ROS中map、costmap数据格式

1、topic数据格式

map与costmap都是以nav_msgs::OccupancyGrid类型发布其topic。

其中整张地图的障碍物信息存放在data数据成员中，data是一个int8类型的vector向量，即一维数组。假设一张pgm的map地图，宽：width，高：height，单位为像素，分辨率为resolution，左下角像素点在世界坐标系下的位置为：（origin_x，origin_y）,单位米，那么世界坐标系下一点（x,y）单位米，假设其在地图中，那么该点对应的data中的索引index为：

index = (int)((x - origin_x) / resolution) + ((int)((y - origin_y) / resolution)) * width;

那么该点在地图中的信息即为data[index]
即：data是按照那张地图图片的自底向上，自左至右逐个像素点存储的

map中data存储的格式如下：
0:空白区域
100:障碍物
-1:未知
1-99:根据像素的灰度值转换后的值，代表有障碍物的概率

costmap中的data 由0-255转换至0-100。

2、costmap表示格式

 ROS的代价地图（costmap）采用网格（grid）形式，每个网格的值（cell cost）从0~255。分成三种状态：被占用（有障碍）、自由区域（无障碍）、未知区域。虽然代价地图中每个cell可用255个不同值中任何一个值，可是下层数据结构仅需要3个值。 具体来说在这种下层结构中，每个cell仅需要3个值来表示cell的3种状态：free，occupied，unknown。

NO_INFORMATION = 255  未知空间

LETHAL_OBSTACLE = 254 说明该单元格中存在一个实际的障碍。若机器人的中心在该单元格中，机器人必然会跟障碍物相撞

INSCRIBED_INFLATED_OBSTACLE = 253 说明该单元格离障碍物的距离小于机器人内切圆半径。若机器人的中心位于等于或高于"Inscribed" cost的单元格，机器人必然会跟障碍物相撞

FREE_SPACE = 0 没有障碍的空间

Map Updates

代价地图以参数update_frequency 指定的周期进行地图更新。每个周期获取传感器数据后，代价地图底层占用结构都会执行标记和清除操作，并且将该结构投影到代价图且附上相应代价值。然后，每个代价值为costmap_2d::LETHAL_OBSTACLE的单元格都会执行障碍物膨胀操作，即从每个占用单元格向外传播代价值，直到用户定义的膨胀半径为止。

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