map server 功能和作用

map_server包提供了一个map_server ROS Node, 该node通过ROS Service方式提供地图数据。该包还提供了map_saver命令行utility, 使用该工具可将动态创建的地图保存成文件。

1 Map format

使用该包中提供的工具可以操控的地图被存储在2个文件中。一个是YAML格式的文件描述地图meta-data并命名image文件。另一个image文件用来编码occupancy-data。

1.1 Image format

image用不同的像素颜色描述世界中每个cell的占用状态。白色像素表示free，黑色像素表示occupied, 其它颜色像素表示unknown。彩色图和灰度图都可以，但是多数是灰度图。在YAML文件中使用阈值来区分3种类别。

当image中像素与阈值参数比较时候，需要先按照公式occ = (255 - color_avg) / 255.0计算占用概率, 这里color_avg是用8位数表示的来自于所有通道的平均值。例如，如果image是24-bit颜色，拥有0x0a0a0a颜色的像素，其概率是0.96，这意味着几乎完全占用。如果像素颜色是0xeeeeee，则占用概率是0.07, 这意味着几乎没有被占用。

当使用ROS消息通信时候，这种占用被表示为范围[0,100]之内的一个整数, 0的意思是完全free， 100的意思是完全occupied, -1表示完全unknown。

Image data被 SDL_Image库读取，依赖在特定平台上SDL_Image将提供什么东西，SDL_Image相应支持格式也会有差异。一般来讲，多数常用image格式都已经被支持了。一个必须要注意的例外是PNG格式在OS X平台上不能被支持。

1.2 YAML format

以下是YAML格式的一个示例：

image: testmap.png
resolution: 0.1
origin: [0.0, 0.0, 0.0]
occupied_thresh: 0.65
free_thresh: 0.196
negate: 0

需要的字段:

image : 指定包含occupancy data的image文件路径; 可以是绝对路径，也可以是相对于YAML文件的对象路径
resolution : 地图分辨率，单位是meters / pixel
origin : The 2-D pose of the lower-left pixel in the map, 表示为 (x, y, yaw), 这里yaw是逆时针旋转角度(yaw=0意味着没有旋转)。目前多数系统忽略yaw值。
occupied_thresh : 像素的占用概率比该阈值大被看做完全占用
free_thresh : 像素的占用概率比该阈值小被看做完全free
negate : Whether the white/black free/occupied semantics should be reversed (interpretation of thresholds is unaffected)

2 Command-line Tools

2.1 map_server（地图服务器）

map_server是一个ROS node，可以从磁盘读取地图并使用ROS service提供地图。目前实现的map_server可将地图中的颜色值转化成三种占用值： free (0), occupied (100), and unknown (-1). 未来可用0~100之间的不同值指示占用度。

2.1.1 命令语法

map_server <map.yaml>

2.1.2 示例

rosrun map_server map_server mymap.yaml

注意：map data可以通过指定topic或者 service来提取。service的方式最后可能要被废弃。

2.1.3 发布的主题

map_metadata (nav_msgs/MapMetaData)

Receive the map metadata via this latched topic.

map (nav_msgs/OccupancyGrid)

Receive the map via this latched topic.

2.1.4 服务

static_map (nav_msgs/GetMap)

Retrieve the map via this service.

2.1.5 参数

~frame_id (string, default: "map")

The frame to set in the header of the published map.

2.2 map_saver（地图保存器）

map_saver可以把地图保存到磁盘。例如：from a SLAM mapping service.

2.2.1 命令语法

rosrun map_server map_saver [-f mapname]

map_saver retrieves map data and writes it out to map.pgm and map.yaml. Use the -f option to provide a different base name for the output files.

2.2.2 命令示例

rosrun map_server map_saver -f mymap

2.2.3 订阅的主题

map (nav_msgs/OccupancyGrid) Map will be retrieved via this latched topic