ROS 八叉樹地圖構建 – 安裝 octomap 和 octomap_server 建圖包！

• 2020 年 8 月 9 日
• 筆記

項目要用到八叉樹庫 Octomap 來構建地圖，這裡記錄下安裝、可視化，並啟用帶顏色的 Octomap 的過程。

一、Apt 安裝 Octomap 庫

如果你不需要修改源碼，可以直接安裝編譯好的 octomap 庫，記得把 ROS 版本「kinetic」替換成你用的：

sudo apt-get install ros-kinetic-octomap*

上面這一行命令等價於安裝以下的 octomap 組件：

sudo apt-get install ros-kinetic-octomap ros-kinetic-octomap-mapping ros-kinetic-octomap-msgs ros-kinetic-octomap-ros ros-kinetic-octomap-rviz-plugins

注意：上面沒有安裝 ros-kinetic-octomap-server，原因是我要使用這個包來建圖，並且需要修改它，所以在下一步我直接通過編譯源碼來安裝它！

二、編譯安裝 OctomapServer 建圖包

因為我要啟用八叉樹體素柵格的 RGB 顏色支援，需要修改源碼，所以必須使用源碼編譯安裝，過程如下：

2.1 創建編譯用的工作空間

cd 你的一個目錄/

# 創建工作空間
mkdir octomap_ws
cd octomap_ws/

# ROS 的工作空間必須包含 src 目錄
mkdir src/

# 創建
catkin_make

# 記得 source 環境變數
source devel/setup.zsh

2.2 下載編譯源碼

下載 octomap_server 源碼到 src 文件夾中：

cd src/
git clone //github.com/OctoMap/octomap_mapping.git

返回你的工作空間主目錄，安裝下依賴，然後開始編譯：

cd ../

rosdep install octomap_mapping

catkin_make

編譯過程基本沒有報錯，如果你遇到問題，直接複製錯誤資訊瀏覽器搜索解決，然後啟動測試的 launch：

roslaunch octomap_server octomap_mapping.launch

沒問題的話應該可以用 rostopic list 看到一個 octomap_full 的話題：

有這個話題說明這個建圖包可以正常工作啦：）

二、Rviz 可視化 Octomap

ROS 中提供了一個 Rviz 可視化 Octomap 的插件，如果沒有安裝使用下面的命令即可：

sudo apt-get install ros-kinetic-octomap-rviz-plugins

安裝後啟動 Rviz，直接添加一個八叉樹佔用網格的類型，第一個是帶顏色的類型，第二個不帶顏色：

建圖節點啟動後，選擇話題名稱為 octomap_full，即可顯示出八叉樹體素柵格，這是我的實驗結果，我用的是第一個帶顏色的類型：

我把點雲和體素柵格一起顯示了，所以會重疊。這裡要注意的是，如果你的點雲顯示不出來，要檢查下「Global Options」的「Fixed Frame」有沒有設置正確，我是設置的是 Robosense 雷達的 frame_id：「rslidar」。

三、啟用 ColorOctomap

默認編譯的 octomap 不能顯示顏色，要開啟顏色的支援，需要 2 個步驟，第一步編輯 OctomapServer.h 文件：

vim octomap_mapping/octomap_server/include/octomap_server/OctomapServer.h

打開下面 COLOR_OCTOMAP_SERVER 宏的注釋即可：

// switch color here - easier maintenance, only maintain OctomapServer. 
// Two targets are defined in the cmake, octomap_server_color and octomap_server. One has this defined, and the other doesn't
// 打開這個注釋
#define COLOR_OCTOMAP_SERVER

然後重新編譯一遍源碼：

cd octomap_ws/

catkin_make

第二步是在使用時，在 launch 文件中禁用 height_map，啟用 colored_map，這個配置是我閱讀源碼查找的，因為官網文檔很久沒有更新了，一些參數配置方法需要通過閱讀源碼才能知道：

<param name = "height_map" value = "false" />
<param name = "colored_map" value = "true" />

比如以下是我實驗用的 launch 文件：

<launch>
  <node pkg="octomap_server" type="octomap_server_node" name="octomap_server">

    <!-- resolution in meters per pixel -->
    <param name="resolution" value="0.10" />

    <!-- name of the fixed frame, needs to be "/map" for SLAM -->
    <!-- 
         增量式構建地圖時，需要提供輸入的點雲幀和靜態全局幀之間的 TF 變換
    -->
    <param name="frame_id" type="string" value="world" />

    <param name = "height_map" value = "false" />
    <param name = "colored_map" value = "true" /> 

    <!-- topic from where pointcloud2 messages are subscribed -->
    <!-- 要訂閱的點雲主題名稱 /fusion_cloud -->
    <remap from="/cloud_in" to="/fusion_cloud" />
  </node>
</launch>

我設置了八叉樹幀的 frame 為 rslidar，並將融合的點雲話題 /fusion_cloud 作為節點的輸入，我沒有提供 TF，因為目前只是做了一個單幀的體素柵格構建，效果如下：

我在 B 站錄了個簡短的影片，可以去看下初步的效果：ROS 單幀帶顏色八叉樹 Octomap 地圖構建實驗