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常规操作

本文档介绍运行 Galbot 机器人过程中可能进行的一些常规操作，确保各项功能正常运行。

地图引擎 - 建图与定位​

地图引擎是导航功能的核心基础。地图引擎不是可选附加功能，而是导航功能的前置必须步骤。在使用导航功能前，必须完成建图并确保定位正常运行。未正确完成建图和定位将导致导航功能无法正常工作。

当机器人开启定位导航服务时（机器人工作模式可能默认开启导航服务），必须先完成建图。新的机器人首次使用前需要进行建图操作，否则定位服务无法正常启动，机器人可能进入异常模式。

建图流程​

建图是导航的前提条件。在开始使用导航功能前，必须先完成环境地图的构建。

1. 前置条件检查 (必选)​

检查雷达服务是否已启动

建图需要雷达服务处于运行状态。在 HPU 终端输入以下命令查看雷达进程：

top

如果雷达已被自动拉起，可以在进程列表中看到名为 service_lidar_capture 的进程，如下图所示：

雷达服务

如果雷达未启动，使用以下命令启动雷达（注意：不要重复启动）：

/data/galbot/bin/service_lidar_capture

确保地图路径具有可写权限

默认地图路径存放在 /var/maps/ 目录下。如果该路径不存在或没有写入权限，请创建路径并赋予可写权限：

sudo mkdir -p /var/maps/
sudo chmod 777 -R /var/maps/

2. 开始建图 (必选)​

启动建图程序

  1. 拍下机器人急停按钮，将机器人推至建图起点（可以从任何位置开始建图，后续定位服务若出现异常，需要在初始建图点位发送重定位）
  2. 执行以下命令启动建图：
/data/galbot/bin/mapping_server

正常建图时会显示以下信息：

  • 关键帧数量（keyframe num）
  • 位姿延时（time delay）
  • 当前机器人位姿（x y z qx qy qz qw）

关键帧数量会随着机器人移动而增加，机器人静止时关键帧数量保持不变，如下图所示：

建图过程

  1. 推动机器人遍历环境一周以构建完整地图。推动时应避免过大的加速度和角速度（接近人行走速度即可）

3. 保存地图 (必选)​

保存构建好的地图

直接结束建图程序不会自动保存地图。如需保存地图，请先执行保存操作，然后再关闭建图程序。

执行保存地图工具：

/data/galbot/bin/engine_tools

启动工具后，输入数字 1，然后按 Enter 回车选择保存地图功能。地图默认保存路径为 /var/maps/room1102，如下图所示：

保存地图

保存地图后，地图目录下必须存在 global_cloud_cleaned.pcd，供后续定位使用。

  • 如果已经完成点云后处理，请确保清理后的地图文件命名为 global_cloud_cleaned.pcd
  • 如果暂时不做杂点擦除，请在地图目录下执行以下命令：
cp global_cloud.pcd global_cloud_cleaned.pcd

4. 编辑地图 (可选)​

本步骤用于优化地图质量，提高导航精度和安全性。

不做的影响
  • 擦除地图杂点：地图中的空中杂点可能导致导航系统误判障碍物，影响路径规划精度
  • 绘制电子围栏：没有电子围栏限制，机器人可能会进入非预期或危险区域
4.1 擦除地图杂点 (可选)​

推荐进行本步骤（若有导航需求，务必进行本步骤）。地图中通常可能存在少量杂点，擦除后可以提高导航成功率。尤其当房间中存在镜面、毛玻璃等材质物体时，点云地图中更容易出现杂点，建议使用 CloudCompare 软件进行后处理。

准备工作：下载 CloudCompare 软件

下载链接：https://www.cloudcompare.org/release/index.html

如图所示：

下载软件

若官网下载打不开pcd文件，则进行下列命令：

sudo apt update
sudo apt install -y flatpak gnome-software-plugin-flatpak
flatpak remote-add --if-not-exists flathub https://mirrors.ustc.edu.cn/flathub
flatpak install flathub org.cloudcompare.CloudCompare -y
flatpak run org.cloudcompare.CloudCompare

操作步骤：

  1. 打开 CloudCompare 软件，将点云地图 global_cloud.pcd 拖入软件工作区

pcd

  1. 按照下图绿色箭头编号依次操作：
    • 步骤 1：选择正视图
    • 步骤 2：选中点云
    • 步骤 3：选择剪刀图标
    • 步骤 4：鼠标左键选点，鼠标右键结束选点，如图绿框选中机器人的活动空间
    • 步骤 5：保留内部点云
    • 步骤 6：确认操作（图标为对勾）

