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2．简介
本文档旨在说明如何在测试和部署环节使用思岚建图系统建图，在使用过程中需要注意的事项和遵循的规则。适用于测试和现场部署人员查看。
3．建图系统组成
思岚建图系统由三部分组成：
1， 控制端。
1. 控制端
2. 2， 移动端
3， 3. 建图中心
控制端指移动设备和Robostudio软件，移动设备可以是PC机、手机或者PAD，Robostudio运行在移动设备之上，负责控制机器人移动以及显示地图数据。
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- Windows系统笔记本电脑一台。要求电脑有无线网卡，能连接wifi热点和有屏幕显示设备。
- 在电脑上下载和安装Robostudio工具。下载地址http://www.slamtec.com/cn/Support#slamware
- 能移动和行走的机器人，机器人安装有雷达以及思岚的slamware core硬件模块。
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5．雷达
5.1雷达作用
对于使用激光雷达做导航避障的机器人，雷达相当于机器人的眼睛。在建图的过程中，我们需要依靠雷达来建立地图，地图是建图系统通过处理雷达扫描到的环境数据而生成的数据文件。而且在机器自主导航的过程中，我们同样依赖雷达实时扫描的数据来定位和避障以及行走。
雷达获取数据的原理很简单。如下图所示，雷达工作时会快速的往外发射激光，激光遇到障碍物时会反射回来，雷达接收到反射回来的激光数据后，通过光速以及发射接收的时间差以及空间关系的计算后能得到激光与障碍物之间的距离。因为雷达可以360度旋转（机器人不一定是360度视野）工作，所以它能扫描到周围环境的距离信息。对于当前我们使用的单线雷达来说，我们通常所说的地图是指：在雷达高度雷达所扫描到的平面信息。
如果雷达工作异常，机器人建图、导航、定位都会发生异常。所以我们在使用建图系统时，务必首先确认雷达是否工作正常。确认雷达是否工作正常的方法是：控制机器人在一睹墙壁前移动，在不同的距离点（比如5米、10米等）测量雷达给出的距离值和实际测量值是否有比较大的偏差。以及控制机器人快速前后移动，移动过程中观察雷达扫描出来的直线是否前后吻合。
5.2雷达弱点
激光雷达很难测出透明玻璃、黑色材料以及镜面反射很强的表面材料（比如镜子），所以机器人运行环境中如果在机器人雷达高度上下4cm范围内有上述材料，我们建议贴上玻璃膜。同时我们也要注意，有时候机器人在扫描环境的时候，也能针对透明玻璃或者黑色材料在地图上生成数据，但通常边界都比较模糊或者成散状的点，这是因为这些材料降低了雷达的检出率和分辨率，可能随着扫描重复的次数增多而形成数据，但终究对于机器定位是有影响。
6．机器人连接和建图
以PC端的robostudio为例介绍如何连接机器人和建立全新的地图。
- 在正式建图前请先在场地当中走一走以便提前熟悉现场环境，初步确定机器人行走的路线后再开始以下步骤。
- 机器人上电，PC机搜索机器人的wifi，并连接。Robostudio通过固定IP地址192.168.11.1或者wifi的实际ip地址连接机器人，连接后的界面类似下图所示画面。
- 如果要重新建立全新的地图，请先点击“SLAM”菜单下的“清空地图”按钮，然后通过PC机键盘上的上下左右健控制机器人运动，在运动的过程中，安装于机器人身上的雷达对环境进行扫描，同时建图中心将处理雷达数据并生成地图传送给Robostudio，然后Robostudio实时呈现地图。如果要重新建立全新的地图，请先点击“SLAM”菜单下的“清空地图”按钮，然后通过PC机键盘上的上下左右键控制机器人运动，在运动的过程中，安装于机器人身上的雷达对环境进行扫描，同时建图中心将处理雷达数据并生成地图传送给Robostudio，然后Robostudio实时呈现地图。
注：Robostudio的使用方法请查看《Robotstudio用户手册》
4. 
