Radar: Preparation of SLAM Mapping Software Environment

02 - 阶段二执行记录：SLAM 建图软件环境准备

1. 概述

最终选型：Cartographer（理由见 01_阶段二规划 文档）

2. 已完成步骤

2.1 安装 apt 依赖 【待用户手动执行】

当前环境无 sudo 权限，以下命令需在小车上手动执行：

# 安装 Cartographersudoapt update sudoaptinstall-y ros-humble-cartographer ros-humble-cartographer-ros # 安装 Nav2 地图服务器（保存地图用）sudoaptinstall-y ros-humble-nav2-map-server # 安装 URDF 工具（编译 description 包需要）sudoaptinstall-y ros-humble-robot-state-publisher ros-humble-joint-state-publisher ros-humble-xacro 

以上三条命令也可以合并为一条执行。

2.2 设置 LIDAR_TYPE 环境变量 【已完成】

已写入 ~/.bashrc：

exportLIDAR_TYPE=4ros 

源码中的 launch 文件会读取此变量，自动选择对应的雷达配置。

2.3 复制建图相关包到工作空间并编译 【已完成】

从源码目录复制了 3 个包到 ~/ydlidar_ws/src/：

编译命令：

cd ~/ydlidar_ws colcon build --symlink-install --packages-select yahboomcar_description yahboomcar_msgs yahboomcar_nav 

编译结果：3 个包全部成功（仅有 setuptools 弃用警告，不影响运行）。

2.4 TF Frame 分析 【无需修复】

分析结论：

两者共存不冲突：

• URDF 的 laser_link 用于 RViz 模型可视化
• 静态 TF 的 laser 用于实际 /scan 数据的坐标变换
• Cartographer 按 /scan 消息的 frame_id（laser）查 TF，走静态 TF 链路

2.5 Cartographer 配置优化 【已完成】

针对 TG30 雷达创建了两份 Cartographer 配置文件：

tg30_2d.lua（正式建图用，有 odom）

tg30_2d_no_odom.lua（手持测试用，无 odom）

2.6 创建 Launch 文件 【已完成】

创建了两个新 launch 文件：

测试版 launch 启动的内容：

1. 雷达驱动（4ros_ydlidar_launch.py）
2. 静态 TF：base_footprint → base_link（高度 0.0815m）
3. 静态 TF：base_link → laser（位移 + yaw 旋转）
4. Cartographer 节点（无 odom 模式）
5. 栅格地图发布节点

正式版 launch 启动的内容：

1. 底盘 + 雷达（laser_bringup_launch.py）
2. Cartographer 节点（有 odom 模式）
3. 栅格地图发布节点

3. 当前工作空间文件结构

~/ydlidar_ws/src/ ├── ydlidar_ros2_driver-master/ # 雷达驱动（阶段一已编译） ├── yahboomcar_description/ # URDF 机器人模型 ← 新增 │ ├── urdf/yahboomcar_X3.urdf # X3 小车模型 │ └── meshes/ # 3D 模型文件 ├── yahboomcar_msgs/ # 自定义消息 ← 新增 ├── yahboomcar_nav/ # 导航建图包 ← 新增 │ ├── launch/ │ │ ├── map_cartographer_test_launch.py ← 新建（手持测试） │ │ ├── map_cartographer_tg30_launch.py ← 新建（正式建图） │ │ ├── map_cartographer_launch.py # 原始 launch │ │ ├── save_map_launch.py # 保存地图 │ │ └── ... │ └── params/ │ ├── tg30_2d.lua ← 新建（有 odom 配置） │ ├── tg30_2d_no_odom.lua ← 新建（无 odom 配置） │ ├── lds_2d.lua # 原始配置 │ └── dwb_nav_params.yaml # 导航参数 

4. TF 坐标链

手持测试模式（无底盘）

map → odom → base_link → laser ↑ ↑ ↑ Cartographer 静态TF 静态TF 自动生成 (0,0,0.0815) (0.0435,0,0.11,yaw=π) 

base_footprint 在手持模式下通过静态 TF 连接到 base_link

正式建图模式（有底盘）

map → odom → base_footprint → base_link → laser ↑ ↑ ↑ ↑ SLAM 底盘编码器 URDF固定关节 静态TF +EKF 

5. 底盘的操作流程

# 第一步：安装 apt 依赖（如果还没装）sudoaptinstall-y ros-humble-cartographer ros-humble-cartographer-ros sudoaptinstall-y ros-humble-nav2-map-server sudoaptinstall-y ros-humble-robot-state-publisher ros-humble-joint-state-publisher ros-humble-xacro # 第二步：安装底盘驱动（根据底盘型号）# 具体命令待底盘到了再确定# 第三步：启动建图 ros2 launch yahboomcar_nav map_cartographer_tg30_launch.py # 第四步：遥控小车在房间里慢速移动，RViz 中观察地图构建 rviz2 # 添加 Map + LaserScan 显示# 第五步：建图满意后保存 ros2 launch yahboomcar_nav save_map_launch.py # 地图保存到 ~/ydlidar_ws/src/yahboomcar_nav/maps/yahboomcar.pgm + .yaml

6. 手持测试建图流程（可选，底盘到之前）

# 前提：已安装 Cartographer（sudo apt install ...）# 第一步：启动 ros2 launch yahboomcar_nav map_cartographer_test_launch.py # 第二步：手持雷达在房间里慢慢走（要求平稳，不能快速移动）# 第三步：在另一个终端打开 RViz 观察 rviz2 # 添加 Map 显示（topic: /map）# 添加 LaserScan 显示（topic: /scan）# 第四步：保存地图 ros2 launch yahboomcar_nav save_map_launch.py 

注意：手持建图精度较低，仅作为验证 Cartographer 是否正常工作。正式地图需等底盘到了重建。

7. 阶段二完成状态