Cartographer使用篇:保存地图

工作环境：

ubuntu16.04+ROS(Kinetic)+Cartographer-1.0.0

地图文件

• .pbstream

  cartographer格式地图文件，本质上是一个压缩protobuf文件，内部包含轨迹等状态。运行时为了实时性，扔掉了大部分传感器数据，里面记录十分粗糙。

• .bag

  全部的传感器数据文件。

只有当算法完成，建好了最佳轨迹，再将.pbstream、.bag(全部传感器数据)、.urdf(传感器外参)、.lua(配置文件)结合起来创建高分辨率地图。

主要程序可以去阅读assets_writer，进行点云的染色、滤波以及导出不同格式的点云，相关程序在cartographer/io路径下。简单介绍一下，io路径实现了点云的读取和存储，模块化程序，不同的头文件对应不同流水线的处理器，类似于链表，分阶段式执行。其中，points_processor.h定义了基类PointsProcessor，抽象了所有处理器的公有接口。

地图调参

配置文件： assets_writer_backpack_3d.lua，提供给cartographer/io路径下的程序使用;

• color_points

  根据frame_id给点云添加颜色;主要成员color、frame_id;

• dump_num_points

  记录输出处理的点数量;主要成员num_points;

• fixed_ratio_sampler

  采样过滤器，控制固定采样频率的点通过;主要成员sampling_ratio;

• frame_id_filter

  帧过滤器，控制黑名单或者白名单的帧点通过;主要成员keep_frames、drop_frames;

• write_hybrid_grid

  创建大尺寸体素混合网格，控制通过的光线;主要成员voxel_size、range_data_inserter;

• intensity_to_color

  将光强转化为颜色;主要成员min_intensity_、max_intensity_、frame_id_;

• min_max_range_filtering

  距离过滤器;主要成员min_range_、max_range_;

• voxel_filter_and_remove_moving_objects

  体素滤波，滤除动态物体;主要成员voxel_size_;

• write_pcd

  存储pcd格式点云;

• write_ply

  存储ply格式点云;

• write_probability_grid

  存储指定分辨率概率栅格;主要成员resilution、range_data_inserter;

• write_xray_image

  存储切片透明图片;主要成员voxel_size;

• write_xyz

  存储XYZ(ASCII)点

地图保存

这里以Public 3D 德国博物馆 Data b3-2016-04-05-14-14-00.bag 为例，演示如何保存地图。

1. 运行离线节点

   $ roslaunch cartographer_ros offline_backpack_3d.launch bag_filenames:=${HOME}/Downloads/b3-2016-04-05-14-14-00.bag
   

2. 保存.pbstrem文件

   $ rosservice call /finish_trajectory 0
   $ rosservice call /write_state "{filename: '${HOME}/Downloads/b3-2016-04-05-14-14-00.bag.pbstream', include_unfinished_submaps: 'true'}"
   

3. 保存ply地图

   (1)修改assets_writer_backpack_3d.lua

   VOXEL_SIZE = 5e-2
   
   include "transform.lua"
   
   options = {
    tracking_frame = "base_link",
    pipeline = {
        {
            action = "min_max_range_filter",
            min_range = 1.,
            max_range = 60.,
        },
        {
            action = "fixed_ratio_sampler",
            sampling_ratio = 0.001,
        },
        {
            action = "intensity_to_color",
            min_intensity = 0.,
            max_intensity = 4095.,
        },
        {
            action = "write_ply",
            filename = "points.ply",
        },
    }
   }
   

   (2)运行assets_writer节点，保存地图

   $ roslaunch cartographer_ros assets_writer_backpack_3d.launch bag_filenames:='${HOME}/Downloads/b3-2016-04-05-14-14-00.bag' pose_graph_filename:='${HOME}/Downloads/b3-2016-04-05-14-14-00.bag.pbstream'
   

节点运行结果图

上述节点运行完成，我们就可以在bag路径下看到b3-2016-04-05-14-14-00.bag_points.ply点云文件了:

.ply文件路径

这里我们使用CloudCompare软件打开看一下。

.ply点云

至此，关于cartographer如何保存地图就介绍完了，如果有什么问题可以评论区探讨或者私信都可以。

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参考资料：

[1]. Exploiting the map generated by Cartographer ROS

[2]. 【cartographer源码分析】系列的第四部分【io源码分析】

[3]. Public Data - Deutsches Museum