生成的地图上会有三种颜色的数据，具体如下图片所示。
注：Robostudio的使用方法请查看《Robotstudio用户手册》 
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7．建图注意事项
建图过程中建议遵循如下的原则：
• 每次准备建立一张完整的新地图前请点击“清空地图”按钮，否则无法保证建图优化引擎生效。清空地图后“暂停建图”按钮自动没有选上。
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• 建图过程中请不要点击“暂停建图“按钮。在完成建图前请不要编辑地图，不要添加虚拟墙、虚拟轨道和不要使用橡皮擦功能，在完成建图后请选上“暂停建图”后再做地图编辑相关操作。
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7.1举例说明
多走产生闭环的环路
环路：区域中出现起点和终点重合，而其他部分存在多处因障碍物导致不重合的行走轨迹
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优先走环境较小的环路
较小的环路：环境中包围面积较小的闭合环路
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7.2其他
扫图技巧
在扫图的过程中，请尽量不要让机器人走蛇形线、不要倒退，第一遍可以快速的的走一圈让地图闭合。同时请兼顾扫出特征环境，有特征环境的地图数据有利于建图优化引擎识别位置、自身定位以及顺利闭环。特别是在大商场透明玻璃较多的环境下，如果在机器人行进的前方将要路过比较有特征的环境，比如柱子、左右通道、斜着的墙壁等，可以在合适的位置停下来然后向着特征位置原地旋转，等雷达扫出了特征环境后再旋转回来继续前进。但旋转的过程中尽量不要后退。
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同步地图前 同步地图后
地图完善
当整个环境基本的地图轮廓建立完成，并且判断各个区域没有出现无法闭环、错位等情况后请保存地图数据（例如stcm文件），然后请继续控制机器人行走完善地图。完善地图的过程中以扩充环境细节或者将代表空旷地区的灰色数据扫白为目的，可以按照需要控制机器行走，不必太拘泥上面提到的规则。地图完善之后保存地图文件作为最终使用的地图。
我们以如下地图举例说明。首先按照闭环原则，我们应该先在圆环区域走一圈，在走圆环的时候机器人不能来回旋转或者倒退。比如圆环区域内部有四个小正方形，在实际环境中是四根柱子，我们按照指导规则走圆环的时候这四根柱子可能只扫出来一两条边，或者初步扫出来是不规则形状。在闭环前我们可以不予理会，等到扫图闭环之后，回过头来我们可以再控制机器人经过柱子周围完善柱子的细节。以及对于周围环境中需要完善细节的物体同样适用。其次对于过道很宽的空旷区域，机器在中间区域行走的时候雷达在单位时间内扫描到的有效数据很少，此时我们可以考虑让机器尽量靠近特征点多的一侧行走，这样雷达在单位时间内扫描到的数据也会增多，当闭环后再回过头来扫描另一侧的环境。最后扫描完后最终的地图尽量不要出现像A区域所示灰色地带，在实际环境中A区域是对应一片空旷区域，因为雷达扫描范围有限，如果控制机器前往A区域，可以将这块区域扫白。
完善地图分如下两种情况：当整个环境基本的地图轮廓建立完成，并且判断各个区域没有出现无法闭环、错位等情况后请保存地图数据（例如stcm文件）。然后如果地图体现环境不够完善或者特征点不够，可以在原来的基础上继续控制机器人行走于走过的区域扩充特征或者扫除阴影。完善地图分如下两种情况：
- 第一次保存完地图文件后继续完善。
- 通过“地图编辑器“加载之前的地图继续完善。
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第二种情况的操作方法是：点击“地图编辑器”重新加载stcm文件并重定位，重定位成功后继续扫图（此时注意不要打开“暂停建图“功能），如果对新的地图更加满意，保存最终的地图文件。具体步骤：打开”地图编辑器“—>点击”加载文件“，加载保存的stcm文件—>点击”上传到固件“—>关闭”地图编辑“界面—>关闭”暂停建图“—>控制机器人继续扫图—>保存完善后的地图文件。
7．示例
