osm_cartography - RViz에 오픈스트리트맵(OSM) 데이터 시각화하기

 

osm_cartography

오픈스트리트맵(OpenStreetMap)에서 다운받은 데이터를 RViz에 띄워주는 ROS 패키지 (BSD Lisence)

http://wiki.ros.org/osm_cartography

osm_cartography - ROS Wiki

 

 

osm_cartography와 route_network로 osm 데이터를 시각화하는 방법을 정리해보려고 한다.

(아래 내용은 Ubuntu 20.04 LTS와 ROS Noetic에서 진행되었다.)

 

viz_osm

1. 패키지 다운로드

https://github.com/ros-geographic-info/open_street_map

먼저 깃허브에서 코드를 다운 받은 후, catkin_ws/src 폴더로 옮긴다.

 

2. 패키지 빌드

catkin_ws 폴더로 이동한 후, catkin_make 명령어로 다운받은 패키지를 빌드해준다.

cd catkin_ws && catkin_make

이 과정에서 geodesy 등 필요한 패키지가 없다고 나올 경우 설치해준다. ('noetic'은 설치된 ROS 버전으로 변경)

sudo apt install ros-noetic-geodesy

 

3. 파이썬 스크립트 수정

패키지가 파이썬 2.xx 버전으로 작성되었으므로, 3.xx 버전에서 사용할 수 있도록 수정하는 과정이 필요하다.

코드를 수정하지 않고 실행할 경우 Syntax error로 인해 프로세스가 종료된다.

 

3-1. open_street_map-master/osm_cartography/scripts/viz_osm 파일 수정

3-1-1. 다음과 같이 line 107, 112, 117, 122에서 f를 감싸고 있는 소괄호를 없애준다.

3-1-2. line 174의 itertools.ifilter를 filter로 수정한다.

for feature in filter(predicate, self.map.features):

 

3-2. open_street_map-master/osm_cartography/scripts/osm_server 파일 수정

3-2-1. line 84의 /map을 map으로 수정한다.

self.resp.map.header.frame_id = "map"

 

4. static_transform_publisher를 통한 좌표 변환

osm 지도를 RViz에 시각화하기 위해 경위도 좌표를 UTM 좌표로 변환한다.

이 때 맵의 UTM 좌표를 정확하게 입력하지 않을 경우 RViz 내에서 맵이 보이지 않는다. (엉뚱한 위치에 생성됨)

rosrun tf static_transform_publisher 622150 3362350 0 0 0 0 1 map local_map 100

 

5. viz_osm 노드 실행

roslaunch osm_cartography viz_osm.launch url:=package://osm_cartography/tests/prc.osm

 

6. RViz 실행

Fixed frame을 local_map으로 변경하고 MarkerArray를 추가한다.

 

7. 시각화된 맵 확인

예제로 제공된 prc.osm 파일 내 데이터가 정상적으로 시각화된 것을 확인할 수 있다.

 

8. 커스텀 맵 띄우기

예제로 제공된 osm파일 이외에 https://www.openstreetmap.org/에서 다운 받은 파일을 직접 띄워보자.

 

8-1. OSM 맵 다운로드

osm 홈페이지에서 원하는 위치의 맵을 다운로드 받는다.

8-2. UTM 좌표 변환

다운로드 받은 맵 내 중심 지점의 경위도 좌표를 UTM 좌표로 변환한다.

https://www.latlong.net/lat-long-utm.html

Latitude에 위도를, Longtitude에 경도를 입력한 후,

출력되는 UTM 좌표를 복사해서 다음 명령어에 붙여 넣고 실행한다. (e.g. 참고)

rosrun tf static_transform_publisher UTM_Easting UTM_Northing 0 0 0 0 1 frame_id child_frame_id period_in_ms

e.g.

rosrun tf static_transform_publisher 550995.94 5272953.34 0 0 0 0 1 map local_map 100

 

8-3. 파일 경로 수정

불러올 osm 맵의 경로를 다운받은 맵이 위치해있는 경로로 수정해준 후, 실행한다.

roslaunch osm_cartography viz_osm.launch url:=package://osm_cartography/maps/map_221217.osm

 

8-4. RViz 실행

Fixed frame을 frame_id 값으로 변경하고, MarkerArray를 추가하여 시각화 된 맵을 확인한다.

 

 

geo_planner

1. 패키지 빌드 및 코드 수정

위 viz_osm 과정의 3번까지 수행한 후, 진행한다.

 

2. 파이썬 스크립트 수정

해당 스크립트 역시 파이썬 2.xx 버전으로 작성되었으므로, 3.xx 버전에서 실행할 수 있도록 코드를 수정한다.

 

2-1. open_street_map-master/route_network/scripts/rviz_goal 파일 수정

2-1-1. 다음과 같이 line 189, 191에 소괄호를 추가한다.

 

2-1-2. line 116의 xrange를 range로 수정한다.

for sid in range(len(graph.segments)):

 

2-2. open_street_map-master/route_network/scripts/route_network 파일 수정

2-2-1. line 76 정도에 다음과 같이 PKG_NAME을 입력해준다.

 

2-2-2. line 137의 itertools.ifilter를 filter로 수정한다.

for feature in filter(is_route, self.map.features):

 

3. geo_planner.launch 파일 수정

런치 파일 내 인자 값을 커스텀 맵에 맞게 수정해준다.

<launch>
  <!-- OSM 파일의 경로 -->
  <arg name="map_url" default="package://osm_cartography/maps/map_221217.osm" />

  <!-- Start map server -->
  <node pkg="osm_cartography" type="osm_server" name="osm_server" output="screen" />

  <!-- Start map visualization -->
  <node pkg="osm_cartography" type="viz_osm" name="viz_osm" >
    <param name="map_url" value="$(arg map_url)" />
  </node>
  
  <!-- Build a graph out of the OSM information -->
  <node pkg="route_network" type="route_network" name="route_network" >
      <param name="map_url" value="$(arg map_url)" />
  </node>
  
  <!-- Provide the planning service -->
  <node pkg="route_network" type="plan_route" name="plan_route" />

  <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="tf_world_map" args="0 0 0 0 0 0 1 /world /map 100" >
    <param name="capability_group" value="0 tf"/>
  </node>

  <!-- 커스텀 맵의 UTM 좌표 입력 -->
  <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="tf_map_local_map" args="550995.94 5272953.34 0 0 0 0 1 /map /local_map 100" >
    <param name="capability_group" value="0 tf"/>
  </node>
  
  <node name="rviz" pkg="rviz" type="rviz" args="-d $(find osm_cartography)/rviz/geo_planner.rviz"/>
  <!-- Handle start and goal positions via RVIZ -->
  <!--
   In RVIZ: 
     Start Position: 2D Pose Estimate (topic: /initialpose)
     Goal Position: 2D Nav Goal (topic: /goal)
  -->
  <node pkg="route_network" type="rviz_goal" name="rviz_goal" />

</launch>

 

4. 수정한 런치 파일 실행

roslaunch osm_cartography geo_planner.launch

 

5. 최단 경로 생성

RViz에서 2D Pose Estimate와 2D Nav Goal을 이용해 출발 지점과 도착 지점을 클릭하면,

A* 알고리즘에 의해 생성된 최단 경로가 시각화되어 나타난다.

 

viz_osm 파일 내 roads_osm와 rviz_goal 파일 내 path_marker의 ColorRGBA/scale 값을 조정하면

시각화되는 Marker의 색상/두께를 변경할 수 있다.