用于非 GPS 导航的Cartographer SLAM¶

本页介绍如何设置 ROS 和谷歌制图师 SLAM 使用 RPLidarA2 激光雷达为 ArduPilot 提供本地位置估计，使其可以在没有 GPS 的情况下运行。

这些指令在一台 NVidia TX2 闪烁着 APSync 然后是 ROS 和 MAVROS 按此处所述安装.

备注

这些页面正在制作中

安装 RPLidar 和 Pixhawk¶

../_images/ros-pixhawk-rplidara2-orientation.png

应调整 RPLidar 的方向，使其 USB 电缆线与飞行控制器上的箭头方向一致。

USB 电缆应插入运行 ROS 的配套计算机的 USB 端口。

检查 RPLidar 的串行端口¶

将 RPLidarA2 插入配套计算机。如果使用安装在 AUVidea J120 电路板上的 TX2，请确保将激光雷达插入下方的 USB 端口。

ls -l /设计/tty*

激光雷达应显示为 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyACM0。
如果您键入 "lsusb"，该设备还应被列为 "Cygnal Integrated Products, Inc.CP210x UART 桥接器/myAVR mySmartUSB 灯"
根据上面找到的串行端口，任何人只需输入以下两条命令中的一条，即可读取设备信息

苏都 篡改 -a -G 拨出

安装更多软件包¶

完整安装 ROS 桌面：

苏都 适切-获取 安装 玫瑰-<；发行版>-桌面

或安装这些单独的软件包（此列表尚不完整）：

苏都 适切-获取 安装 玫瑰-<；发行版>-tf 玫瑰-<；发行版>-tf-转换 玫瑰-<；发行版>-激光器-形状
苏都 适切-获取 安装 玫瑰-<；发行版>-cv-桥牌 玫瑰-<；发行版>-图像-运输
苏都 适切-获取 安装 qt4-qmake qt4-设计-工具
苏都 适切-获取 安装 原语-编者

创建柔荑工作空间¶

在你的主目录中：

CD $HOME
mkdir -p catkin_ws/src
CD catkin_ws catkin_init_workspace

安装 RPLidar 节点¶

在工作区安装 RPLidar 节点

cd $HOME/catkin_ws/src git clone https://github.com/Slamtec/rplidar_ros.git

安装 Google Cartographer¶

安装更多软件包

苏都 适切-获取 安装 蟒蛇-wstool 蟒蛇-rosdep 忍者-构建

用以下命令重新初始化工作区 wstool 然后合并 cartographer_ros.rosinstall 文件并获取依赖项代码。

cd $HOME/catkin_ws wstool init src wstool merge -t src https://raw.githubusercontent.com/googlecartographer/cartographer_ros/master/cartographer_ros.rosinstall wstool update -t src

安装 proto3 和 deb 依赖项

src/cartographer/scripts/install_proto3.sh sudo rosdep init # 如果出现文件已存在的错误信息，请忽略并继续 rosdep update rosdep install --from-paths src --ignore-src --rosdistro=${ROS_DISTRO} -y

克隆机器人姿势发布者软件包到工作区

cd $HOME/catkin_ws/src git clone https://github.com/GT-RAIL/robot_pose_publisher.git

使用你喜欢的编辑器（如 "gedit"）创建 cartographer_ros 启动文件

cd $HOME/catkin_ws/src/cartographer_ros/cartographer_ros/launch gedit cartographer.launch

将以下内容复制粘贴到文件中

<；启动>；
   <；停止 名字="/use_sim_time"； 价值="false"； />；
   <；网站 名字="cartographer_node"；
         包="cartographer_ros"；
         类型="cartographer_node"；
         参数="-configuration_directory$(find cartographer_ros)/configuration_files-configuration_basename cartographer.lua"；
         产量="屏幕"；>；
         <；重映射 从="奥多姆"； 至="/mavros/local_position/odom"； />；
         <；重映射 从="imu"； 至="/mavros/imu/data"； />；
   </网站>；
   <；网站 名字="cartographer_occupancy_grid_node"；
         包="cartographer_ros"；
         类型="cartographer_occupancy_grid_node"； />；
   <；网站 名字="robot_pose_publisher"；
         包="robot_pose_publisher"；
         类型="robot_pose_publisher"；
         重生="false"；
         产量="屏幕"； >；
         <；停止 名字="is_stamped"； 类型="bool"； 价值="true"；/>；
         <；重映射 从="robot_pose"； 至="/mavros/vision_pose/pose"； />；
   </网站>；
   <；网站 包="tf"； 类型="static_transform_publisher"； 名字="base_too_laser_broadcaster"； 参数="0 0 0 0 0 base_link laser 100"； />；
</启动>；

使用我们喜欢的编辑器（如 "gedit"）创建 cartographer.lua 脚本

cd $HOME/catkin_ws/src/cartographer_ros/cartographer_ros/configuration_files gedit cartographer.lua

