? ? ? 機(jī)器人的智能移動(dòng)可應(yīng)用于物流行業(yè)、交通行業(yè)，本節(jié)內(nèi)容我們將利用鍵盤控制全向底盤運(yùn)動(dòng)完成slam建圖，并能在已建好的地圖里進(jìn)行自主導(dǎo)航。

1. 鍵盤控制底盤運(yùn)動(dòng)

實(shí)現(xiàn)思路

? ? ? 按下鍵盤上指定的鍵，實(shí)現(xiàn)全向底盤前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向、平移；還可以靈活的設(shè)置底盤的角速度、線速度來調(diào)整底盤的運(yùn)動(dòng)。下面是本實(shí)驗(yàn)中規(guī)劃的控制全向底盤的鍵盤命令（如下表所示），大家可以先熟悉一下，稍后會(huì)在控制底盤時(shí)用到。

鍵盤命令及含義表

操作步驟

① 下載文末資料中的參考程序fourmacnum_car_ws\src\Arduino_Program\black_handle_BaseCar\black_handle_BaseCar.ino：

② 啟動(dòng)雷達(dá)、鍵盤、rosserial程序包。打開終端,輸入roslaunch robot_navigation_control robot.launch命令（見下圖），等待程序的運(yùn)行啟動(dòng)界面。

成功啟動(dòng)后，可以在終端看到底盤的當(dāng)前speed（線速度）為0.04，turn（角速度）為0.08。

注意：speed指的是線速度的大?。ò较颍?，turn指的是角速度的大小（包含方向）。

啟動(dòng)后的界面（如下圖所示）:

③ 嘗試按下鍵盤命令，控制底盤的運(yùn)動(dòng)。 (注意：請(qǐng)先保證終端是激活狀態(tài)；按鍵盤時(shí)，稍微有點(diǎn)間隔，給底盤轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間)。

假如現(xiàn)在希望先增加底盤的最大速度，再降低底盤的最大速度，則分別按下鍵盤上q、z命令，則可以觀察到終端的結(jié)果（如下圖所示）。

更多命令大家可自行嘗試。

2. 底盤同步定位與建圖-SLAM

實(shí)現(xiàn)思路

? ? ? 利用Gmapping算法對(duì)底盤所在的未知環(huán)境進(jìn)行建立地圖、同步定位、最后保存此地圖。此地圖可供后續(xù)底盤導(dǎo)航使用。

器材準(zhǔn)備

操作步驟

① 下載文末資料中的參考程序fourmacnum_car_ws\src\Arduino_Program\black_handle_BaseCar\black_handle_BaseCar.ino：

② 啟動(dòng)雷達(dá)、鍵盤、rosserial。

? ? ? ?打開終端并輸入命令：roslaunch robot_navigation_control robot_car.launch，見下圖。

③ 啟動(dòng)構(gòu)建地圖服務(wù)。

? ? ? ?重新打開新終端并輸入：roslaunch four_macnum_slam four_macnum_slam.launch，見下圖。

? ? ? 界面啟動(dòng)后，在rviz中選擇“map”，可以在可視化界面看到有地圖出現(xiàn)。

? ? ? 下面根據(jù)實(shí)際環(huán)境進(jìn)行建圖：按下鍵盤相關(guān)指令（鍵盤指令請(qǐng)參考上述內(nèi)容--鍵盤命令及含義表）來控制全向底盤在場(chǎng)地內(nèi)遍地運(yùn)行，直至在Rviz內(nèi)可以看到構(gòu)建地圖的輪廓，如下圖所示（注意實(shí)際地圖環(huán)境不同，出現(xiàn)的輪廓也會(huì)不同）。

④ 為了后續(xù)在已知環(huán)境中運(yùn)行底盤，需把此次建立的地圖進(jìn)行保存。需要先進(jìn)入保存地圖的文件夾，然后給地圖命名，保存即可。

下面是實(shí)驗(yàn)中的具體操作：

重新打開新終端（ctrl+shift+t）并輸入：cd fourmacnum_car_ws/src/four_macnum_navigation/maps

之后輸入：rosrun map_server map_saver -f ./your_map_name

返回下圖紅色框的信息，代表成功保存地圖。

查看生成的地圖文件

? ? ? 上面我們用map_server來保存地圖，這里我們來簡單了解和查看一下剛才保存的地圖文件（見下圖）。其中：map_server是一個(gè)和地圖相關(guān)的功能包，它可以將已知地圖發(fā)布出來，供導(dǎo)航和其它功能使用，也可以保存SLAM建立的地圖。

? ? ? 地圖文件，通常為pgm格式 ?

? ? ? 地圖的描述文件，通常為yaml格式

打開your_map_name.pgm（見下圖）：

打開your_map_name.yaml ，各個(gè)參數(shù)如下圖所示：

其中占據(jù)的概率 occ = (255-color_avg)/255.0，color_avg為RGB三個(gè)通道的平均值。

3. 底盤導(dǎo)航—Navigation

實(shí)現(xiàn)思路

? ? ? 加載上述實(shí)驗(yàn)中建好的地圖，全向底盤進(jìn)行姿態(tài)估計(jì)并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航效果。

操作步驟

① 將創(chuàng)建的地圖應(yīng)用到導(dǎo)航程序中。這里我們需要修改下four_macnum_navigation.launch文件,將your_map_name.yaml 添加到此launch文件中。步驟如下：

? ? ? ?打開終端并輸入：cd fourmacnum_car_ws/src/four_macnum_navigation/launch

? ? ? ?之后再輸入：gedit four_macnum_navigation.launch

② 啟動(dòng)雷達(dá)、鍵盤、rosserial。

? ? ? ?在該終端繼續(xù)輸入：roslaunch robot_navigation_control test_one.launch

③ 打開新終端并輸入：roslaunch four_macnum_navigation four_macnum_navigation.launch（見下圖）。

啟動(dòng)界面后，可以看到許多紅色的箭頭，這代表底盤的姿態(tài)估計(jì)還不準(zhǔn)確。

④ 開始調(diào)整底盤的姿態(tài)。

? ? ? ?使用2D Pose Estimate 標(biāo)定底盤位于地圖中的初始位置及車頭指向（見下圖）。

⑤ 鼠標(biāo)點(diǎn)擊有roslaunch robot_navigation_control test_one.launch的終端后，嘗試按下鍵盤命令控制全向底盤運(yùn)動(dòng)（鍵盤指令請(qǐng)參考上述內(nèi)容--鍵盤命令及含義表），最好盡可能多的消除地圖中的箭頭【這一步作用是確定底盤在地圖中的實(shí)際位置以及車頭指向】。

? ? ? ?下面是多次按下鍵盤命令控制底盤運(yùn)動(dòng)后，箭頭逐漸減少的效果。

下圖是最后調(diào)整完的底盤姿態(tài)（即底盤在地圖中的實(shí)際位置以及車頭指向）。

⑥ 嘗試給定全向底盤目標(biāo)位置。

【使用2D Nav Goal】，這里的目標(biāo)位置包含了目標(biāo)點(diǎn)及車頭指向，在可視化界面點(diǎn)擊且轉(zhuǎn)動(dòng)箭頭防線，機(jī)器人會(huì)移動(dòng)到指定點(diǎn)的位置。??

4. 資料下載

資料內(nèi)容：程序源代碼

資料下載地址：桌面級(jí)全向底盤-slam導(dǎo)航 https://www.robotway.com/h-col-260.html