边建图边导航（SLAM）

• 概述
• 环境要求
• 教程步骤

概述

本文档介绍如何在 Nav2 中使用 SLAM。 教程将演示如何生成占用栅格地图（occupancy grid map），并利用 Nav2 控制机器人在环境中移动。 内容同时适用于仿真环境和物理机器人，演示以物理机器人为例。

开始本教程前，强烈建议先阅读快速入门，尤其是初次接触 ROS 和 Navigation2 的用户。

本教程使用 SLAM Toolbox，更多详情可参考 ROSCon 上关于 SLAM Toolbox 的演讲。

环境要求

需安装 Navigation2、Turtlebot3 和 SLAM Toolbox。 如果尚未安装，请按照快速入门进行操作。

首先，加载 ROS 2 环境变量：

source /opt/ros/<ros2-distro>/setup.bash

可通过以下命令安装 SLAM Toolbox：

sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-slam-toolbox

也可在工作空间中从源码构建：

git clone -b $ROS_DISTRO-devel git@github.com:stevemacenski/slam_toolbox.git

教程步骤

0- 启动机器人接口

本教程使用 TurtleBot3。 可从 turtlebot3 仓库 获取，或通过以下命令安装：

首先，加载 ROS 2 环境变量：

source /opt/ros/<ros2-distro>/setup.bash

然后安装 Turtlebot3 软件包：

sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-turtlebot3 ros-$ROS_DISTRO-turtlebot3-msgs ros-$ROS_DISTRO-turtlebot3-bringup

如果使用其他机器人，请替换为对应的机器人接口。 通常包括：URDF 机器人状态发布器（robot state publisher）、仿真或物理机器人接口、控制器、安全节点等。

本教程中，每次打开新终端时请先运行以下命令：

• source /opt/ros/<ros2-distro>/setup.bash
• export TURTLEBOT3_MODEL=waffle

启动机器人接口和机器人状态发布器，例如：

ros2 launch turtlebot3_bringup robot.launch.py

1- 启动 Navigation2

启动导航，无需加载 nav2_amcl 和 nav2_map_server。 SLAM 节点会向 /map 话题发布地图，并提供 map->odom 变换。

ros2 launch nav2_bringup navigation_launch.py

2- 启动 SLAM

启动你选用的 SLAM 实现，确保其提供 map->odom 变换和 /map 话题。 打开 RViz 并添加需要可视化的话题，如 /map、/tf、/laserscan 等。 本教程使用 SLAM Toolbox。

ros2 launch slam_toolbox online_async_launch.py

3- 使用 SLAM 建图

通过 RViz 或 ROS 2 CLI 发送目标位姿来驱动机器人移动，例如：

ros2 topic pub /goal_pose geometry_msgs/PoseStamped "{header: {stamp: {sec: 0}, frame_id: 'map'}, pose: {position: {x: 0.2, y: 0.0, z: 0.0}, orientation: {w: 1.0}}}"

此时应能看到地图实时更新。要将地图保存到文件：

ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f ~/map

4- 简化入门流程

如果只需在 TurtleBot3 快速入门的沙盒世界中运行 SLAM，也可以通过启动配置直接启用。 无需分别启动接口、导航和 SLAM，继续使用 tb3_simulation_launch.py 并将 slam 参数设为 true 即可。 前面的步骤适用于在自己的机器人上运行 SLAM 的场景——这类机器人通常有独立的仿真/机器人接口和导航启动文件，而 tb3_simulation_launch.py 出于测试便利将它们整合在一起。

ros2 launch nav2_bringup tb3_simulation_launch.py slam:=True