gazebo栅格地图生成-直接生成而非二次建图

这里我们介绍一个在gazebo中快速生成栅格地图的方法。以前的生成一般需要通过slam进行建图，这个过程比较麻烦，而且容易产生漂移。我们现在通过gazebo中的一些插件来实现这个过程，变得更加合理而且地图非常标准化。

我们在做ros导航的时候经常会需要地图，无论是2d的栅格地图还是3d的点云地图，有没有办法直接生成gazebo中的这样的标准版本的地图呢？当然有，以下是本项目的实现的细节。

PGM Map Creator 项目

(https://github.com/chan-yuu/gazebo_pgm_ws.git)

架构与目录

• src/、include/：C++ 核心扫描引擎，负责读取世界文件、进行空间采样与占用推断
• gui/：PyQt GUI 封装，加载 map_config.json 并调用 CLI 接口完成生成
• scripts/：构建与辅助脚本，方便在 CI 或批处理场景复用
• world/room.world：默认示例场景，展示多物体、多层结构处理能力
• map_config.json：集中存放边界框、分辨率、输出名等参数

参数设计细节

• --corners：以 (x,y,z) 对指定下右角与上左角，满足 upper_left.x > lower_right.x 等约束，可确保扫描体积合法，避免倒置坐标导致的空输出
• --resolution：默认 0.01m，可以直接控制 PGM/Octomap 细粒度；实践中可结合机器人 LiDAR 精度调优
• --multiplier：碰撞检测距离倍数，用于将模型碰撞体适度放大，避免窄缝漏检
• --threshold：2D 栅格灰度阈值，0→占用、255→空闲，适合根据传感器噪声调整
• --skip-vertical-scan：仅进行平面采样，大幅减少 3D 扫描耗时，适合只关心 2D 导航
• --filename：统一输出前缀，生成 .pgm/.png/.yaml/.pcd/.bt 五种文件，便于归档

工作流示例

1. 构建：mkdir build && cd build && cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release && make -j$(nproc)，得到 CLI 可执行文件
2. 参数配置：在 map_config.json 中填写 corners、分辨率、阈值等信息，也可直接启动 python3 gui/map_creator_gui.py 进行可视化调参
3. 生成：运行 GUI 或 CLI 命令；CLI 会遍历扫描体积进行射线投射，逐层写入占据概率
4. 验证：
   • 2D：xdg-open map.pgm 或 eog map.png 快速查看占用情况
   • 3D：pcl_viewer map.pcd 检查点云稠密度
   • ROS：在 rviz 中加载 map.yaml，确认坐标与机器人框架对齐
5. 迭代：调小 --resolution 获得更高精度，或调整 --multiplier 避免过度膨胀带来的闭塞

典型应用

• 室内服务机器人：以真实房间尺寸配置 room.world，快速生成导航地图并在 Nav2 中复现
• 研究对比实验：在不同阈值、分辨率组合下批量导出地图，分析路径规划性能变化
• 教学/演示：GUI 提供滑块与输入框，降低初学者理解占据栅格概念的门槛
• 仿真管线：通过 .bt 与 .pcd 直接供 Octomap 或 3D SLAM 模块消费，保持环境一致性

亮点总结

• 多格式同步输出：一次扫描、五种结果，减少繁琐的格式转换
• 参数显式可控：从坐标框、阈值到碰撞倍数，全部在 CLI/GUI 中可追踪
• 易集成：CMake 构建 + Python GUI，可嵌入现有 C++/ROS/仿真项目
• 面向自动化：脚本化接口配合 map_config.json，可在 CI 中批量更新地图

用法

首先git对应的仓库：

git clone https://github.com/chan-yuu/pgm_map_creator.git

然后通过build.sh进行编译

./build.sh

最后运行即可

python3 gui/map_creator_gui.py

界面的相关的配置和说明在README当中有具体的说明。

注意，如果不需要3D的点云地图，可以勾选2d，更快的生成栅格地图。


进度条没有那么准确，基本上80多就可以算是结束了，只要有对应的文件就可以了。
在map文件夹下可以找到：

选择了2d之后就只有2d的栅格地图，3d的pcd几乎没有高度值：

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