SLAM (自己位置推定) のための Localization ~Map作成完結編~ (ROS2-Foxy)

はじめに

前回の記事では、SLAM を実行して Gazebo 上の障害物を LIDAR で検知し、Rviz2 で /map トピックをサブスクライブして画面上に地図を表示しました。

今回は teleop_twist_keyboard パッケージを利用して Gazebo 上のロボットを動かしながら Map が作成されている様子を観察しながら、完成した地図の見方を説明できればと思います。

前提条件は、以下の通りです。

前回の記事を見てもらえれば、既に前提条件はクリアできていると思います。

早速、Localization と SLAM それぞれの launch ファイルを起動していきます。

cd ~/ros_ws
ros2 launch ros2_first_test first_localization.launch.py

別のターミナルを開き、以下を実行します。

cd ~/ros_ws
ros2 launch ros2_first_test first_slam.launch.py

このように、グレースケールで Rviz2 上で表示されていれば準備完了です。

ここまで来たら、あとは teleop_twist_keyboard を実行します。

ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard --ros-args --remap cmd_vel:=/first_robot/cmd_vel

上記を実行すると、キー入力でロボットが動くようになります。

です。これを利用して world 内をくまなく走査します。(時間かかります…。)

以下のような地図が作成されていると思います。

ここまできたら、保存まではあと一息です。
launch ファイルは停止せずに、そのまま以下の項目を進めてください。

以下のコマンドを実行すると ros2_first_test/map フォルダに map.pgm と map.yaml が作成されます。

cd ~/ros_ws/src/ros2_first_test
mkdir map
ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f ./map

nav2_map_server の公式の説明はこちらにあります。
github はこちらにあります。

nav2_map_server は、navigation2 のパッケージに map 情報を提供するパッケージです。

作成された map.yaml を確認してみましょう。

image: ./map.pgm
mode: trinary
resolution: 0.05
origin: [-4.58, -11.8, 0]
negate: 0
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.25

yaml ファイルの mode の説明は、ソースコードを見ないと分からないと思います。
探しても見つかりませんでした。ソースコードはこちらです。
マップファイルは nav_msgs/OccupancyGrid の型で作成されます。こちらに説明があります。

image … .pgm ファイルの保存場所
mode … Trinary, Scale, Raw から選択されます。
Trinary : lightness = 100(侵入不可), 0(通行可能), -1(不明) から構成されます。
不明は、LIDAR の届かない部分が、該当します・
Scale : alpha(透過度), lightness(明るさ?) から構成されます。alpha = -1 で不明です。
lightness は 0 – 100 で、直線補間されます。0 は通行可能、100 は侵入不可です。
Raw : lightness = 0(通行可能), 100(侵入不可), >=101(不明) で構成されています。
lightness = 0 – 100 は直線補間されます。
resolution … resolution の説明はこちらにあります。
　　　　　　 map resolution [m/cell] なので、グリッドの 1 セル当たりが、何m を表しているとなります。0.05 m/cell = 1セル当たり 0.05m
origin … マップの原点の位置です。The origin of the map [m, m, rad]で表されます。
negate … 表示される Map の白黒を反転するかどうかを示しています。1 = True で反転です。
occupied_thresh … この値よりも大きいピクセルの値は、侵入不可とみなされます。
free_thresh … この値よりもピクセルの値が低いと、通行可能とみなされます。