此时点云被分割为两部分：框选内的 global_cloud.segmented 和框选外的 global_cloud.remaining：

opensource

  1. 继续以下步骤：
    • 步骤 7：擦除杂点，杂点指机器人活动空间中，影响机器人通行的点。取消选中xxx.remaining，保留xxx.segmented
    • 步骤 8：选择俯视图
    • 步骤 9：选择剪刀图标
    • 步骤 10：鼠标左键选取，鼠标右键结束，将想去除的杂点框中
    • 步骤 11：保留框外部点
    • 步骤 12：勾号完成分割

opensource2

  1. 删除杂点并合并：
    • 步骤 13：鼠标选中xxx.segmented.remaining，然后鼠标右键选择delete删除
    • 步骤 14：选中14和15箭头指向的点云（摁住ctrl可以多选）
    • 步骤 16：选择edit里面的merge选项合并点云

opensource3

  1. 保存清理后的地图：
    • 步骤 17：选择file里面的save选项
    • 步骤 18：在弹窗里选择格式为Point Cloud Library cloud
    • 步骤 19：保存新的pcd点云地图"global_cloud_cleaned.pcd"，并上传到机器人的/var/maps/room1102/路径下

opensource4

4.2 编辑 OSM 文件 (可选)​

通过绘制电子围栏来限制机器人的活动范围，防止机器人进入危险或非预期区域。

作用说明
  • 绘制电子围栏：在地图上设置虚拟边界，禁止机器人穿越围栏进入特定区域（如楼梯、危险区域、非工作区域等）
  • 不做的影响：机器人可以自由移动到地图中的任何位置，可能进入危险区域或非预期的工作区域，存在安全风险

在建图完成后（假设地图保存路径为 /var/maps/room1102/），使用 engine_tools 工具转换点云地图为 OSM 文件：

  1. 执行 engine_tools，输入数字 3，选择点云地图转 OSM 文件功能
  2. 直接回车使用默认地图。当前示例地图存放在 /var/maps/room1102/，所以需要输入地图的完整路径 /var/maps/room1102/global_cloud.pcd，然后回车转换：

osm1

  1. 转换后的文件如下图绿框所示，使用 JOSM 软件打开该 OSM 文件，如图所示：

osm2

安装 JOSM（如未安装）：

sudo apt install josm

安装完成后，终端输入 josm 打开软件。

绘制电子围栏步骤：

  1. 选择左上角文件 → 打开，找到 /var/maps/room1102/map_topo.osm
  2. 选择下图白色箭头 1 指向的图标，鼠标左键单击绘制图形（红色细线），如白色箭头 2 所示
  3. 绘制结束后（封闭图形自动结束，非封闭图形按 Esc 结束），单击白色箭头 1 上方的图标，选择刚刚绘制的线（被选中的线呈红色，按住 Ctrl 可选择多条线），然后点击白色箭头 3：

osm3

  1. 在弹窗里选择 Fence 栏，设置类型为 barbed_wire（如白色箭头 4 所示），点击 Apply Preset，最后鼠标右击白色箭头 5，选择 Save 保存：

osm4

5. 地图更新 (可选)​

当环境发生变化时（如新增家具、障碍物移动等），可以通过地图更新功能来优化地图。

不做的影响

如果环境发生变化后不更新地图，机器人仍使用旧地图进行导航，可能导致：

  • 定位精度下降
  • 路径规划不准确
  • 机器人可能误判障碍物位置

为节省计算资源，地图更新功能默认关闭。可以手动开启更新开关并由人工操作保存更新后的地图：

步骤 1：在定位良好的情况下（当前评分大于 0.9）打开地图更新开关

vim /data/galbot/config/mes/manager.config

将 manager_update_map=0 改为 manager_update_map=1

步骤 2：原地重启定位，在评分恢复正常后（当前评分大于 0.9），执行 engine_tools 选择开始更新地图

步骤 3：推动机器人绕环境一周后，执行 engine_tools 选择结束更新地图

步骤 4：更新后的地图不会覆盖当前定位地图（/var/maps/cur），而是保存在 /var/maps/update_map

步骤 5：地图更新结束后，将参数 manager_update_map=1 改回 0，然后可以替换新地图了

注意事项
  1. 修改参数和替换地图都需要重启定位服务才能生效
  2. 当前示例写的是 engine_tools，如果没有 engine_tools，使用对应的 /data/galbot/bin/test_start_update_map 和 /data/galbot/bin/test_stop_update_map

定位流程​

定位是使用导航功能的前提。在开始导航前，必须确保定位服务正常运行且定位状态良好。

1. 准备地图 (必选)​

定位程序需要启动雷达（定位程序不依赖建图程序，建图结束后即可关闭建图程序）。

定位使用的地图路径是 /var/maps/cur，将目标地图重命名为 cur，例如将刚刚新建的地图 room1102 直接重命名为 cur，如图所示：

cur

2. 启动定位​

该步骤同雷达，机器开机后，正常情况下定位服务自启，通过top检查进程是否启动，若没正常启动，请手动启动定位服务：

/data/galbot/bin/localization_server

start

3. 查看定位状态 (必选)​

查看定位状态：

tail -f /userdata/log/localization_server/localization_server.INFO

state

如果分数低于 0.8 或者没有分数和位姿发布，请将机器推至建图起点位姿，下发一次初始位姿（使用 engine_tools 输入数字 2，Enter 回车发送一次初始位姿），如图所示：

state2

4. 验证定位就绪 (必选)​

在开始导航前，请确认以下检查项：

  • 雷达服务正在运行
  • 定位服务已启动
  • 定位分数大于 0.8
  • 当前位姿正常发布
准备就绪

完成以上所有必选步骤后，您可以开始使用机器人导航功能。详情请参考 入门教程 - Example 3. 机器人导航。