robot_localization ros

### ROS `robot_localization` 使用指南 #### 一、简介 `robot_localization` 是一组用于机器人状态估计的节点集合，适用于在三维空间内运动的机器人。该包主要提供两种非线性状态估计算法——扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF），分别对应于 `ekf_localization_node` 和 `ukf_localization_node` 节点[^4]。 #### 二、安装方法 对于 Ubuntu 20.04 上使用 Noetic 版本的 ROS 用户来说，在终端执行如下命令可以完成 `robot_localization` 的安装： ```bash sudo apt-get update && sudo apt-get install ros-noetic-robot-localization ``` 如果遇到无法安装的情况，请确认系统的软件源配置正确，并尝试更新后再重试上述指令[^3]。 #### 三、基本配置文件结构 为了使 EKF 或 UKF 正常工作，通常需要创建一个 YAML 文件来定义传感器输入和其他参数设置。下面是一个简单的例子，展示了如何为激光雷达里程计（odom）、IMU 数据以及 GPS 提供融合方案： ```yaml frequency: 30 sensor_timeout: 0.1 two_d_mode: false transform_time_offset: 0.0 print_diagnostics: true debug: false publish_tf: true map_frame: map # Static frame parented to the odom frame. odom_frame: odom # The estimated pose is published as a TF transform between odom and base_link frames. base_link_frame: base_footprint # Robot's "body" frame. world_frame: odom # This will be used for publishing the transformation. imu0: /imu/data # IMU topic name imu0_config: [false, false, false, true, true, true, false, false, false, true, true, true, true, true, true] imu0_queue_size: 5 imu0_remove_gravitational_acceleration: true odom0: /odometry/filtered # Odometer topic name (from LIDAR SLAM or wheel encoders) odom0_config: [true, true, true, false, false, false, false, false, false, false, false, true, false, false, false] gps: gps/fix # GPS fix message topic gps_config: [true, true, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false, false] navsat_transform: magnetic_declination_radians: 0.08796 # Your area’s magnetic declination from http://www.magnetic-declination.com/ yaw_offset: 1.570796327 # IMU and compass convention difference zero_altitude: true # Set altitude offset to zero broadcast_utm_transform_as_parent_frame: true # Broadcast UTM->odom tf instead of navsat/UTM->odom delay: 3 # Delay in seconds before first GPS measurement is accepted ``` 此配置文件中的每一项都应根据具体应用场景调整优化。例如，当只关心二维平面内的定位精度时，则可开启 `two_d_mode` 参数；而涉及到室外导航任务时则需引入来自 GNSS 设备的位置信息并合理设定对应的转换关系等。 #### 四、启动实例 假设已经编写好了名为 `localization.yaml` 的配置文件，那么可以通过 roslaunch 来加载这个配置并启动相应的节点: ```xml <launch> <!-- Load parameters --> <param name="use_sim_time" value="$(arg use_sim_time)" /> <node pkg="robot_localization" type="ekf_localization_node" name="ekf_se_odom" clear_params="true"> <rosparam command="load" file="$(find my_robot)/config/localization.yaml"/> </node> </launch> ``` 以上 XML 片段展示了一个典型的 launch 文件片段，其中包含了对 `ekf_localization_node` 的调用及其关联的参数读取方式。实际应用中可能还需要额外加入其他必要的组件和服务客户端等内容[^1]。