ROS学习笔记13：导航相关消息
前言
本人ROS小白，利用寒假时间学习ROS，在此以笔记的方式记录自己每天的学习过程。争取写满20篇(13/20)。
环境：Ubuntu20.04、ROS1：noetic
环境配置：严格按照下方学习链接的教程配置，基本一次成功。
学习链接：【Autolabor初级教程】ROS机器人入门
对应链接文档：ROS机器人入门课程《ROS理论与实践》
笔记绝大部分代码使用Python语言编写。
本期关键词：导航相关消息
1. 地图消息
nav_msgs/MapMetaData
包括地图的分辨率、宽度、高度等。
time map_load_time
float32 resolution #地图分辨率
uint32 width #地图宽度
uint32 height #地图高度
geometry_msgs/Pose origin #地图位姿数据
geometry_msgs/Point position（地图原点坐标，2D地图的z为0）
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Quaternion orientation
float64 x
float64 y
float64 z
float64 w
nav_msgs/OccupancyGrid
地图栅格数据，一般在rviz中以图形化方式显示。
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
#--- 地图元数据
nav_msgs/MapMetaData info
time map_load_time
float32 resolution
uint32 width
uint32 height
geometry_msgs/Pose origin
geometry_msgs/Point position
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Quaternion orientation
float64 x
float64 y
float64 z
float64 w
#--- 地图内容数据，数组长度 = width * height
int8[] data
2. 里程计消息
nav_msgs/Odometry
包含了位姿信息和速度信息。
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
string child_frame_id
geometry_msgs/PoseWithCovariance pose
geometry_msgs/Pose pose #里程计位姿
geometry_msgs/Point position
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Quaternion orientation
float64 x
float64 y
float64 z
float64 w
float64[36] covariance # 协方差矩阵
geometry_msgs/TwistWithCovariance twist
geometry_msgs/Twist twist #速度
geometry_msgs/Vector3 linear
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Vector3 angular
float64 x
float64 y
float64 z
# 协方差矩阵
float64[36] covariance
3. 坐标变换消息
tf/tfMessage
坐标变换消息，在之前“TF坐标变换”里也有提到。
geometry_msgs/TransformStamped[] transforms #包含了多个坐标系相对关系数据的数组
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
string child_frame_id
geometry_msgs/Transform transform
geometry_msgs/Vector3 translation
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Quaternion rotation
float64 x
float64 y
float64 z
float64 w
4. 定位消息
geometry_msgs/PoseArray
AMCL定位相关，rviz订阅后可显示箭头粒子群。
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
geometry_msgs/Pose[] poses #预估的点位姿组成的数组
geometry_msgs/Point position
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Quaternion orientation
float64 x
float64 y
float64 z
float64 w
5. 目标点与路径规划消息
move_base_msgs/MoveBaseActionGoal
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
actionlib_msgs/GoalID goal_id
time stamp
string id
move_base_msgs/MoveBaseGoal goal
geometry_msgs/PoseStamped target_pose
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
geometry_msgs/Pose pose #目标点位姿
geometry_msgs/Point position
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Quaternion orientation
float64 x
float64 y
float64 z
float64 w
nav_msgs/Path
rviz订阅该话题可以在地图上显示导航路径。
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
geometry_msgs/PoseStamped[] poses #由一系列点组成的数组
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
geometry_msgs/Pose pose
geometry_msgs/Point position
float64 x
float64 y
float64 z
geometry_msgs/Quaternion orientation
float64 x
float64 y
float64 z
float64 w
6. 雷达消息
sensor_msgs/LaserScan
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
float32 angle_min #起始扫描角度(单位：rad)
float32 angle_max #终止扫描角度(单位：rad)
float32 angle_increment #测量值之间的角距离(单位：rad)
float32 time_increment #测量间隔时间(s)
float32 scan_time #扫描间隔时间(s)，雷达扫描一圈（一个周期）的用时
float32 range_min #最小有效距离值(m)
float32 range_max #最大有效距离值(m)
float32[] ranges #一个周期的扫描数据
float32[] intensities #扫描强度数据，如果设备不支持强度数据，该数组为空；强度：扫描到不同材料，强度可能不同
7. 摄像头消息
sensor_msgs/Image
话题：/camera/rgb/image_raw、/camera/image_raw、/camera/depth/image_raw都是使用sensor_msgs/Image消息类型。
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
uint32 height #高度
uint32 width #宽度
string encoding #编码格式:RGB、YUV等
uint8 is_bigendian #图像大小端存储模式
uint32 step #一行图像数据的字节数，作为步进参数
uint8[] data #图像数据，长度等于 step * height
sensor_msgs/CompressedImage
在sensor_msgs/Image的基础上压缩后的数据。
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
string format #压缩编码格式(jpeg、png、bmp)
uint8[] data #压缩后的数据
sensor_msgs/PointCloud2
点云数据：带有深度信息的图像数据。
std_msgs/Header header
uint32 seq
time stamp
string frame_id
uint32 height #高度
uint32 width #宽度
sensor_msgs/PointField[] fields #每个点的数据类型(datatype)
uint8 INT8=1
uint8 UINT8=2
uint8 INT16=3
uint8 UINT16=4
uint8 INT32=5
uint8 UINT32=6
uint8 FLOAT32=7
uint8 FLOAT64=8
string name
uint32 offset
uint8 datatype
uint32 count
bool is_bigendian #图像大小端存储模式
uint32 point_step #单点的数据字节步长
uint32 row_step #一行数据的字节步长
uint8[] data #存储点云的数组，总长度为 row_step * height
bool is_dense #是否有无效点
往期内容
- ROS学习笔记1：基础知识
- ROS学习笔记2：话题通信
- ROS学习笔记3：服务通信与参数服务器
- ROS常用命令记录
- ROS学习笔记4：通信机制实操
- ROS学习笔记5：常用API和模块导入
- ROS学习笔记6：launch文件
- ROS学习笔记7：重名解决与名称设置
- ROS学习笔记8：TF坐标变换
- ROS学习笔记9：TF坐标变换实操
- ROS学习笔记10：rosbag与rqt
- ROS学习笔记11：URDF
- ROS学习笔记12：机器人导航实现（理论）