引言

• SLAM（同步定位與地圖構(gòu)建）在Gazebo仿真環(huán)境中的應(yīng)用能夠模擬真實機器人進行環(huán)境建圖和導航。通過SLAM仿真，開發(fā)者可以在虛擬環(huán)境中測試算法，而不必依賴真實硬件，便于調(diào)試與優(yōu)化。

• Gazebo提供了多個虛擬環(huán)境，用戶可以選擇合適的環(huán)境來測試SLAM算法。與實際機器人操作類似，SLAM仿真涉及環(huán)境創(chuàng)建、SLAM節(jié)點啟動、遙控操作等步驟，幫助用戶在虛擬環(huán)境中完成定位與地圖構(gòu)建任務(wù)。

• 本文將介紹如何在Gazebo中使用TurtleBot3進行SLAM仿真，包括啟動仿真環(huán)境、運行SLAM節(jié)點、遙控機器人以及保存地圖的操作。

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學習目標

• 掌握在Gazebo中使用TurtleBot3進行SLAM仿真的基本操作。

• 學會啟動TurtleBot3仿真環(huán)境，并使用SLAM節(jié)點進行環(huán)境建圖。

• 掌握遙控TurtleBot3進行探索，并保存生成的地圖文件。

• 安裝與自己Ubuntu版本對應(yīng)的ROS版本，本文ROS Noetic Ninjemys 主要支持 Ubuntu 20.04 (Focal Fossa），其他ROS 1 版本也適用。安裝前請詳細參考 Ubuntu版本、ROS版本與Python 版本之間的關(guān)系。

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學習內(nèi)容

1 注意事項

1.1 兼容性注意事項

• 注意：本文內(nèi)容對應(yīng)的是遠程PC（桌面或筆記本電腦），用于控制TurtleBot3。 請勿將此指令應(yīng)用到TurtleBot3機器人上。
• 首次啟動模擬可能需要一些時間來完成環(huán)境設(shè)置。
• SLAM 仿真前請詳細參考 ———>專欄： Linux系統(tǒng)之Ubuntu系統(tǒng)安裝 。
• SLAM 仿真前請詳細參考 ———>專欄： Turtlebot3 PC端ROS環(huán)境搭建與仿真。

1.2 ROS 系統(tǒng)安裝、turtlebot3環(huán)境搭建與gazebo仿真

1.2.1 安裝 ROS 系統(tǒng)與搭建turtlebot3環(huán)境

• 🕐見專欄：Turtlebot3 PC端ROS環(huán)境搭建與仿真之 Ubuntu 的 ROS 操作系統(tǒng)安裝與測試。
• 🕑見專欄：Turtlebot3 PC端ROS環(huán)境搭建與仿真之 Ubuntu 的 ROS 操作系統(tǒng)turtlebot3環(huán)境搭建。

1.2.2 turtlebot3 gazebo仿真

• 見專欄：Turtlebot3 PC端ROS環(huán)境搭建與仿真之 Ubuntu 的 ROS 操作系統(tǒng) turtlebot3 gazebo仿真。

1.2.3 Turtlebot3 buger 硬件與操作平臺

• 見專欄：Turtlebot3 PC端ROS環(huán)境搭建與仿真之 Turtlebot3 buger 硬件與操作平臺詳細介紹。

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2 啟動Gazebo仿真環(huán)境

# 設(shè)置TurtleBot3模型
export TURTLEBOT3_MODEL=burger# 啟動TurtleBot3 World環(huán)境
roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch

TurtleBot3 默認世界Gazebo仿真環(huán)境如下圖所示：

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3 運行SLAM節(jié)點

在新的終端中啟動SLAM節(jié)點，默認使用Gmapping算法進行建圖。

# 設(shè)置TurtleBot3模型
export TURTLEBOT3_MODEL=burger# 啟動SLAM節(jié)點
roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch slam_methods:=gmapping

RViz可視化界面如下圖所示：

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4 啟動遙控節(jié)點

在新的終端中啟動遙控節(jié)點，通過鍵盤控制TurtleBot3的運動。

# 設(shè)置TurtleBot3模型
export TURTLEBOT3_MODEL=burger# 啟動遙控節(jié)點
roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

鍵盤遠程控制方法如下圖所示：

控制機器人：

• w/x：增加/減少線速度
• a/d：增加/減少角速度
• 空格鍵、s：緊急停止
• CTRL-C：退出遙控

SLAM 的 RViz 可視化界面如下圖所示：

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5 保存地圖

5.1 鍵盤遠程控制TurtleBot3

當?shù)貓D構(gòu)建完成后，在新的終端中使用以下命令保存地圖到本地，默認地址為 /home ，命名為map.pgm。

# 保存地圖
rosrun map_server map_saver -f ~/map

構(gòu)建的地圖保存如下圖所示：

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小結(jié)

• 本文詳細介紹了如何在Gazebo中使用TurtleBot3進行SLAM仿真，從啟動仿真環(huán)境到保存生成的地圖，幫助開發(fā)者掌握SLAM仿真流程。
• 通過遙控TurtleBot3進行探索，并利用SLAM算法構(gòu)建地圖，能夠為后續(xù)的導航和路徑規(guī)劃任務(wù)打下基礎(chǔ)。

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友情提示：

• 專欄：Turtlebot3 PC端ROS環(huán)境搭建與仿真
• 下一節(jié)：Ubuntu 的 ROS 2 操作系統(tǒng) turtlebot3 gazebo仿真

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