将以下内容复制粘贴到文件中

包括 "map_builder.lua"；
包括 "trajectory_builder.lua"；

选项 = {
  地图生成器 = 地图建造者,
  轨迹生成器 = 轨迹生成器,
  map_frame = 地图,
  跟踪帧 = "base_link"；,
  出版框架 = "base_link"；,
  odom_frame = "奥多姆"；,
  提供odom_frame = 真,
  发布投影到 2D 的框架 = 错误,
  使用几何 = 错误,
  使用导航卫星 = 错误,
  使用地标 = 错误,
  激光扫描次数 = 1,
  多回波激光扫描次数 = 0,
  每次激光扫描的分划数 = 1,
  云点数量 = 0,
  查找转换超时秒数 = 0.2,
  subap_publish_period_sec = 0.3,
  pose_publish_period_sec = 5e-3,
  轨迹发布周期 = 30e-3,
  测距仪采样率 = 1.,
  采样率 = 1.,
  固定取景比例 = 1.,
  imu_sampling_ratio = 1.,
  地标采样率 = 1.,
}

地图建造者.使用轨迹生成器 2D = 真

轨迹生成器_2d.最小范围 = 0.05
轨迹生成器_2d.max_range = 30
轨迹生成器_2d.缺失数据射线长度 = 8.5
轨迹生成器_2d.使用 imu_data = 错误
轨迹生成器_2d.ceres_scan_matcher.翻译重量 = 0.2
轨迹生成器_2d.ceres_scan_matcher.旋转重量 = 5
轨迹生成器_2d.使用在线相关扫描匹配功能 = 真
轨迹生成器_2d.实时相关扫描捕获器.线性搜索窗口 = 0.1
轨迹生成器_2d.实时相关扫描捕获器.翻译三角成本权重 = 1.
轨迹生成器_2d.实时相关扫描捕获器.旋转三角成本权重 = 10
轨迹生成器_2d.运动过滤器.最大弧度 = 算术.辐射(0.2)
-- 对于 当前 激光雷达 只是 1 是 好 价值
轨迹生成器_2d.累计范围数据数 = 1

轨迹生成器_2d.min_z = -0.5
轨迹生成器_2d.max_z = 0.5

姿势图.约束生成器.最小得分 = 0.65
姿势图.约束生成器.global_localization_min_score = 0.65
姿势图.优化问题.刻度 = 1e2
姿势图.优化每 n 个节点 = 30

返回 选项

备注

与其手动修改上述软件包，不如克隆此版本库并安装依赖项。

构建软件包¶

CD $HOME/catkin_ws 柔荑 构建
消息来源 devel/setup.bash

开始制图¶

将 RPLidarA2 插头插入配套电脑，然后打开四个端子，并在每个端子类型中打开：

CD catkin_ws
消息来源 devel/setup.bash

然后在终端1

玫瑰核

在航站楼2：

玫瑰发射 rplidar_ros rplidar.launch

在航站楼3：

玫瑰发射 制图师 制图师启动

在航站楼4：

按照连接 ROS 页面这需要运行类似下面的命令：

玫瑰发射 马夫罗斯 apm.launch fcu_url：=udp://:14855@

配置 ArduPilot¶

用地面站（即 Mission Planner）连接飞行控制器，并检查以下参数是否设置如下：

AHRS_EKF_TYPE = 3 使用 EKF3
EK2_ENABLE = 0 则禁用 EKF2
EK3_ENABLE = 1 时启用 EKF3
EK3_SRC1_POSXY = 6 将位置水平源设置为 ExternalNAV
EK3_SRC1_POSZ = 1，将位置垂直源设置为巴罗
EK3_SRC1_VELXY = 6，将速度水平源设置为 ExternalNAV
EK3_SRC1_VELZ = 6，将垂直速度源设置为 ExternalNAV
EK3_SRC1_YAW = 6，将偏航源设置为 ExternalNAV
GPS1_TYPE = 0 关闭 GPS
VISO_TYPE = 1，启用视觉里程计
上膛检查 = 388598（可选，用于禁用 GPS 检查）

更改上述任何数值后，重新启动飞行控制器。

如果一切正常，视觉位置估计值应开始从 ROS 传输到 ArduPilot。使用Mission Planner地面站（或类似工具）连接到飞行控制器，检查飞行数据屏幕的 "信息 "选项卡（左下角）是否有来自 EKF 的信息，如下图所示，即可确认这一点：

EKF2 IMU1 最初 姿势 NED = 0.0,0.0,0.0 (m)
EKF2 IMU1 是 使用 外部 航行 数据
EKF2 IMU0 最初 姿势 NED = 0.0,0.0,0.0 (m)
EKF2 IMU0 是 使用 外部 航行 数据

使用Mission Planner地面站（或类似工具）进入 "飞行数据 "屏幕，用鼠标右键单击地图并选择 "在此设置原点">> "设置 EKF 原点"。飞行器应立即出现在您点击的地图上。

测试¶

要确认 ROS 端工作正常，请键入以下命令，制图师提供的位置估计实时更新信息就会显示出来

游标 回响 /机器人姿势

Mission Planner地面站的 MAVLink 检查器（按 Ctrl-F，然后按 "MAVLink 检查器 "按钮）可用于检查 VISION_POSITION_ESTIMATE 信息是否成功发送至飞行控制器

./_images/ros-cartographer-testing-mavlink-inspector.png

视频¶

备注

我们致力于改进 ArduPilot 对 ROS 的支持，因此如果您发现问题（例如似乎不支持的命令），请在 ArduPilot 问题列表我们会尽快解决。