ROS Navigation之map_server完全详解

最新推荐文章于 2025-07-14 11:35:27 发布

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#map_server #map_saver #ROS Navigation #ROS地图 #Cartographer保存地图

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本文深入剖析ROS的Navigation Stack中map_server包的源代码，详细介绍map_server、map_saver的功能与实现流程，涵盖依赖库、动态库、可执行程序及地图数据处理。

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本文持续更新地址：https://haoqchen.site/2018/11/27/map_server/

本文将介绍自己在看ROS的Navigation stack中的map_server包源代码时的一些理解。作者的ROS版本是indigo，map_server版本是1.12.13。如有错误，欢迎在评论中指正。

左侧专栏还在更新其他Navigation包源码解读哦，关注一波？

如果觉得写得还不错，就请收藏一下啦～～～后续想把整个Navigation看了。

1. package.xml与CMakeLists.txt

package介绍中说，mapserver提供了一个ROS节点，该节点通过一个ROS Service来提供地图数据，同时提供了一个命令行程序来动态地将生成的地图保存到文件中。其依赖一些库，特别需要注意的是sdl-image（用来加载地图图片）、yaml-cpp（配置中用到挺多yaml文件的）和tf。

CMakeLists中定义生成以下：

image_loader动态库，详见第2章
map_server可执行程序，详见第3章
map_saver可执行程序，详见第4章
其余是test和安装的步骤，不是重点就不看了

2. image_loader动态库

其实就是封装了一下SDL_image的功能写了一个loadMapFromFile函数。函数参数中会传进来地图的分辨率[meters/pixel]、occ_th（超过该值的像素为占据，归一化值）、free_th（低于为自由，归一化值）、origin（图像左下角的2D坐标，x、y、yaw，yaw是逆时针）。处理后最终将图片封装成nav_msgs::GetMap::Response*结构。

该结构有三种表示方法。分别是Trinary，即占据（像素用100表示），free（像素用0表示）、不明（像素用-1表示）；Scale，占据与free与三值一样，但是不明变成了(0,100)；Raw，所有像素用[0, 255]表示。

3. map_server可执行程序

调用形式：
map_server <map.yaml>，其中map.yaml是map_saver中生成的地图描述文件，包括了resolution、图片名、原点信息、阈值等。
除此之外也可以像下面这样调用，但不建议：
map_server <map> <resolution>。map是图片名字，这样子直接跳过了描述文件，不建议。

主要流程：

在main函数中定义了一个MapServer对象。在该对象的构造函数中，通过描述文件和ROS参数服务器获得地图相应参数后，调用[image_loader动态库][image_loader动态库]中的loadMapFromFile函数将地图加载到私有成员nav_msgs::GetMap::Response map_resp_中。
然后提供一个名为static_map的服务，回调函数是MapServer::mapCallback。关于ROS服务器和客户端是什么，不懂的可以看ROS教程编写简单的服务器和客户端 (C++)。该服务器做的就是将地图map_resp_深拷贝给客户端。amcl中就是通过这个服务获得地图的
接着发布一个内容为nav_msgs::MapMetaData，名为map_metadata的话题。

time map_load_time
float32 resolution
uint32 width
uint32 height
geometry_msgs/Pose origin

nav_msgs::MapMetaData的信息如上，应该只是一些地图的基本信息，查找了一下，基本没人订阅这个话题，除了一个test。

最后发布一个内容为nav_msgs::OccupancyGrid，名为map的话题，并将加载到的map_resp_.map发布上去。

std_msgs/Header header
nav_msgs/MapMetaData info
int8[] data

nav_msgs::OccupancyGrid的信息如上。就是地图了。查了一下发现，GMapping中也会往map这个话题发布消息。除了一些test节点，目前只发现amcl中有在一定条件下订阅map这个话题。然而据我了解，amcl中实际也没有订阅话题，而是直接通过上述的服务器来获得地图的。