### 1、算法简介
* gmapping只适用于单帧二维激光点数小于1440的点，如果单帧激光点数大于1440，那么就会出现【[mapping-4] process has died】 这样的问题。
* Gmapping是基于滤波SLAM框架的常用开源SLAM算法。
* Gmapping基于RBpf粒子滤波算法，即时定位和建图过程分离，先进行定位再进行建图。
* Gmapping在RBpf算法上做了两个主要的改进：改进提议分布和选择性重采样。
优点：Gmapping可以实时构建室内地图，在构建小场景地图所需的计算量较小且精度较高。

缺点：随着场景增大所需的粒子增加，因为每个粒子都携带一幅地图，因此在构建大地图时所需内存和计算量都会增加。因此不适合构建大场景地图。并且没有回环检测，因此在回环闭合时可能会造成地图错位，虽然增加粒子数目可以使地图闭合但是以增加计算量和内存为代价。

![](/media/202511/f8b115226afb43b7ab286950a9990b8a3679.png)
### 2、程序功能说明
运行程序后，rviz中会显示建图的界面，用键盘或者手柄去控制小车运动，直到建完图。然后运行保存地图的指令保存地图。
## 3、机器人键盘控制
### 3.1、按键说明
#### 3.1.1、方向控制

| 【i】或【I】 | 【 linear，0】   | 【u】 或【U】 | 【linear，angular】     |
|---------|---------------|----------|----------------------|
| 【,】     | 【-linear，0】   | 【o】 或【O】 | 【linear，- angular】   |
| 【j】或【J】 | 【0， angular】  | 【m】或【M】  | 【- linear，- angular】 |
| 【l】或【L】 | 【0，- angular】 | 【.】      | 【 - linear，angular】  |

#### 3.1.2 速度控制

| 按键  | 速度变化          | 按键  | 速度变化          |
|-----|---------------|-----|---------------|
| 【q】 | 线速度和角速度都增加10% | 【z】 | 线速度和角速度都减少10% |
| 【w】 | 仅线速度增加10%     | 【x】 | 仅线速度减少10%     |
| 【e】 | 仅角速度增加10%     | 【c】 | 仅角速度减少10%     |
| 【t】 | 线速度X轴/Y轴方向切换  | 【s】 | 停止键盘控制        |

| 订阅话题         | 类型                     | 描述                        |
|--------------|------------------------|---------------------------|
| tf           | tf/tfMessage           | 用于激光雷达坐标系、基坐标系、里程计坐标系之间转换 |
| scan         | sensor_msgs/LaserScan  | 激光雷达扫描数据                  |
| 发布话题         | 类型                     | 描述                        |
| map_metadata | nav_msgs/MapMetaData   | 发布地图Meta数据                |
| map          | nav_msgs/OccupancyGrid | 发布地图栅格数据                  |
| ~entropy     | std_msgs/Float64       | 发布机器人姿态分布熵的估计             |
| 服务           | 类型                     | 描述                        |
| dynamic_map  | nav_msgs/GetMap        | 获取地图数据                    |

![](/media/202512/1543d796f3534b789df7cd6ce40802684724.png)

### 4、程序启动
#### 4.1、启动命令
1、 启动建图
```启动建图
ros2 launch yahboomcar_nav map_gmapping_launch.py
```
![](/media/202511/f76a478c9c994cf2975c5c16bcd53b094683.png)
**输入指令启动rviz可视化建图**
```启动rviz可视化建图
ros2 launch yahboomcar_nav display_map_launch.py
```
![](/media/202511/83dc9c44a88d474e8ade6c7b8947c61b5482.png)
程序默认已经开启手柄控制功能，如果用手柄现在能直接连接接收器进行控制，如果要使用键盘进行控制，终端输入
```键盘控制
ros2 run yahboomcar_ctrl yahboom_keyboard
```
然后控制小车，缓慢的走完需要建图的区域，建图完毕后，输入以下指令保存地图，终端输入
`ros2 launch yahboomcar_nav save_map_launch.py`

![](/media/202511/f21264753e01420595911add49aeb3692747.png)
会保存一个命名为yahboomcar的地图，这个地图保存在
`~/yahboomcar_ros2_ws/yahboomcar_ws/src/yahboomcar_nav/maps/yahboomcar.yaml`
会有两个文件生成，一个是yahboomcar.pgm，地图如下，（我们的主板可以直接双击查看地图）

