map-building

name	map-building
description	地图构建技能 - SLAM实时建图、地图保存与加载、动态地图更新
argument-hint	建图 OR SLAM OR 地图 OR map building OR slam
user-invocable	true

地图构建技能

使用 ROS2 + SLAM 工具链构建 2D/3D 地图，支持实时建图与动态更新

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核心工具链

工具	ROS2 包	说明
Cartographer	cartographer_ros	Google SLAM，2D/3D
SLAM Toolbox	slam_toolbox	实时在线建图，Karto-SLAM
RTAB-Map	rtabmap_ros	视觉SLAM，3D建图
GMapping	slam_gmapping	2D 激光SLAM（离线）

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2D 建图（slam_toolbox）

# 启动 slam_toolbox 在线建图
ros2 launch slam_toolbox online_async_launch.py \
  slam_params_file:=config/slam_params.yaml

# 保存地图
ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f my_map
# 生成 my_map.yaml + my_map.pgm

# 地图服务
ros2 run nav2_map_server map_server_yaml my_map.yaml

slam_params.yaml 关键参数

solver_plugin: solver_plugins::CeresSolver
ceres_linear_solver: SPARSE_NORMAL_CHOLESKY

scanmatcher:
  resolution: 0.05        # 地图分辨率 m/像素
  max_iterations: 20
  correlation_search_space:  # 搜索窗口
    transform_timeout: 0.2
    vietoris_radius: 2.0

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3D 建图（RTAB-Map）

# 启动 RTAB-Map
ros2 launch rtabmap_ros rtabmap.launch.py \
  rgb_topic:=/camera/color/image_raw \
  depth_topic:=/camera/depth/image_raw \
  camera_info_topic:=/camera/color/camera_info \
  rtabmap_args:="--delete_db_on_start"

# 导出 3D 点云
ros2 run rtabmap_ros rtabmap_utilities \
  /rtabmap/export_point_cloud

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动态地图更新

// 增量地图更新（使用 OctoMap）
#include <octomap/OctoMap.h>
#include <octomap_ros/conversions.h>

void mapCallback(const sensor_msgs::msg::PointCloud2::SharedPtr msg) {
  octomap::OctoMap tree(0.05);  // 5cm 分辨率
  octomap::PointCloud pc;
  octomap::pointCloud2ToOctomap(*msg, pc);
  tree.insertPointCloud(pc, octomap::point3d(0,0,0));
  tree.updateInnerOccupancy();
}

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规范

• 地图坐标系：map frame，TF: map → odom → base_link
• 分辨率：室内 0.05m/pixel，室外 0.10-0.20m/pixel
• 保存格式：2D 用 PGM+ YAML，3D 用 OctoMap (.bt/.ot)
• 动态地图更新需用 nav2_costmap_2d 的 VoxelLayer 或 OctoMap

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错误处理

问题	原因	解决
地图漂移	激光数据质量差	检查 scan_matcher/max_iterations
里程计跳变	TF 配置错误	确认 odom frame 正确
建图不闭合	闭环检测失败	增大 correlation_search_space