Costmap Filters

• 코스트맵 필터는 일반 코스트맵에 추가되는 추가 레이어(마스크)
• 필터링된 코스트맵을 만들고 그 영역에서 로봇의 동작을 변경하기 위해 필터 플러그인은 필터 마스크에서 가져온 데이터를 읽음
• 코스트맵 필터 예시
  • 로봇이 절대 들어갈 수 없는 접근 금지/안전 구역
  • 속도 제한 구역 (해당 영역 안으로 들어가는 로봇의 최대 속도가 제한)
  • 건설 현장 및 물류 창고에서 로봇이 이동하기 위한 주행 경로
• Nav2 제공 Costmap Filters 플러그인

Keepout Filter

지도 수정하기

1. GIMP를 실행하고 수정할 지도 파일 오픈

   • [File] - [Open] - [지도 파일 선택]
   • 지도 파일 경로: ~/nav2_ws/src/neobotix/neo_simulation2/maps/aws.pgm

   

2. Rectangle Select Tool을 통해 Keepout Filter를 적용할 영역 선택

   

3. Bucket Fill Tool을 통해 선택한 영영의 색상을 검정색으로 채우기

   

4. [File] - [Export As…] -aws_keepout.pgm으로 저장 후 Export

   

5. 아래 코드를 통해 기존 aws.yaml을 **aws_keepout.yaml**으로 복사 후 지도 파일을 aws_keepout.pgm으로 수정

   cp ~/nav2_ws/src/neobotix/neo_simulation2/maps/aws.yaml ~/nav2_ws/src/neobotix/neo_simulation2/maps/aws_keepout.yaml
   

   **image: aws_keepout.pgm # 수정**
   resolution: 0.050000
   origin: [-7.000, -10.500000, 0.000000]
   negate: 0
   occupied_thresh: 0.65
   free_thresh: 0.196
   

   

   aws_keepout.pgm

   • 마스크의 각 픽셀 음영은 사용할 특정 Costmap 필터에 대한 인코딩된 정보를 의미
     • 0: free cell
     • 100: occupied cell (로봇이 통과할 수 없음)

6. 수정한 지도를 워크스페이스의 install 디렉토리에 추가하기 위해 패키지를 다시 빌드

   cd ~/nav2_ws
   colcon build --symlink-install --packages-select neo_simulation2
   source ~/nav2_ws/install/local_setup.bash
   

Keepout Filter 적용 실습

1. 위에서 수정한 지도를 이용하여 Keepout Filter를 적용하기 위해 global_costmap과 local_costmap 관련 설정 수정.

   먼저 ~/nav2_ws/src/neobotix/neo_simulation2/configs/mpo_700/navigation.yaml 파일을 아래와 같이 수정

   ...
   
   global_costmap:
     global_costmap:
       ros__parameters:
         ...
         plugins: ["static_layer", "obstacle_layer", "inflation_layer"]
         **filters: ["keepout_filter"]
         keepout_filter:
           plugin: "nav2_costmap_2d::KeepoutFilter"
           enabled: True
           filter_info_topic: "/costmap_filter_info"**
               
   ...
   
   local_costmap:
     local_costmap:
       ros__parameters:
         ...
         plugins: ["voxel_layer", "inflation_layer"]
         **filters: ["keepout_filter"]
         keepout_filter:
           plugin: "nav2_costmap_2d::KeepoutFilter"
           enabled: True
           filter_info_topic: "/costmap_filter_info"
   
   ...**
   

2. ~/nav2_ws/src/neobotix/neo_simulation2/configs/mpo_700/filters.yaml 파일 생성 후 코드 작성

   touch ~/nav2_ws/src/neobotix/neo_simulation2/configs/mpo_700/filters.yaml
   

   costmap_filter_info_server:
     ros__parameters:
       use_sim_time: true
       filter_info_topic: "/costmap_filter_info"
       type: 0
       mask_topic: "/keepout_filter_mask"
       base: 0.0
       multiplier: 1.0
   
   filter_mask_server:
     ros__parameters:
       use_sim_time: true
       frame_id: "map"
       topic_name: "/keepout_filter_mask"
       yaml_filename: "/home/hee3/nav2_ws/src/neobotix/neo_simulation2/maps/aws_keepout.yaml"
   

   • filter_mask_server의 yaml_filename의 경로를 자신의 PC username에 맞게 수정
     • /home/spoons/… ⇒ /home/xxx/…
   • costmap_filter_info_server
     • nav2_msgs/CostmapFilterInfo 메시지를 Publish
     • 필터 유형 또는 데이터 변환 계수와 같은 메타데이터가 포함
     • type
       • 0: keepout/lanes filter
       • 1: speed limit filter in % of maximum speed
       • 2: speed limit filter in absolute values (m/s)
     • mask_topic
       • mask를 publish할 때 토픽 이름
     • base, multiplier
       • space = filter_mask_data * multiplier + base
       • OccupancyGrid 데이터 값을 필터 공간 값으로 변환하는 데 사용
   • filter_mask_server
     • nav2_msgs/OccupancyGrid 메시지를 Publish

3. ~/nav2_ws/src/neobotix/neo_nav2_bringup/launch/navigation_neo.launch.py 파일을 아래와 같이 수정

   • navigation_neo.launch.py (토글)