![](/media/202511/63872951567544fc811d82ed4f821c182349.png)
yahboomcar.yaml，看下yaml的内容
## 重要：这个文件的第一个参数一定要与文件名一样
```
image: yahboomcar.pgm
mode: trinary
resolution: 0.05
origin: [-10, -21.2, 0]
negate: 0
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.25
```
* image：表示地图的图片，也就是yahboomcar.pgm
* mode：该属性可以是trinary、scale或者raw之一，取决于所选择的mode，trinary模式是默认模式
* resolution：地图的分辨率， 米/像素
* origin：地图左下角的 2D 位姿(x,y,yaw), 这里的yaw是逆时针方向旋转的（yaw=0 表示没有旋转）。目前系统中的很多部分会忽略yaw值。
* negate：是否颠倒 白/黑 、自由/占用 的意义（阈值的解释不受影响）
* occupied_thresh：占用概率大于这个阈值的的像素，会被认为是完全占用。
* free_thresh：占用概率小于这个阈值的的像素，会被认为是完全自由。
### 5、查看节点通讯图
终端输入
`ros2 run rqt_graph rqt_graph`

![](/media/202511/af3071d064fe4fe68b9a2fbda2fa40193218.png)
如果一开始没有显示，选择【Nodes/Topics(all)】，然后点击左上角的刷新按钮。
#### 6、查看TF树
终端输入
`ros2 run rqt_tf_tree rqt_tf_tree`
程序运行完之后，会出现一个tf转换界面

![](/media/202511/b8b748e8f46143ada35d8ffecaa66c732511.png)
### 7、代码解析
这里只说明建图的map_gmapping_launch.py，这个文件路径是
`~/yahboomcar_ros2_ws/yahboomcar_ws/src/yahboomcar_nav/launch/map_gmapping_launch.py`

```
**map_gmapping_launch.py文件代码**
from launch import LaunchDescription
from launch_ros.actions import Node
import os
from launch.actions import IncludeLaunchDescription
from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory

def generate_launch_description():
    
    laser_bringup_launch = IncludeLaunchDescription(PythonLaunchDescriptionSource(
        [os.path.join(get_package_share_directory('yahboomcar_nav'), 'launch'),
         '/laser_bringup_launch.py'])
    )

slam_gmapping_launch = IncludeLaunchDescription(PythonLaunchDescriptionSource(
        [os.path.join(get_package_share_directory('slam_gmapping'), 'launch'),
         '/slam_gmapping.launch.py'])
    )

return LaunchDescription([laser_bringup_launch, slam_gmapping_launch])
```
这里启动了一个launch文件-slam_gmapping_launch，详细看下slam_gmapping_launch，该文件位于

```
~/yahboomcar_ros2_ws/software/library_ws/src/ros2_gmapping/slam_gmapping/launch/slam_gmapping.launch.py
```
slam_gmapping.launch.py代码：

```
from launch import LaunchDescription
from launch.substitutions import EnvironmentVariable
import launch.actions
import launch_ros.actions
import os
from ament_index_python.packages import get_package_share_directory

def generate_launch_description():
    
    return LaunchDescription([
        launch_ros.actions.Node(
            package='slam_gmapping', 
            executable='slam_gmapping', 
            output='screen', 
            parameters=[os.path.join(get_package_share_directory("slam_gmapping"), "params", "slam_gmapping.yaml")]),
    ])

```
这里启动了slam_gmapping的节点，加载了slam_gmapping.yaml参数文件，该文件位于
~/yahboomcar_ros2_ws/software/library_ws/src/ros2_gmapping/slam_gmapping/params/slam_gmapping.yaml
slam_gmapping.yaml文件代码：

```
/slam_gmapping:
  ros__parameters:
    angularUpdate: 0.5
    astep: 0.05
    base_frame: base_footprint
    map_frame: map
    odom_frame: odom
    delta: 0.05
    iterations: 4
    kernelSize: 1
    lasamplerange: 0.005
    lasamplestep: 0.005
    linearUpdate: 1.0
    llsamplerange: 0.01
    llsamplestep: 0.01
    lsigma: 0.075
    lskip: 0
    lstep: 0.05
    map_update_interval: 5.0
    maxRange: 8.0
    maxUrange: 5.0
    minimum_score: 0.1
    occ_thresh: 0.25
    ogain: 3.0
    particles: 50
    qos_overrides:
      /parameter_events:
        publisher:
          depth: 1000
          durability: volatile
          history: keep_last
          reliability: reliable
      /tf:
        publisher:
          depth: 100
          durability: volatile
          history: keep_last
          reliability: reliable
    resampleThreshold: 0.5
    sigma: 0.02
    srr: 0.1
    srt: 0.2
    str: 0.1
    stt: 0.2
    temporalUpdate: 1.0
    transform_publish_period: 0.05
    use_sim_time: false
    xmax: 10.0
    xmin: -10.0
    ymax: 10.0
    ymin: -10.0

```

9、Gmapping建图