ROS2版Turbot3-Multi仿真教程-2台机器人边建图边导航

说明

• 介绍实现2台机器人的边建图边导航，并合并大地图
• 环境：ubuntu22.04 + ros2 humble

初始化机器人在仿真地图上的位置

• 初始化机器人在仿真地图上的位置， 打开robots_world_house_merge.json

vim ~/ros2_tb3_multi_ws/src/turtlebot3_multi/config/robots_world_house_merge.json

• 设置内容为

[
  {
    "name": "tb3_0",
    "x_pose": 0.0,
    "y_pose": 0.5,
    "z_pose": 0.0,
    "a": 0.0,
    "roll": 0.0,
    "pitch": 0.0,
    "yaw": 0.0
  },
  {
    "name": "tb3_1",
    "x_pose": -3.0,
    "y_pose": 1.5,
    "z_pose": 0.0,
    "a": 0.0,
    "roll": 0.0,
    "pitch": 0.0,
    "yaw": 0.0
  }
]

初始化机器人在合并地图上的位置

• 初始化机器人在合并地图上的位置， 打开map_merge_params.yaml

vim ~/ros2_tb3_multi_ws/src/turtlebot3_multi/config/map_merge_params.yaml

• 根据仿真坐标点设置合并后地图的初始化位置
• 公式如下

取两台机器人直线的中间位置为中心坐标点，X除于10,Y除于10, A坐标的都是正值，B坐标点都是负值。
比如 A:x=0.0,y=0.5  B:x=-3.0,y=1.5 得到的合并地图坐标。A:x=0.15,y=0.05  B:x=-0.15,y=-0.05

Xb1=(abs(X1-X2)/2)/10
Yb1=(abs(Y1-Y2)/2)/10

Xb2=-(abs(X1-X2)/2)/10
Yb2=-(abs(Y1-Y2)/2)/10

• 默认坐标

map_merge:
  ros__parameters:
    merging_rate: 4.0
    discovery_rate: 0.5
    estimation_rate: 0.5
    estimation_confidence: 0.6
    robot_map_topic: map
    robot_map_updates_topic: map_udpates
    robot_namespace: ""
    merged_map_topic: map
    world_frame: map
    known_init_poses: true
    # known_init_poses: false

    # Define here robots' positions in the map if known_init_poses is true
    /tb3_0/map_merge/init_pose_x: 0.15 
    /tb3_0/map_merge/init_pose_y: 0.05 
    /tb3_0/map_merge/init_pose_z: 0.0
    /tb3_0/map_merge/init_pose_yaw: 0.0

    /tb3_1/map_merge/init_pose_x: -0.15 
    /tb3_1/map_merge/init_pose_y: 0.05 
    /tb3_1/map_merge/init_pose_z: 0.0
    /tb3_1/map_merge/init_pose_yaw: 0.0

• 通过这个方法合并后地图的width和height接近384*384，这样合并的地图拼合才会比较完好。

启动步骤

• 新开终端，启动gazebo

./multi_scripts/multi_gazebo_2.sh robots_world_house_merge.json turtlebot3_house.world

• 指定坐标点，指定仿真地图
• 效果图：

• 新开终端，启动2台小车的导航

./multi_scripts/multi_nav.sh 2

• 新开终端，启动2台小车的建图

./multi_scripts/multi_slam.sh 2

• 新开终端，启动rviz

./multi_scripts/multi_rviz.sh

• 新开终端，启动合并地图， 并指定合并后机器人的初始化坐标点

./multi_scripts/multi_map_merge.sh map_merge_params.yaml

• rviz显示机器人1地图

• rviz显示机器人2地图

• rviz显示合并地图

通过指点目标点导航建图

• 在rviz右边，设置2D Goal Pose的话题/tb3_0/goal_pose （默认为机器人1）
• 在rviz地图上，点击2D Goal Pose按钮，指定点并拉一个方向，机器人1就会自动导航到对应地点
• 在rviz右边，设置2D Goal Pose的话题/tb3_1/goal_pose （机器人2）
• 在rviz地图上，点击2D Goal Pose按钮，指定点并拉一个方向，机器人1就会自动导航到对应地点
• 完成导航后，同时也完成合并地图
• 导航中的效果图：

• 完成后的合并效果图

通过键盘控制建图

• 分别新开终端，启动键盘控制

./multi_scripts/multi_key.sh 0

• 通过数字来确定启动那台机器人的键盘控制, 分别是第一台数字为0或第二台数字为1
• 分别控制每台小车移动，实现相应建图
• 效果如图：

• 最后有一个合并的地图出现

保存地图

• 建图完成之后，保存地图

./multi_scripts/multi_save_map.sh

• 地图自动保存在~/ros2_tb3_multi_ws/src/turtlebot3_multi/map目录下，名为multi.yaml和multi.pgm

• 查看地图

eog ~/ros2_tb3_multi_ws/src/turtlebot3_multi/map/multi.pgm

• 效果图

演示视频