[2025 ROS 스터디] 홍동형 #4주차 - SLAM과 내비게이션

길 찾기에 필요한 것

위치 : 로봇의 위치 계측/추정하는 기능

GPS(Global Positioning System)

한계 - 큰 오차, 날씨에 영향, 실외만 가능

 

Indoor Positioning Sensor

Landmark (Color, IR Camera) - 성능 good, 가격이 비쌈

Indoor GPS

WIFi SLAM

Beacon

 

추측 항법

이동 거리, 회전 값 계산, 위치측정

누적오차 발생

IMU 등의 관성 센서, 필터로 위치 보상

(상대좌표)

센싱 : 벽, 물체 등의 장애물의 계측하는 기능

거리센서

 

비전센서

 

Depth camera

지도 : 길과 장애물 정보가 담긴 지도

지도 만들기 -> SLAM!!

경로 : 목적지까지 최적 경로를 계산하고 주행하는 기능

내비게이션

위치 추정

경로 탐색/계획

- DWA, A* 등...

SLAM

Simultaneous Localization And Mapping

동시적 위치 추정 및 지도 작성

 

Gmapping - OpenSLAM에 공개된 SLAM의 한 종류

SLAM 관련 노드들의 처리 과정

위치 추정 필터 - 칼만 필터, 파티클 필터 등..

거의 교과서

내비게이션

차량 자동 항법 장치

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실습하기

패키지 설치

강의에서는 kinetic 버전이나 나는 noetic버전을 사용하기에 주의가 필요하다. 에러를 처리하느라 많은 코드를 쳐서 뭐가 정답인지 모르겠다...

일단 참고 자료 : https://emanual.robotis.com/docs/en/platform/turtlebot3/simulation/#gazebo-simulation

어찌저찌 성공했다.

RViz의 여러 옵션들은 직접사용하면서 배워보도록 하자

 

SLAM 사용하기

위와 동일하게 gazebo, 원격조종을 실행하고 이번에는 SLAM을 실행하자

$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch
$ roslaunch turtlebot3_slam turtlebot3_slam.launch slam_methods:=gmapping
$ roslaunch turtlebot3_teleop turtlebot3_teleop_key.launch

RViz와 Gazebo가 실행된 모습을 볼 수 있다.

열심히 지도를 그려보자

지도를 완성하면

$ rosrun map_server map_saver -f ~/map

이 명령어로 지도를 저장하자

 

map.pgm, map.yaml 파일이 생성된 것을 볼 수 있다.

 

내비게이션 사용하기

이번에는 Gazebo와 내비게이션을 실행하자

$ roslaunch turtlebot3_gazebo turtlebot3_world.launch
$ roslaunch turtlebot3_navigation turtlebot3_navigation.launch map_file:=$HOME/map.yaml

처음에는 초록선 즉, 로봇의 위치와 방향에 대한 확률이 흩어져있다.

2D Pose Estimate와 원격조종툴로 이동, 회전을 해서 로봇의 위치를 보다 정확히 인식시키자.

초록선들이 로봇에 집중된 모습을 볼 수 있다.

 

2D Nav Goal로 로봇의 원하는 지점을 정할 수 있다.

목적지를 위한 이동경로와 실제 Gazebo상에서도 움직이는 모습을 볼 수 있다.

 

 

 

 

출처 : https://youtu.be/067HSmDvXdE?si=kqwsWSWZlxTy6EMg