5.1. SLAM建图

功能介绍

SLAM指即时定位与地图构建（Simultaneous Localization and Mapping，简称SLAM）。 本章节使用ROS2的SLAM-Toolbox作为建图算法，在Gazebo中控制小车行驶建立地图，并通过Rviz2观察建图效果。 其中SLAM-Toolbox运行在旭日X3派上，Gazebo和Rviz2运行在与旭日X3派同一网段的PC上。

支持平台

平台 运行方式 示例功能
旭日X3派 Ubuntu 20.04 PC端启动仿真环境，并在旭日X3派进行SLAM建图，最后通过Rviz2展示建图效果

准备工作

旭日X3派

  1. 旭日X3派已烧录好地平线提供的Ubuntu 20.04镜像。

  2. 旭日X3派已成功安装TogetheROS.Bot，并且已经添加ROS2 apt源。

  3. tros.b成功安装后，安装SLAM-Toolbox

    sudo apt-get install ros-foxy-slam-toolbox

  4. 建立软连接

    cd /opt/tros
## 使用/opt/tros目录下的create_soft_link.py创建ROS package至tros.b的软连接
sudo python3 create_soft_link.py --foxy /opt/ros/foxy/ --tros /opt/tros/

  5. 和旭日X3派在同一网段的PC，PC已安装Ubuntu 20.04系统、ROS2 Foxy桌面版和仿真环境Gazebo， 数据可视化工具Rviz2。

    ROS2 Foxy安装参考：https://docs.ros.org/en/foxy/Installation/Ubuntu-Install-Debians.html

    PC的ROS2安装成功后安装Gazebo和Turtlebot3相关的功能包，安装方法为：

    sudo apt-get install ros-foxy-gazebo-*
sudo apt install ros-foxy-turtlebot3
sudo apt install ros-foxy-turtlebot3-bringup
sudo apt install ros-foxy-turtlebot3-simulations
sudo apt install ros-foxy-teleop-twist-keyboard

使用介绍

旭日X3派

本小节介绍如何使用旭日X3派运行SLAM算法，并使用PC观察建图效果。

PC端启动仿真环境：

source /opt/ros/foxy/setup.bash
export TURTLEBOT3_MODEL=burger
ros2 launch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch.py

仿真环境如下图所示： ../_images/gazebo.jpg

PC端开启另外一个控制台，启动Rviz2 用于观察建图效果：

source /opt/ros/foxy/setup.bash
ros2 launch turtlebot3_bringup rviz2.launch.py

打开Rviz2后，需要添加“map”可视化选项，用于展示建立的地图，步骤如下所示： ../_images/rvizsetting.jpg

X3板端运行SLAM-Toolbox：

# 配置tros.b环境
source /opt/tros/setup.bash
source /opt/ros/foxy/local_setup.bash

#启动SLAM launch文件
ros2 launch slam_toolbox online_sync_launch.py

PC端开启另外一个控制台，PC端启动控制工具，通过键盘控制小车运动，控制方法见控制台打印的log，在此不再赘述：

source /opt/ros/foxy/setup.bash
ros2 run teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard

控制小车行驶，随着小车雷达探测到更多的环境信息，SLAM算法也建立起环境地图，可以在Rviz2上观察到建图效果。 ../_images/map.jpg

结果分析

在旭日X3派板端运行终端输出如下信息：

[INFO] [launch]: All log files can be found below /root/.ros/log/2022-06-10-06-40-34-204213-ubuntu-5390
[INFO] [launch]: Default logging verbosity is set to INFO
[INFO] [sync_slam_toolbox_node-1]: process started with pid [5392]
[sync_slam_toolbox_node-1] [INFO] [1654843239.403931058] [slam_toolbox]: Node using stack size 40000000
[sync_slam_toolbox_node-1] [INFO] [1654843240.092340814] [slam_toolbox]: Using solver plugin solver_plugins::CeresSolver
[sync_slam_toolbox_node-1] [INFO] [1654843240.096554433] [slam_toolbox]: CeresSolver: Using SCHUR_JACOBI preconditioner.
[sync_slam_toolbox_node-1] Info: clipped range threshold to be within minimum and maximum range!
[sync_slam_toolbox_node-1] [WARN] [1654843589.431524393] [slam_toolbox]: maximum laser range setting (20.0 m) exceeds the capabilities of the used Lidar (3.5 m)
[sync_slam_toolbox_node-1] Registering sensor: [Custom Described Lidar]