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map_server

news 2025/7/12 17:13:44

地图格式

此软件包中的工具处理的地图以两个文件的形式存储。YAML 文件描述地图的元数据，并命名图像文件。图像文件编码了占用数据。

图像格式

图像文件描述世界中每个单元格的占用状态，并使用相应像素的颜色表示。在标准配置中，较白的像素表示空闲，较黑的像素表示被占用，而介于两者之间的像素表示未知。接受彩色图像，但颜色值会被平均为灰度值。

图像数据通过 SDL_Image 读取；支持的格式根据 SDL_Image 在特定平台上提供的支持而有所不同。通常，大多数流行的图像格式都被广泛支持。值得注意的是，PNG 格式在 OS X 上不受支持。

YAML 格式

YAML 格式通过一个简单、完整的示例来解释：

image: testmap.png
resolution: 0.1
origin: [0.0, 0.0, 0.0]
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196
negate: 0

必需字段：

image：包含占用数据的图像文件的路径；可以是绝对路径或相对于 YAML 文件的位置。
resolution：地图的分辨率，单位为米/像素。
origin：地图中左下角像素的二维位姿，格式为 (x, y, yaw)，其中 yaw 是逆时针旋转角度（yaw=0 表示无旋转）。目前系统的许多部分忽略了 yaw。
occupied_thresh：占用概率大于该阈值的像素被认为是完全占用的。
free_thresh：占用概率小于该阈值的像素被认为是完全空闲的。
negate：是否反转白色/黑色的空闲/占用语义（阈值的解释不受影响）。

可选参数：

mode：可以有三种值：trinary（三值），scale（比例），或 raw（原始）。默认是 trinary。有关如何更改值解释的详细信息，请参阅下一部分。

值解释

给定一个范围在 [0, 256) 的像素 COLOR 值 x，如何在 ROS 消息中解释该值？首先根据 YAML 中的 negate 标志，将整数 x 转换为浮点数 p。

如果 negate 为 false，则 p = (255 - x) / 255.0。这意味着黑色（0）具有最高值（1.0），白色（255）具有最低值（0.0）。
如果 negate 为 true，则 p = x / 255.0。这是非标准的图像解释方式，因此称为 negate，尽管数学上 x 并未被取反。

三值（`Trinary`）模式

标准的解释是三值解释，即所有值的输出都是三种值之一：

如果 p > occupied_thresh，则输出值 100 表示单元格被占用。
如果 p < free_thresh，则输出值 0 表示单元格是空闲的。
否则，输出 -1 或 255（作为无符号字符），表示单元格未知。

比例（`Scale`）模式

这种解释方式调整了上面的三值解释，允许输出比三值更多的值：

如果 p > occupied_thresh，则输出值 100。
如果 p < free_thresh，则输出值 0。
否则，输出 99 * (p - free_thresh) / (occupied_thresh - free_thresh)。

这允许输出范围在 [0, 100] 之间的值。要输出 -1，可以使用 PNG 的 alpha 通道，任何透明度都将被解释为未知。

原始（`Raw`）模式

此模式将为每个像素输出 x，因此输出值在 [0, 255] 之间。

命令行工具

`map_server`

map_server 是一个 ROS 节点，它从磁盘读取地图并通过 ROS 服务提供该地图。当前实现将地图图像数据中的颜色值转换为三值占用状态：空闲（0）、占用（100）和未知（-1）。未来的版本可能会使用介于 0 和 100 之间的值来表示占用的细微差别。

用法

map_server <map.yaml>

示例：

rosrun map_server map_server mymap.yaml

发布的主题：

map_metadata (nav_msgs/MapMetaData)：通过此锁存的主题接收地图元数据。
map (nav_msgs/OccupancyGrid)：通过此锁存的主题接收地图。

服务

static_map (nav_msgs/GetMap)：通过此服务获取地图。

参数：

~frame_id（string，默认值："map"）：发布的地图中设置的帧 ID。

`map_saver`

map_saver 从 SLAM 映射服务中保存地图到磁盘。

用法

rosrun map_server map_saver [--occ <threshold_occupied>] [--free <threshold_free>] [-f <mapname>] map:=/your/costmap/topic

示例：

rosrun map_server map_saver -f mymap rosrun map_server map_saver --occ 90 --free 10 -f mymap map:=/move_base/global_costmap/costmap

订阅的主题：

map (nav_msgs/OccupancyGrid)：地图通过此锁存的主题接收。