10.在STDR中加载其他地图
corvin_zhang
0x00 概述
在前面的教程中，一直都是使用默认提供的一个地图。是不是stdr只能使用这个地图呢？那你就太小看stdr了，它加载地图的方式其实跟我们在amcl中要进行定位时的地图是一样的，都是需要类似像map_server这样的工具来加载地图。不过这里使用的是stdr_server。在stdr中其实提供了很多张做好地图，只不过默认打开的都是一张地图。如果要想修改为其他的地图也是很容易的，只要修改下launch文件中加载的地图名称即可。在这里说到如何加载地图了，其实很多小伙伴以前都询问过能否自己做地图来加载呢？我一直回答说是可以的，只不过没有跟大家详细介绍过如何操作，这里就顺便给大家介绍如何制作一个地图来加载测试。
0x01 加载默认提供的其他地图
首先来看下stdr都将地图存储在哪个路径下，我们先将提供的其他地图给加载起来看看效果。下图是默认提供的地图文件：
由上图可以得知，在加载地图时，地图文件都是成对出现的。一个png图片文件，一个同名的yaml文件，这个yaml文件就是一个配置参数。在加载地图时会根据这些参数来显示地图的，可以看到每次当我们调用以下命令时，其实每次都是加载sparse_obstacles地图：
roslaunch stdr_launchers server_with_map_and_gui_plus_robot.launch
我们首先来看下这个server_with_map_and_gui_plus_robot.launch文件是如何编写的，我们可以参考该文件来加载其他地图，该launch文件代码如下：
<launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/sparse_obstacles.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 1 2 0" /> </launch>
由上述代码我们可以得知，通过stdr_server_node节点来加载地图。在最后的args参数中可知，加载的地图是sparse_obstacles.yaml文件。我们只要修改该地图文件名，这样就可以加载其他地图了。最后启动的节点是用来在地图上放置机器人的位置的，我们可以看到这里加载的机器人是pandora_robot.yaml，其实我们可以修改该文件名就可以加载其他机器人了。最后的三个数字“1 2 0”，分别代表的意思是“放置的横坐标，纵坐标，机器人朝向”。对于这个朝向需要注意，它是使用弧度来表示的，这里0表示朝向正向右。如果想让机器人正向超上的话，意思就是逆时针转动90度，那么这里的弧度就是1.57了。如果想让机器人正朝向左边，那就是逆时针转动180度，这里的弧度就是3.14了。
下面我们就可以根据这个launch文件来修改一下加载其他地图了，下面分别写launch文件来加载其他地图：
-
加载frieburg地图
我们在stdr_launchers文件夹下的launch文件夹中，新增frieburg_map_robot_gui.launch启动文件，具体的代码如下：
<!-- Author:corvin Description: Load gui with frieburg map and pandora robot. History: 20181220: Initial this launch file. --> <launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/frieburg.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 25 25 0" /> </launch>
当使用如下命令来启动该launch文件就可以看到新加载的地图了，命令如下：
roslaunch stdr_launchers frieburg_map_robot_gui.launch
-
加载hospital_section地图
同样在stdr_launchers下的launch文件夹中新增launch文件hospital_map_robot_gui.launch，该启动文件的代码如下：
<!-- Author:corvin Description: Load gui with hospital map and pandora robot. History: 20181220: Initial this launch file. --> <launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/hospital_section.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 2 15 0" /> </launch>
使用如下命令来加载该启动文件，这样就可以看到新地图了，命令如下：
roslaunch stdr_launchers hospital_map_robot_gui.launch
-
加载mines地图
同理可得了，在stdr_launchs下的launch文件夹中新增mines_map_robot_gui.launch启动文件，该文件代码如下：
<!-- Author:corvin Description: Load gui with mines map and pandora robot. History: 20181220: Initial this launch file. --> <launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/mines.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 28 17 0" /> </launch>
启动该launch文件的命令如下：
roslaunch stdr_launchers mines_map_robot_gui.launch
-
加载robocup地图
同理，新增robocup_map_robot_gui.launch文件，该文件的代码如下：
<!-- Author:corvin Description: Load gui with robocup map and pandora robot. History: 20181220: Initial this launch file. --> <launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/robocup.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 6 10 1.57" /> </launch>
使用如下命令来启动该launch文件，这样就可以看到新地图了，命令如下：
roslaunch stdr_launchers robocup_map_robot_gui.launch
-
加载simple_rooms地图
在launch文件中新增rooms_map_robot_gui.launch，该文件的代码如下：
