前言

上几篇博客完成了这个基于旭日X3作为主控的两轮差速车的里程计，上位机底层文件的编写等等，是为了最终实现这个导航做的基础准备，完成了之前的步骤，便可以正式进入建图和导航了。如图可以见到该车主控为旭日X3，且连接到了32单片机进行通信，不过还没有完全组装好，会显得有点简陋哈哈。

正文

关于ROS的建图和导航详细描述和介绍，大家可以 ROS WIKI中详细了解和学习，这里就不过多的进行介绍了。

流程实现

在跑功能包之前，我们需要配置一下主从机，因为小车载着旭日X3跑时，我们想要可视化，或者发一些话题、命令，是无法直接控制终端的，这时要想实现上述功能就需要进行主从机配置，这样小车的主控作为主机，我们的电脑作为从机，可以实现从机向主机发送命令，远程可视化等等。

我这里由于是远程调试，所以先在从机用ssh连接到了主机，即旭日X3

使用ssh需要获取旭日X3的IP地址，使用ifconfig便可查看

然后使用ssh进行远程连接，命令是ssh+主机名@主机IP地址

那这里由于是旭日X3派，所以主机名为sunrise，IP为192.168.1.110。

然后在该终端打开主机bashrc文件

sudo vi ~/.bashrc

然后在末尾添加：

export ROS_HOSTNAME=主机HOSTNAME
export ROS_MASTER_URI=http://主机IP:11311
export ROS_IP=主机IP

然后新建终端打开从机bashrc文件

export ROS_HOSTNAME=从机HOSTNAME
export ROS_MASTER_URI=http://主机IP:11311
export ROS_IP=主机IP

然后修改/etc/hosts文件

主机添加：

从机IP 从机hostname

从机添加：

主机IP 主机hostname

完成之后便可以远程调用啦。

建图和导航实现

1.由于我这里是差速车，所以我在旭日X3派创建了一个名为diff_car_ws的工作空间，编译一下

mkdir -p diff_car_ws/src
cd diff_car_ws/
catkin_make

2.创建小车底层功能包car_base和建图功能包car_mapping，再编译一下确保没有问题。

cd src
catkin_create_pkg car_base std_msgs roscpp tf geometry_msgs nav_msgs
catkin_create_pkg car_mapping std_msgs roscpp tf geometry_msgs nav_msgs
cd ..
catkin_make

3.使用hector建图算法进行建图

在用hector之前需要提前进行安装：

sudo apt install ros-noetic-hector-*

然后将上篇博客所提到的小车底层文件放在car_base功能包下，再新建几个launch文件用于启动和配置建图相关包，按照如下目录树配置就可以了：

此外该工作空间还有一个雷达功能包，这里就按所使用的公司的雷达所提供的包直接调用就可以了。

我这里hector.launch配置如下，实际按需配置就可以了：

<launch>
    <node pkg = "hector_mapping" type="hector_mapping" name="hector_mapping" output="screen">
        <!-- Frame names -->
        <param name="pub_map_odom_transform" value="true"/>
        <param name="map_frame" value="map" />
        <param name="base_frame" value="base_footprint" />
        <param name="odom_frame" value="odom" />
        <!-- Tf use -->
        <param name="use_tf_scan_transformation" value="true"/>
        <param name="use_tf_pose_start_estimate" value="false"/>
        <!-- Map size / start point -->
        <param name="map_resolution" value="0.05"/>
        <param name="map_size" value="2048"/>
        <param name="map_start_x" value="0.5"/>
        <param name="map_start_y" value="0.5" />
        <param name="laser_z_min_value" value = "-1.0" />
        <param name="laser_z_max_value" value = "1.0" />
        <param name="map_multi_res_levels" value="2" />
        <param name="map_pub_period" value="2" />
        <param name="laser_min_dist" value="0.4" />
        <param name="laser_max_dist" value="5.5" />
        <param name="output_timing" value="false" />
        <param name="pub_map_scanmatch_transform" value="true" />
        <!-- Map update parameters -->
        <param name="update_factor_free" value="0.4"/>
        <param name="update_factor_occupied" value="0.7" />    
        <param name="map_update_distance_thresh" value="0.2"/>
        <param name="map_update_angle_thresh" value="0.06" />
        <!-- Advertising config --> 
        <param name="advertise_map_service" value="true"/>
        <param name="scan_subscriber_queue_size" value="5"/>
        <param name="scan_topic" value="scan"/>
    </node>
</launch>