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验证地图
当建图完成后，推荐再验证所建地图质量的好坏。验证的参考方法如下：
- 重启机器，robostudio连接机器，加载所建地图。
- 控制机器行走在各个需要执行导航任务的区域，在机器行走的时候观察robostudio界面右下角上的定位质量的大小，数值越大说明地图越有利于机器定位。同时观察robostudio主界面红色的雷达数据与地图上黑色的边界是否能完全重合，如果不重合，说明所建地图还需优化，不然影响机器定位，有可能导致机器在执行任务的时候失去定位，出现异常。例如如下图所示的地图，虽然机器在执行任务时不会行走到A区域，但机器走在B点附近时，雷达已经扫到了A区域，而地图上A区域信息不完善，将会影响机器定位。
- 建议机器执行任务的路线上，只要是雷达可扫描到的区域都要完善细节。
- 如果验证出来地图某些区域定位质量不够好，对于小面积可以采取下节介绍的地图局部更新功能，如果是大面积清空则重新建图。
地图局部更新
在建图完成某段时间之后，也许环境相较于建图时已经发生局部变化，比如货物堆放的位置移动或者增加、移除等，此种情况我们可以选择局部更新地图的方法来更新地图。如果不更新地图，则存在机器定位偏移或者丢失的可能。
局部更新地图前请先观察环境是如何变化。根据环境变化的种类我们可以分为以下三种情况处理。
- 环境中移除了物体。方法：使用Robostudio工具连接机器后直接在地图上用白色橡皮擦擦掉被移除物体所代表的地图信息，然后编辑和保存地图文件作为新的地图文件使用。
- 环境中增加了物体。方法：使用Robostudio工具连接机器，使能“暂停建图”（即不更新地图），控制机器运动到环境变化的区域，然后关闭“暂停建图”开始更新局部区域，当地图上完全扫出了增加的物体信息后，再次使能“暂停建图”，然后控制机器行走到其他区域，最后编辑和保存地图文件。注意此过程中在关闭“暂停建图”的状态下尽量不要在未变化区域控制机器行走，避免更新到没有变化的区域，以及避免实际未变化区域扫出重影。
- 环境中物体的位置被挪动。方法：在地图上用白色橡皮擦擦掉被挪动物体所代表的原有地图信息，然后按照环境中增加物体的方法更新局部地图。
正确示例如下：
错误示例如下：
危险区域
室内环境中电梯区域对于机器人是比较危险的区域，因为一旦机器进入异常状态走入了电梯将会发生机器坠落的事故。所以对于电梯区域在建图时也要格外看重，比如电梯区域的环境一定扫描清晰和完整，这有利于机器在这片区域进行定位不至于迷失而发生异常行为。
8．示例
8.1大型购物和家居中心扫图
典型的大的家居中心有红星美凯龙、居然之家等，典型购物中心有万达广场、万象城、coco park等。这些中心的环境特点是：每层楼面积大，四周玻璃材料使用多，圆环大。
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针对大圆环的场景，在控制机器人行走的时候请有意识的扫出大圆环路径上的特征环境，比如柱子、墙壁等，特别是在特征点少的情况下，如果直线行走不能扫出全部特征，可以在到达特征区域时停下来左转或者右转一定角度让机器人扫到并形成特征点后再转回来直线行走。如下图所示，圆环直径超过15米，而且从A点到B点的弧形是透光的玻璃墙，在没有贴膜的情况下激光雷达收到的有效数据点很少，不利于闭环。但在红色矩形框内左侧是电梯区域，右侧是圆弧墙壁，此处是很明显的特征点，所以机器人在经过此处时需要有意的扫出这里的全部特征点。在机器人走过一圈在达到矩形区域内时，又看到这些特征点，因为建图优化引擎记忆了之前的特征点，再次回到这里时能纠正之前累积的计算偏差，从而形成有效闭环，不致于形成一个错位的跟环境不符合的圆环。
大商场环境展示：
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8.2大超市扫图
典型的大超市有家乐福、沃尔玛、永辉超市等，这些大超市的环境特点是：宽度一两米左右的长方形货架多，货架四周都有通道，货架自身能形成小圆环，多个货架之家又能形成大一点的圆环。如下图为家乐福超市环境扫出的地图。
面对这种小圆环众多的环境，如果严格按照先小环后大环的方法建图，势必工作量会很大，为了减轻工作量，我们也可以挑选几组小圆环组成一个稍大的圆环，等稍大的圆环闭环后再扫出稍大圆环内部的货架的地形。也可以通过不同的稍大圆环组合而覆盖大部分货架。
大超市环境展示：
