gmaping原理及代码解析(二)

本文深入解析gmapping算法,包括先验知识、系统架构、改进策略和粒子滤波实现。介绍了如何利用激光雷达和里程计数据进行SLAM,详细探讨了扫描匹配、权重更新、重采样等关键步骤,并提出了改善提案分布和自适应重采样以应对粒子退化问题。

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之前记录着就忘记录了,现在补上,欢迎大家一起交流啊~

(二)gmapping原理解析


A、先验知识

  • 条件概率公式:

上图中红色为A事件,蓝色为B时间,紫色为A、B事件同时发生的概率,P(A|B)表示B发生的条件下A发生的概率:

 

  • 全概率公式:

如上图,对于样本空间A,由A1...A7个事件组成,且A1...A7事件两两互斥,即任意两个事件的交集为空集;则对于任意事件B有:

对于离散域和连续域的全概率公式如下:

举例:小明要去上班,有三条路,选择每条路的概率为P(L1)=0.5,P(L2)=0.3,P(L3)=0,2=0.2;每条路不会堵车的概率P(C1)=0.2,P(C2)=0.4,P(C3)=0.7,问小明上班不会堵车的概率?

解:不堵车的事件为C;样本空间为L1,L2,L3;题目的P(C1)=P(C|L1),P(C2)=P(C|L2),P(C3)=P(C|L3)

所以:P(C)=P(L1)*P(C|L1)+P(L2)=P(C|L2)+P(L3)*P(C|L3)=0.36

  • 贝叶斯公式:

贝叶斯公式其实是由条件概率和全概率公式可以推导出来的,全概率公式是求B事件在A样本空间的概率,而贝叶斯就是已经知道A事件发生了,求样本空间中Ai事件发生的概率,如下图:



公式如下&#x

### 关于 `test_gmapping` 文件的相关信息 #### ROS中的GMapping包概述 在ROS(机器人操作系统)环境中,`gmapping` 是一个用于构建维占用栅格地图的开源算法。此节点订阅激光雷达数据并将其转换成环境的地图表示形式[^1]。 #### 测试 GMapping 的配置方法 为了测试 gmapping 节点的功能,通常会创建名为 `test_gmapping.launch` 或者类似的启动文件来加载必要的参数设置以及初始化各个所需的节点。这些参数可能包括但不限于: - 激光扫描话题名称 (`scan_topic`) - 地图更新频率 (`odom_frame`, `base_frame`, 和 `map_update_interval`) - 占用概率阈值(`minimum_score`, `linearUpdate`, `angularUpdate`) ```xml <launch> <!-- 启动gmapping节点 --> <node pkg="gmapping" type="slam_gmapping" name="gmapping_node"> <param name="scan_topic" value="/scan"/> <param name="odom_frame" value="odom"/> <param name="base_frame" value="base_footprint"/> <param name="map_update_interval" value="2.0"/> ... </node> </launch> ``` 上述 XML 片段展示了如何通过 launch 文件指定一些基本选项给 gmapping 节点。 #### 数据记录与回放功能的应用场景 对于调试目的而言,在实际运行过程中收集传感器读数和其他相关信息到 bag 文件里是非常有用的实践方式之一。之后可以通过命令行工具 rosbag 来重播录制的数据流以便离线分析 gmapping 表现情况而不必每次都依赖真实世界实验条件。
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