap][5]) 
  • 通过该服务来获取地图

  • 参数

~frame_id (string, default: "map") 
  • 设置已发布的地图的坐标系(The frame to set in the header of the published map. )

(2)map_saver

  • map_saver可以把地图保存到磁盘。 例如:从SLAM mapping 服务中保存.

  • 命令语法

$ rosrun map_server map_saver [-f mapname]
  • Map_saver获取地图数据,并把它写到map.pgm和map.yaml。

  • 使用-f选项为指定地图的存放目录和名称。

  • 命令示例

$ rosrun map_server map_saver -f /home/xxx/map/zhizaokongjian
  • /home/xxx/map/为地图目录路径,zhizaokongjian为地图名称,生成后得到zhizaokongjian.yaml和zhizaokongjian.pgm两个文件

  • 订阅话题

map (nav_msgs/OccupancyGrid)

  • 通过指定话题来获取地图

参考资料:

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标签: ros与navigation教程