<!-- Author:corvin Description: Load gui with simple rooms map and pandora robot. History: 20181220: Initial this launch file. --> <launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/simple_rooms.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 2 8 0" /> </launch>
可以使用如下命令来启动该launch文件：
roslaunch stdr_launchers rooms_map_robot_gui.launch
-
加载simple_rooms_no_walls地图
新增nowall_rooms_robot_gui.launch文件，该文件的代码如下：
<!-- Author:corvin Description: Load gui with no wall rooms map and pandora robot. History: 20181220: Initial this launch file. --> <launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/simple_rooms_no_walls.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 2 8 0" /> </launch>
启动该launch文件的命令如下：
roslaunch stdr_launchers nowall_rooms_robot_gui.launch
0x03 加载自定义地图
自定义地图其实可以使用类似画图这样的软件来自己画一个的，就如同上面的那张图。这里为了介绍更加复杂点的自定义地图，我就从百度上找了一些家庭里两居室的户型图。这样的地图会更加实用点，大家可以去自己搜索或者直接用我下载的。这里是一张两居室和三居室的户型图，如下所示：
虽然这些图可以用，但是还是需要做些小修改的。因为在进行雷达建图时，会将黑色的部分当作障碍物。上面两张图都可以看出来，每个屋里的房门都给画出来了开门朝向和路径。还有就是这些提示的字也需要修改一下，不然也会把这些字当作障碍物来建地图的。在这里我只拿第一张两居室的图来做举例说明了，告诉大家如何修改。第二张图片留给大家来自行修改了，算是作为一个练习题了。
将第一张图在liunux下kolourPaint（类似与windows下的画图软件）打开，然后修改。修改步骤都是很简单的，其实大部分都是用橡皮擦把很多东西给删除了，或者用移动工具将字换下位置，或者使用直线来将一些线条加强一下。最终修改的图片如下：
可以看出来我并没有将所有的字都给删除，那是因为我将字给放到线框中。这样激光雷达在进行建图时，是扫描不到这些字的，所以不影响我们建图。接下来我们将这张图片放到如下图所示的路径中：
在前面也介绍过，在加载地图时，除了这个png文件，还需要有一个同名的yaml文件。该yaml文件就是加载地图时的一些参数，每个yaml文件的参数差不多，我是复制其他的然后修改一下。该yaml文件的代码如下：
image: home.png resolution: 0.05 origin: [0.0, 0.0, 0.0] occupied_thresh: 0.2 free_thresh: 0.1 negate: 0
下面来依次介绍下yaml文件中的各参数意义：
- image:包含占用数据的图像文件的路径; 可以是绝对的，也可以是相对于YAML文件的位置.
- resolution:地图的分辨率，米/像素.
- origin:地图中左下角像素的二维姿态（x，y，yaw）,偏航为逆时针旋转（偏航= 0表示无旋转）,系统的许多部分目前忽略了偏航.
- occupied_thresh:大于此阈值的像素被视为完全占用,如果你的地图上线条不是特别黑的话,建议将该值降低.
- free_thresh:小于此阈值的像素被认为是完全空闲的,如果线条黑的颜色值低于该值则认为是空白的,不是障碍物.
- negate:是否应该反转白/黑,空闲/占用（阈值的解释不受影响）.
下面来介绍对应的launch文件的编写，这里命名为home_map_robot_gui.launch，将其也放在stdr_launchers下的launch文件夹中，代码如下：
<!-- Author:corvin Description: Load gui with home rooms map and pandora robot. History: 20181220: Initial this launch file. --> <launch> <include file="$(find stdr_robot)/launch/robot_manager.launch" /> <node type="stdr_server_node" pkg="stdr_server" name="stdr_server" output="screen" args="$(find stdr_resources)/maps/home.yaml"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="world2map" args="0 0 0 0 0 0 world map 100" /> <include file="$(find stdr_gui)/launch/stdr_gui.launch"/> <node pkg="stdr_robot" type="robot_handler" name="$(anon robot_spawn)" args="add $(find stdr_resources)/resources/robots/pandora_robot.yaml 17 33 4.71" /> </launch>
然后可以使用下面的命令来加载该launch文件，这样就可以看到DIY的地图加载起来的样子了，命令如下：
roslaunch stdr_launchers home_map_robot_gui.launch
同样，我们也可以基于该地图来进行gmapping建图，下面动图就是建图的过程，供大家参考：
0x04 References
[1]. ros wiki. Running STDR Simulator.
http://wiki.ros.org/stdr_simulator/Tutorials/Running%20STDR%20Simulator
[2]. ros wiki. How to load a map.
http://wiki.ros.org/stdr_simulator/Tutorials/How%20to%20load%20a%20map
[3]. ros wiki. map_server的介绍. http://wiki.ros.org/map_server
[4]. 天涯0508. ROS开发笔记（6）—利用 gmapping 构建环境地图（map）.
https://blog.csdn.net/wsc820508/article/details/81556620
0x05 Feedback
大家在按照教程操作过程中有任何问题，可以直接在文章末尾给我留言，或者关注ROS小课堂的官方微信公众号，在公众号中给我发消息反馈问题也行。我基本上每天都会处理公众号中的留言！当然如果你要是顺便给ROS小课堂打个赏，我也会感激不尽的，打赏30块还会被邀请进ROS小课堂的微信群，与更多志同道合的小伙伴一起学习和交流！
