2026年春江苏开放大学机器人操作系统061020实践训练（五）：机器人SLAM建图与导航仿真

文档介绍

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（一）实践目标：

https://github.com/6-robot/waterplus_map_tools.git

2.安装依赖项:

cd ~/catkin_ws/src/wpr_simulation/scripts

./install_for_noetic.sh

cd ~/catkin_ws/src/wpb_home/wpb_home_bringup/scripts

./install_for_noetic.sh

cd ~/catkin_ws/src/waterplus_map_tools/scripts

./install_for_noetic.sh

3. 编译

cd ~/catkin_ws

catkin_make

4. SLAM环境地图创建:

roslaunch wpr_simulation wpb_gmapping.launch

5. 受键盘控制机器人完成巡游：打开一个新的终端，输入：

rosrun wpr_simulation keyboard_vel_ctrl

按<Enter>键执行。

用键盘控制机器人移动的时候，只需要按一下键盘按键就可以让机器人沿着对应方向移动，不需要一直按着不放，必要的时候使用空格键刹车。机器人在场景里巡游一周之后，可以看到建好的地图。

把地图保存下来，后面进行自主导航时会用到。保存地图时，需要保持建图的程序仍在运行,不能关闭Rviz界面。启动一个新的终端程序,输入如下指令。

rosrun map server map saver-f map

按<Enter>键保存，保存完毕后，会在Ubuntu 系统的主文件目录里生成两个新文件，一个名为map.pgm,另一个名为map. yaml,这就是使用Gmapping 建好的环境地图。现在可以关闭Gazebo和Rviz窗口,准备进行导航的仿真。

 6. Navigation导航

首先，将主文件目录里的map. pgm和 map. yaml两个文件都复制到工作目录“~/catkin_ws/src/wpr_simulation/maps”里。

这个复制操作也可以在“文件管理器”里用鼠标完成。

地图放置完毕后，输入之类启动导航仿真：

roslaunch wpr_simulation wpb_navigation.launch

执行完毕后系统会启动Gazebo窗口。

单击Rviz切换到桌面前台显示，在Rviz中可以看到机器人位于刚建好的地图中。仔细看此时的地图，在原水的黑色图案(静态障碍物轮廓）的周围，出现厂蓝色的色带，这个色带表示的是安全边界，色带宽度和机器人的底盛半径大致相等。也就是说，如果机器人进人这个色带，就有可能和静态障碍物（墙壁或桌椅腿）发生碰撞，这个安全边界在后面机器人规划路径时会用到。另外，Riviz 中机器人的当前位置在地图甲央，这个和仿真环境中的机器人位置不符。需要在导航前将机器人设置到正确的位 置。

单击Rviz窗口上方工具栏里的“2D Pose Estimate”。

然后在 Rviz 的地图里，单击机器人应该处于的位置。这时会出观绿色大節头，代表的是机器人在初始位置的朝向。按住鼠标左键不效，在屏幕上拖动画圈，可以控制绿色箭头的朝问。在Rviz 中拖动绿色箭头，选择好朝向，松开鼠标左键，机器人模型就会定位到选择的位置。

调整虚拟机器人的初始位置，直到红色的激光雷达数据点和静态障得物的轮廓大致贴合。
设置好机器人的初始位置后，可以开始为机器人指定导航的目标地点。单击 Rviz窗口上方工具栏里的“2D Nav Goal” 按钮。

然后单击 Rviz 里地图上的导航目标点。此时会再次出现绿色箭头，与前面的操作一样，按佳鼠标左键在屏幕上拖动画圈，设置机器人移动到终点后的朝向。

选择完目标朝向后，松开鼠标左键，ROS 的导航系统就会规划出一条紫色的路径，这条路径从机器人当前点出发，绕开蓝色的安全边界，一直到移动目标点结束。

路径规划完毕后，机器人会开始沿着这条路径移动，此时切换到 Gazebo 窗口，可以看到仿真环境里的机器人也开始沿着这条路径移动。

机器人到终点后，会原地旋转，调整航向角，最终朝向刚才设置目标标点时绿色箭头的方向。

五、实验报告：

提交实验报告。