Turtlebot + Rplidar A2使用Gmapping建图与导航

参考文献：

Turtlebot及相关软件安装

实现gmapping建图

实现AMCL自主导航

材料：

1. Turtlebot底盘

2. Rplidar A2雷达

3. ubuntu16.04 + ROS kinect笔记本电脑

1 在电脑上安装Turtlebot底盘驱动

1.1 安装Turtlebot底盘驱动

$ sudo apt-get update 

$ sudo apt-get install ros-kinetic-turtlebot

1.2 安装Turbot

$ mkdir -p ~/turbot_ws/src

$ cd ~/turbot_ws/src

$ git clone https://github.com/ncnynl/turbot

$ cd ..

$ catkin_make

1.3 安装turtlebot_apps

$ cd ~/turbot_ws/src

$ git clone https://github.com/ncnynl/turtlebot_apps

$ cd ..

$ catkin_make

1.4 测试底盘

安装完Turtlebot底盘驱动后，来测试一下电脑是否可以驱动底盘

1.4.1 检查端口：

检查是否有kobuki端口，打开一个终端：

$ ls /dev/kobuki

如果没有显示，则执行：

$ rosrun kobuki_ftdi create_udev_rules

重新拔插底盘的USB串口线，在执行上面的检查语句，则可看到有kobuki端口显示

1.4.2 底盘启动测试：

启动底盘

$ roslaunch turbot_bringup minimal.launch

执行命令后，会听到一串开机音乐

新终端，执行命令

$ rosrun turbot_tools test_move

成功执行命令后，小车向前缓慢移动，按Ctrl + C 即可中止

2 安装雷达驱动程序

2.1 安装雷达驱动

$ cd ~/turbot_ws/src

$ git clone https://github.com/robopeak/rplidar_ros

$ cd ..

$ catkin_make

2.2 设置 USB 口的权限

$ sudo gedit /etc/udev/rules.d/70-ttyusb.rules

在打开的界面中，输入

KERNEL=="ttyUSB[0-9]*", MODE="0666"

运行如下程序，查看权限，有两个 rw 就可以了

ls -l /dev |grep ttyUSB*

2.4 添加环境变量及工作空间，增加雷达别名

$ echo "export TURTLEBOT_LASER_SENSOR=rplidar" >> ~/.bashrc

$ echo "source /home/ubu/turbot_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

$ roscd rplidar_ros 

$ ./scripts/create_udev_rules.sh

2.5 雷达启动测试

驱动里提供了三个 launch 文件，检验雷达的话用 rplidar.launch 即可

$ roslaunch rplidar_ros rplidar.launch

可以观察到雷达开始旋转扫描，之后可以先关闭

2.6 使用turtlebot程序驱动雷达

$ roslaunch turbot_tools rplidar.launch

$ roslaunch turbot_tools test_rplidar.launch

可以看到在打开的RVIZ界面上有雷达扫描的点云图形

3 使用Gmapping建图

Gmapping建图

启动底盘

$ roslaunch turbot_bringup minimal.launch

启动gmapping，用于构建地图

$ roslaunch turbot_slam laser_gmapping_demo.launch

启动rviz，实时查看建图情况

$ roslaunch turbot_rviz nav.launch

启动键盘

$ roslaunch turbot_teleop keyboard.launch

将鼠标聚焦到键盘控制界面上，使用键盘控制底盘前后运动，完成建图工作。

保存地图

$ rosrun map_server map_saver -f ~/map/rplidar_a2_gmapping

$ ls ~/map

可以查看到map文件夹下有两个文件，一个是.pgm文件，另一个是.yaml文件。可以打开.pgm文件查看建成的地图。

4. AMCL导航

启动底盘

$ roslaunch turbot_bringup minimal.launch

启动amcl， 并指定地图

$ roslaunch turbot_slam laser_amcl_demo.launch map_file:=/home/ubuntu（你的用户名）/map/rplidar_a2_gmapping.yaml

启动rviz

$ roslaunch turbot_rviz nav.launch

打开rviz后，界面如下

初始化位置，选择2D Pose Estimate，标注机器人在地图上的位置和方向，按住鼠标左键拉向某个方向

设置目标位置，选择“2D Nav Goal”， 标注机器人将要到达地图上的位置和方向，按住鼠标左键拉向某个方向

机器人规划出一条路径，然后自动走向目标点