【ROS】例说mapserver静态地图参数（对照Rviz、Gazebo环境）

例说mapserver静态地图参数

1. Rviz中显示的地图

在建图过程中，rviz会显示建图的实时情况，其输出来自于SLAM，浅蓝色区域为地图大小，黑色像素为障碍物占据栅格，白色区域为自由区域。

2. mapserver保存地图详解

rosrun map_server map_saver -f test

图片尺寸为$384\times 384$，地图图片的尺寸不依赖于Gazebo和rviz的初始默认栅格，而是根据机器人探索情况动态增长

eog test.pgm

测试一下，当机器人跑的特别远时，地图尺寸会变化

打开配置文件vim test.yaml

image: test.pgm
resolution: 0.050000
origin: [-10.000000, -10.000000, 0.000000]
negate: 0
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196

PGM是一种用于表示2D栅格地图的图像格式，通常在机器人导航和SLAM中使用。
image: test.pgm:

这行指定地图图像文件的名称，通常是以.pgm为扩展名的文件，包含了地图的栅格信息。
resolution: 0.050000:

这行指定了地图的分辨率，即每个像素的大小。在这个例子中，像素的边长为0.05单位（通常以米为单位）。
origin: [-10.000000, -10.000000, 0.000000]:

这行指定了地图的原点，也就是地图中(0, 0)栅格的位置。在这个例子中，原点的X坐标为-10，Y坐标为-10，Z坐标为0。这表示地图的左下角位于世界坐标系中的(-10, -10)位置。

实际上，地图的尺寸和分辨率是由SLAM算法指定的，笔者是gmapping算法，配置文件中，xmin、ymin、xmax、ymax分别为地图的尺寸边界，delta为地图的分辨率

xmin: -10.0
ymin: -10.0
xmax: 10.0
ymax: 10.0
delta: 0.05

negate: 0:

这个参数通常用于指定地图的占据信息。如果值为0，表示地图中0值代表占据（occupied），而255值代表空闲（free）。如果值为1，表示地图中0值代表空闲，255值代表占据。
occupied_thresh: 0.65:

这个参数指定了栅格被认为是占据的概率阈值。在地图中，每个栅格通常用一个0到1之间的值表示占据的概率。如果概率大于或等于0.65，则该栅格被认为是占据的。
free_thresh: 0.196:

静态地图信息可以通过话题/map获取，其消息类型为nav_msgs::OccupancyGrid
消息解析

# This represents a 2-D grid map, in which each cell represents the probability of
# occupancy.Header header #MetaData for the map
MapMetaData info# The map data, in row-major order, starting with (0,0).  Occupancy
# probabilities are in the range [0,100].  Unknown is -1.
int8[] data

其中数据部分表明了，未知区域为-1，其他数值为占据概率，取值范围为[0,100]，结合上面的配置，不难得出，在生成的地图中，取值65以上的点为黑色点，取值19.6以下的为白色点，灰色未知区域为-1

这个参数指定了栅格被认为是空闲的概率阈值。如果概率小于0.196，则该栅格被认为是空闲的。
Gazebo中的场景
Gazebo中栅格数量为$20\times 20$，每个栅格1米，地图大小$384\times 384$，精度0.05m/pix，那么地图表达$19.2\times 19.2m$，基本一致

对于具体的地图坐标与换算算法（ROS实现），可参考
https://blog.csdn.net/weixin_47012067/article/details/121875590

在ROS的地图中，地图pgm是以像素为单位标记的，每个像素点(map.info.resolution)代表0.05m，即地图的分辨率（精度）为0.05m。

例如，下图上的星星，他的位置在像素层面上的坐标为$(400,150)$，则$x：400$像素，$y：150$像素。这个机器人距离地图原点的实际距离是：横坐标方向为$400\times 0.05=20m$，纵坐标方向为$150\times 0.05=7.5m$。

3. 补充实验

实际上Gazebo和rviz中直接看到的栅格是图形化工具，与生成的地图没有直接关系
world文件中

<model name='ground_plane'><static>1</static><link name='link'><collision name='collision'><geometry><plane><normal>0 0 1</normal><size>100 100</size></plane></geometry><surface><friction><ode><mu>100</mu><mu2>50</mu2></ode><torsional><ode/></torsional></friction><contact><ode/></contact><bounce/></surface><max_contacts>10</max_contacts></collision><visual name='visual'><cast_shadows>0</cast_shadows><geometry><plane><normal>0 0 1</normal><size>100 100</size></plane></geometry><material><script><uri>file://media/materials/scripts/gazebo.material</uri><name>Gazebo/Grey</name></script></material></visual><self_collide>0</self_collide><kinematic>0</kinematic><gravity>1</gravity></link></model>

这个是地平面的尺寸，将其改为<size>30 30</size>明显变化了（灰色区域），但是其并非在rviz中的基本版面
在Gazebo中点击World->GUI->grid
可以发现栅格数量和栅格大小都是可以指定的
只是度量工具，沿墙有10个格子，每个格子1m，表明墙有10m
将栅格数量修改为10，栅格大小修改为2后，发现其占5个格子，仍然是10m，同时，所建的静态地图仍然为精度0.05，尺寸$384\times 384$
rviz的栅格同样如此，也是可以指定数量和大小的，同样也不会影响建图，所以gazebo和rviz中的栅格只不过是图形化的度量工具。