关于ROS的OccupancyGrid数据对应的地图颜色

本文探讨了ROS中的2D占用栅格地图(OccupancyGrid)及其颜色表示。介绍了OccupancyGrid消息类型的关键组成部分,包括header、info和data。详细解释了不同值(-128至127)在rviz中对应的颜色,特别是值100(占用)、0(空闲)和-1(未知)的颜色,并展示了16x16地图的完整颜色序列。同时,提供了查看地图数据的命令及实验代码。

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最近在搞基于ROS的2D占用栅格地图,这类地图可用于机器人定位,它在机器人导航和避障方面很常用。它的消息类型是nav_msgs/OccupancyGrid,通过命令:rosmsg show nav_msgs/OccupancyGrid 可以看到nav_msgs/OccupancyGrid消息包含如下信息:

std_msgs/Header header
  uint32 seq
  time stamp
  string frame_id
nav_msgs/MapMetaData info
  time map_load_time
  float32 resolution
  uint32 width
  uint32 height
  geometry_msgs/Pose origin
    geometry_msgs/Point position
      float64 x
      float64 y
      float64 z
    geometry_msgs/Quaternion orientation
      float64 x
      float64 y
      float64 z
      float64 w
int8[] data

对于一个nav_msgs/OccupancyGrid类型的map_msg,它主要由map_msg.header, map_msg.info, map_msg.data 三个主要信息,map_msg.header包含了发布地图的序列号(seq),时间戳(stamp)和帧id信息;map_msg.info包含了发布的地图的加载时间,分辨率,宽度,高度,地图起点坐标和方向;map_msg.data 数组包含了地图的元数据信息,可以看到,它是int8类型的,也就是说每个元数据的值范围是-128~127之间,在链接http://wiki.ros.org/map_server 中提到,
在这里插入图片描述
值100表示单元被占用;值0表示空闲,即未占用;-1(无符号类型下的255)表示未知。我们知道,这里不同的值含义不同,它们在rviz可视化界面上显示的颜色也不同,如下图所示

其中的黑色(值100)边界表示占用,图中红色箭头所在的灰色区域表示空闲(值0),而外围区域(深灰色?浅青色?)表示未知(-1)。这里我不禁好奇(好吧,我承认我是闲的。。。),那-128~127之间其他的值是什么颜色的呢,我发现答案可不是由黑到白色的一个过渡,这中间有彩色。在这里插入图片描述
如上图所示,中间R,G,B颜色的坐标轴分别代表x,y,z的正方向。在这个 16 × 16 16\times16 16×16的栅格地图中(分辨率为1m),从下往上,从右往左对应的单元的像素值分别是:-128,-127,…,0,1,…,127。右下角(-128)是红色,左上角(127)是绿色。上图显示的所有颜色就是map_msg.data中的int8类型的数值范围-128~127所代表的所有颜色(虽然我也很懵逼为啥是这么个对应关系)。通过 rostopic echo /grid_map 命令输出地图消息,显示如下:

header: 
  seq: 24
  stamp: 
    secs: 1591798531
    nsecs: 117001314
  frame_id: "map"
info: 
  map_load_time: 
    secs: 0
    nsecs:         0
  resolution: 1.0
  width: 16
  height: 16
  origin: 
    position: 
      x: -8.0
      y: -8.0
      z: 0.0
    orientation: 
      x: 0.0
      y: 0.0
      z: 0.0
      w: 0.0
data: [-128, -127, -126, -125, -124, -123, -122, -121, -120, -119, -118, -117, -116, -115, -114, -113, -112, -111, -110, -109, -108, -107, -106, -105, -104, -
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