我现在想实现用cartographer算法实现三维激光雷达和imu的联合建图，我现在想对其在gazebo上进行仿真，目前已经实现了移动小车的仿真，上面搭配了三维激光雷达和imu，在rviz中成功，我现在想将cartographer算法引入进来，实现移动小车的三维点云建图，我是ubuntu16.04版本kinetic版本的，目前移动小车在catkin_ws工作目录下，carto算法在carto_ws工作目录下，已经安装好并且下载数据集实验过成功，我该怎么将carto算法引入？我运行launch文件发现没有map话题产生，应该怎么办？请详细写出命令以及路径

<think>好的，用户现在的问题是关于在Ubuntu 16.04 Kinetic环境下，使用Cartographer算法结合三维激光雷达和IMU在Gazebo中进行建图仿真。他已经实现了移动小车的Gazebo仿真，搭载了3D雷达和IMU，并且在RViz中显示正常。现在他想将Cartographer引入，但运行launch文件时没有生成map话题，需要帮助解决。 首先，我需要理清Cartographer在三维建图中的使用情况。Cartographer本身主要支持2D建图，但通过cartographer_ros的3D配置可以实现3D建图，不过用户需要注意配置文件的调整。用户提到已经在另一个工作空间（carto_ws）中安装并测试过Cartographer，可能已经具备基本的环境，但需要将现有的小车仿真与Cartographer连接起来。 接下来，用户的工作空间结构是两个独立的catkin工作区：catkin_ws（小车仿真）和carto_ws（Cartographer）。这种情况下，可能需要确保两个工作区的依赖项正确，并且环境变量（如ROS_PACKAGE_PATH）包含两个工作空间的路径。用户可能需要先source两个工作空间的setup.bash文件，或者在.bashrc中设置，确保ROS能找到所有包。 然后，用户需要将小车的传感器数据（3D激光雷达和IMU）正确连接到Cartographer的节点。需要检查的话题包括激光雷达的点云话题和IMU的数据话题是否与Cartographer的配置匹配。例如，Cartographer默认可能期望的点云话题是/points2，而用户的小车可能发布的是其他话题，如/velodyne_points。此时需要修改Cartographer的lua配置文件中的话题名称，或者在启动文件中重映射话题。 关于没有map话题的问题，可能的原因有几个：1）Cartographer节点未正确发布map话题；2）坐标系配置错误，导致数据无法正确处理；3）传感器数据的时间同步问题；4）配置文件中的模式未设置为3D建图。需要用户检查其启动文件和配置文件，确认是否正确启用了3D建图模式，并且所有传感器参数正确。 此外，用户需要确保Cartographer的launch文件正确加载了3D的配置文件，例如使用revo_lds_3d.lua或者自定义的3D配置文件。同时，需要确认URDF模型中是否正确设置了IMU和激光雷达的坐标系关系，尤其是frame_id的指定，确保在配置文件中与urdf中定义的一致。 可能的解决步骤包括：1）合并两个工作空间或确保环境变量正确；2）检查话题名称是否匹配，必要时进行重映射；3）调整Cartographer的配置文件，确保3D参数正确；4）验证时间同步和坐标变换；5）运行必要的节点并检查日志输出。 用户可能需要运行诸如rosrun cartographer_ros cartographer_node ... 或者通过launch文件启动，并在其中指定配置文件和加载urdf模型。同时，使用rosbag record或rostopic list来确认map话题是否存在，或者查看节点是否正确发布。 最后，用户可能需要查阅Cartographer的官方文档，特别是关于3D配置的部分，确保所有参数设置正确，比如TRAJECTORY_BUILDER_3D的启用，以及正确设置num_laser_scans和num_point_clouds等参数。如果用户之前使用的是2D配置，切换到3D时需要调整这些参数。</think>以下是分步解决方案： --- ### 一、环境准备 1. **统一工作空间（可选但推荐）** ```bash # 建议将cartographer相关包移动到主工作空间 mv ~/carto_ws/src/cartographer* ~/catkin_ws/src/ cd ~/catkin_ws && catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="cartographer;cartographer_ros" ``` 2. **确保环境变量加载正确** ```bash # 在~/.bashrc末尾添加（注意路径顺序） echo "source /opt/ros/kinetic/setup.bash" >> ~/.bashrc echo "source ~/catkin_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc ``` --- ### 二、配置文件修改 1. **创建3D配置文件** ```bash cd ~/catkin_ws/src/cartographer_ros/cartographer_ros/configuration_files cp revo_lds.lua my_robot_3d.lua ``` 2. **修改`my_robot_3d.lua`关键参数： ```lua include "map_builder.lua" include "trajectory_builder.lua" options = { map_builder = MAP_BUILDER, trajectory_builder = TRAJECTORY_BUILDER, sensor_bridge = { horizontal_laser_min_range = 0.3, horizontal_laser_max_range = 100., horizontal_laser_missing_echo_ray_length = 5., constant_odometry_translational_variance = 0., constant_odometry_rotational_variance = 0., }, publish_frame_projected_to_2d = false, -- 必须关闭2D投影 use_pose_extrapolator = true, use_odometry = false, use_nav_sat = false, use_landmarks = false, num_laser_scans = 0, -- 3D雷达必须设为0 num_multi_echo_laser_scans = 0, num_point_clouds = 1, -- 3D点云设为1 lookup_transform_timeout_sec = 0.2, submap_publish_period_sec = 0.3, pose_publish_period_sec = 5e-3, } MAP_BUILDER.use_trajectory_builder_3d = true -- 启用3D构建器 TRAJECTORY_BUILDER_3D.num_accumulated_range_data = 1 -- 点云累积数 TRAJECTORY_BUILDER_3D.use_online_correlative_scan_matching = true -- 增强匹配 ``` --- ### 三、Launch文件配置 1. **创建新launch文件`my_carto_3d.launch`** ```xml <launch> <!-- 加载URDF模型 --> <param name="robot_description" textfile="$(find your_robot_model)/urdf/robot.urdf"/> <!-- 启动Cartographer节点 --> <node name="cartographer_node" pkg="cartographer_ros" type="cartographer_node" args="-configuration_directory $(find cartographer_ros)/configuration_files -configuration_basename my_robot_3d.lua" output="screen"> <!-- 重映射话题 --> <remap from="points2" to="/velodyne_points" /> <!-- 假设雷达话题为/velodyne_points --> <remap from="imu" to="/imu/data" /> <!-- 假设IMU话题为/imu/data --> </node> <!-- 启动地图服务 --> <node name="cartographer_occupancy_grid_node" pkg="cartographer_ros" type="cartographer_occupancy_grid_node" args="-resolution 0.05" /> </launch> ``` --- ### 四、问题诊断与解决 1. **检查话题连通性** ```bash # 新终端运行 rostopic list | grep -E "points2|imu|scan|odom" # 应看到/velodyne_points和/imu/data存在 ``` 2. **修复TF树问题** ```bash # 检查坐标系关系 rosrun tf view_frames # 确保存在以下连接： # base_link -> imu_link # base_link -> laser_link ``` 3. **强制发布map坐标系（临时测试）** ```bash rosrun tf static_transform_publisher 0 0 0 0 0 0 map odom 100 ``` --- ### 五、最终执行流程 ```bash # Terminal 1: 启动Gazebo仿真 roslaunch your_robot_gazebo robot_world.launch # Terminal 2: 启动Cartographer roslaunch your_robot_mapping my_carto_3d.launch # Terminal 3: 启动RViz rosrun rviz rviz -d $(find cartographer_ros)/configuration_files/demo_3d.rviz ``` --- ### 六、常见问题处理 1. **无map话题的可能原因** - ✅ 检查是否启用`trajectory_builder_3d` - ✅ 确认`num_point_clouds = 1`且`num_laser_scans = 0` - ✅ 检查雷达消息类型是否为`sensor_msgs/PointCloud2` 2. **数据时间同步问题** ```bash # 安装消息同步工具 sudo apt-get install ros-kinetic-message-filters # 在launch文件中添加时间同步节点 <node pkg="message_filters" type="time_synchronizer" name="sync_imu_lidar" args="points2 imu" /> ``` 如仍存在问题，建议查看节点日志： ```bash roslog | grep cartographer ```