3.进行建图

开启一个终端，远程连接到旭日X3派，在工作空间下执行命令启动底层节点和雷达节点。

roslaunch car_base car_base.launch

再新建一个终端，远程连接到旭日X3派，在工作空间下执行下面命令启动建图文件开始建图。

roslaunch car_mapping hector.launch

在从机打开rviz，使用手柄控制车沿着地图移动和探索，进行建图，建图过程截图如下：

探索地图完毕之后，终端不要关，再新建一个终端使用map_server进行地图的保存，这里我暂时保存在了主目录

rosrun map_server map_saver -f car_map

如果上述命令找不到，那就是没有安装map_server，使用下面命令进行安装

sudo apt install ros-noetic-map-server

没有报错的话就成功的完成了地图的构建，保存的地图car_map，包含着地图和起点信息。

3.导航实现

我这里使用的是teb局部路径规划，再安装过导航功能包的基础上还需要额外安装teb功能包：

sudo apt install ros-noetic-teb-local-planner

然后像上文操作一样，首先需要新建一个导航功能包

cd diff_car_ws/src
catkin_create_pkg car_nav std_msgs roscpp tf geometry_msgs nav_msgs
cd ..
catkin_make

按如下目录树进行文件的配置即可：

其中config中存放的是amcl和move_base的一些参数，map中存放的是刚刚保存的地图，把它拖到map文件夹下。

move_base提供了许多参数，可以用于调整机器人导航的性能和行为。move_base的参数通常存储在一个YAML格式的文件中，该文件可以通过ROS参数服务器进行加载和修改。具体如何修改在roswiki中有较为详细的说明，链接如下：ROS WIKI

这里navi_demo_teb.launch主要部分如下：

 <!-- 运行地图服务器，并且加载设置的地图-->
    <node name="map_server" pkg="map_server" type="map_server" args="$(find gazebo_nav)/map/car_map.yaml" output="screen">
    <param name="frame_id" value="map" />
    </node>

    <!-- 启动AMCL节点 -->
    <include file="$(find gazebo_nav)/config/amcl/amcl_omni.launch" > </include>

    <!-- 运行move_base节点 -->
    <node pkg="move_base" type="move_base" respawn="false" name="move_base" output="screen" clear_params="true">
    <param name="base_local_planner" value="teb_local_planner/TebLocalPlannerROS" />

    <rosparam file="$(find gazebo_nav)/config/move_base/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="global_costmap" />
    <rosparam file="$(find gazebo_nav)/config/move_base/costmap_common_params.yaml" command="load" ns="local_costmap" />
    <rosparam file="$(find gazebo_nav)/config/move_base/local_costmap_params.yaml" command="load" />
    <rosparam file="$(find gazebo_nav)/config/move_base/global_costmap_params.yaml" command="load" />

    <rosparam file="$(find gazebo_nav)/config/move_base/move_base_params.yaml" command="load" />
    <rosparam file="$(find gazebo_nav)/config/move_base/base_global_planner_params.yaml" command="load" />
    <rosparam file="$(find gazebo_nav)/config/move_base/teb_local_planner_params.yaml" command="load" />
    </node>

配置完成过后，开启一个终端，远程连接到旭日X3派，在工作空间下执行启动底层节点和雷达节点的命令。

roslaunch car_base car_base.launch

再新建一个终端，远程连接到旭日X3派，在工作空间下启动导航节点：

roslaunch car_nav navi_demo_teb.launch

然后发布目标点，实现导航。

在从机调用的rviz进行可视化如下：

到这里就完成了ROS智能车中的建图与导航实现啦。