ROS 2で地図作成から自律走行まで — Jazzy・Nav2の最小再現手順

目次 — 知りたいところから読む

入力を変えて確かめる

実験パネルを開き、実行を押すとPythonを読み込みます。停止と初期値へのリセットができます。結果はこの端末内で計算します。Pythonのインストールは不要です。

下にあるローカル実行の手順は、配布ソースを再現するための任意の手順です。ブラウザ実験には不要です。

実験パネルを別タブで開く

再現用ソースをダウンロード

前提と読み方

前提知識 Labはブラウザで実行。任意の実環境手順にはUbuntu 24.04・ROS 2 Jazzy・TFの知識。

実装・実験 · 公式資料を確認した再現手順。この記事作成時のGazebo実行・実機走行は未実施。

ブラウザで地図・姿勢・目標を確認する

上の操作パネルで条件を変え、A/Bを比較できます。ROSの導入は不要です。計算するのは固定の合成地図と入力点の確認です。SLAM・AMCL・Nav2・Gazeboは実行しません。下の実環境手順は任意の追加実習です。

地図作成モードは、準備済みのグリッドを表示します。観測による更新はありません。保存地図モードでは画像とYAMLの組があるという設定が必要です。片方だけにすると地図が非表示になり、セル判定は未評価になります。これはファイルの有無を仮定する教材で、保存処理や画像・YAMLの読込ではありません。両モードの地図は同じです。想定する map→odom 配信元はSLAMからAMCLに切り替わります。配信元の重複・欠落は独立した設定確認で、TFの計算はしません。odom→base_link はオドメトリ配信元が1つあると仮定します。

グリッドは12×10セル、解像度0.5 m、原点(−1, −1) m、原点の向き0です。この教材の値は自由=0、占有=100、未知=−1。左下からx方向を先に並べ、画面表示ではyを反転します。座標はmapフレームです。列=floor((x+1)/0.5)、行=floor((y+1)/0.5)。範囲は−1≤x<5、−1≤y<4です。内部境界上の点は右・上のセルに入ります。ダウンロードにはセル番号と値も含みます。灰色の「?」は未知で、自由空間ではありません。

青い円と向きは入力した姿勢で、推定結果や真値ではありません。保存地図モードでは初期姿勢の種を表し、入力しただけで収束を保証しません。向きは+xから反時計回りです。赤い×は目標点で、目標姿勢の向きは扱いません。姿勢入力なしでは距離と姿勢セルを未評価にします。直線距離は範囲外でも入力点から計算するユークリッド距離で、経路長ではありません。初期設定の両端点は自由セルですが、その間の直線は壁を横切ります。線分・連結性・車体の余裕・膨張・衝突・経路・到着は判定しません。各確認を満たしても走行準備完了とは言えません。

未知・占有・範囲外のプリセットを比較してください。自由セルでも車体が収まることや到達可能性は保証しません。A/Bは毎回同じ固定地図・座標スケールから独立して計算します。アップロード、地図保存、センサ模擬、実機性能評価は対象外です。

参考: ROSのセル順序、地図メタデータ、Nav2の地図読込、SLAMの役割、REP-105。2026-09-20確認。分類済みセルを使用し、画像の閾値処理やローダーの挙動は再現しません。別の再生条件Labも参照してください。

最初のNav2実験では、独自ロボットの設定をすべて同時に持ち込まず、公式のTurtleBotシミュレーションで「地図を作る」と「保存済み地図で移動する」を分けて確認する。2026年9月7日時点のJazzy向け資料に基づく手順であり、この執筆環境ではGazeboを起動していない。

環境と版を記録する

対象はUbuntu 24.04、ROS 2 Jazzy、対応するGazebo環境。ROS 2導入済みのGUI端末で、Nav2 Quickstartに従って必要なパッケージを準備する。Humble向けGazebo Classicの手順とは混ぜない。

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
sudo apt update
sudo apt install ros-jazzy-navigation2 ros-jazzy-nav2-bringup ros-jazzy-slam-toolbox ros-jazzy-nav2-minimal-tb3-sim
dpkg-query -W ros-jazzy-navigation2 ros-jazzy-nav2-bringup ros-jazzy-slam-toolbox ros-jazzy-nav2-minimal-tb3-sim
ros2 launch nav2_bringup tb3_simulation_launch.py --show-args

インストール時の版を記録し、slam、map、use_sim_time引数があることを確認する。Jazzyのlaunchファイルを対応する資料として読む。

地図作成モードで起動する

シミュレータ、SLAM Toolbox、Nav2を接続して地図を保存し、再起動後にAMCLを使う

実機と通信しない専用のROS環境で起動する。以下のROS_DOMAIN_IDは例であり、同じIDの実機が存在しないことを確認する。以後、新しい端末でも同じ設定を使う。

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
export ROS_DOMAIN_ID=73
ros2 launch nav2_bringup tb3_simulation_launch.py slam:=True headless:=False use_sim_time:=True

公式SLAM手順ではSLAMが/mapとmap → odomを提供する。このモードへAMCLを別途追加して、同じTFを二重に配信しない。

小さいゴールで地図が更新されるかを見る

別端末で環境を読み込み、export ROS_DOMAIN_ID=73を設定してから確認する。

ros2 topic list
ros2 topic hz /scan
ros2 run tf2_ros tf2_echo map base_link

RVizで地図、LaserScan、ロボットの位置が対応していることを確認する。まず既に観測できている近い自由空間へNav2 Goalを置き、到達したら隣の領域へ進む。未知領域の奥をいきなり指定して経路が出ないことと、SLAMが動いていないことを混同しない。

地図を保存して再起動する

同じ環境の別端末で、新しい作業フォルダへ地図を保存する。mapは保存ファイルの名前であり、既存の地図を上書きしない名前を選ぶ。

mkdir -p nav2-map-lab
cd nav2-map-lab
ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f map --ros-args -p use_sim_time:=true

生成されたmap.yamlと、それが参照する画像の両方を保持する。元のlaunchをCtrl+Cで止めて終了を待ち、nav2-map-labフォルダから保存地図で起動する。

ros2 launch nav2_bringup tb3_simulation_launch.py slam:=False map:="$PWD/map.yaml" headless:=False use_sim_time:=True

RVizの2D Pose Estimateでシミュレータ上の現在位置・向きを指定する。その後、近いゴールを指定し、経路の生成と到達を確認する。保存地図モードは地図を更新するSLAMモードと役割が異なる。

失敗を境界ごとに切り分ける

症状	先に確認すること
ロボットや世界が表示されない	シミュレータの起動ログとモデルの導入
地図が出ない	`/scan`、SLAMノード、シミュレーション時計
TFが見つからない	ノード間のdomain、時刻、frame名
保存地図で位置が合わない	YAMLの画像参照と初期位置・向き
経路が出ない	ゴールが既知の自由空間内か、車体の大きさを含めて通れるか

各段階で使用した版、起動コマンド、地図、成功・失敗のログを残す。newbotの実装記録は3D LiDARと別のオドメトリ構成を含むため、この最小手順からの変更点を一つずつ追って読む。