Google Cartographer+Gazeboで地図をつくる

#目的
　googleがリリースした、ROSに対応している。SLAMライブラリCartographerをつかって、地図を作成する。
　ロボットなしでも動かすために、ROSのシミュレーション環境Gazeboを使用する。
　Fetchには、シミュレーション用のgazeboモデルと、Cartographerの設定ファイルが準備されていることから、Fetchのモデルを使用する。

#1.シミュレーション環境の構築
　gazeboでの移動ロボットのシミュレーション環境を構築する。
　FetchのシミュレーションモデルにはSLAMに必要なセンサー：Lidarを含んでいる。

<参考>Fetch & Freight Manual：
http://docs.fetchrobotics.com/index.html
　
下記コマンドでインストールする。

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install ros-indigo-fetch-gazebo-demo

下記コマンドでGazeboをたちあげて、ロボットが走行できることを確認する。
teleopのコンソールで、U/I/Oキーなどで走行させることができる。
gazeboは初回起動時にかなり時間がかかる。起動するまで、しばらく放っておく。(固まっているように見えるが起動中である。)

$ roslaunch fetch_gazebo simulation.launch
$ rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py

#2.cartographerのインストール

ここで、Fetch用のcartographerを、ドキュメントにしたがって、インストールする。
https://github.com/googlecartographer/cartographer_fetch/blob/master/docs/source/index.rst

# Install wstool and rosdep.
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y python-wstool python-rosdep ninja-build

# Create a new workspace in 'catkin_ws'.
mkdir catkin_ws
cd catkin_ws
wstool init src

# Merge the cartographer_fetch code for dependencies.
wstool merge -t src https://raw.githubusercontent.com/googlecartographer/cartographer_ros/master/cartographer_ros.rosinstall
wstool merge -t src https://raw.githubusercontent.com/googlecartographer/cartographer_fetch/master/cartographer_fetch.rosinstall
wstool update -t src

# Install deb dependencies.
rosdep update
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r --rosdistro=${ROS_DISTRO} -y

# Build and install.
catkin_make_isolated --install --use-ninja
source install_isolated/setup.bash

<参考>Cartographer ROS Integration：https://google-cartographer-ros.readthedocs.io/en/latest/

サンプルのROSBAGを実行して、動作することを確認する。

# Download the 2D example bag.
wget -P ~/Downloads https://storage.googleapis.com/cartographer-public-data/bags/fetch/cartographer_freight_simulation_demo.bag

# Launch the 2D demo.
roslaunch cartographer_fetch demo.launch bag_filename:=${HOME}/Downloads/cartographer_freight_simulation_demo.bag

#3.Gazeboでのシミュレーション

gazeboを起動

$ roslaunch fetch_gazebo simulation.launch

適当に、障害物をおいていく。障害物がないと、SLAMを実行することができない。

fetch用のCartographerを起動する。

$ roslaunch cartographer_fetch freight.launch

teleopとrvizを起動、U/I/Oキーなどで走行させながら地図ができていく様子を観察する。

$ rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py
$ rosrun rviz rviz

参考

Real-Time Loop Closure in 2D LIDAR SLAM
https://research.google.com/pubs/pub45466.html

Ros wiki
http://wiki.ros.org/cartographer