【ROS入门】雷达、摄像头及kinect信息仿真以及显示

news2024/9/24 4:33:09

文章结构

  • 雷达信息仿真以及显示
    • Gazebo仿真雷达
      • 配置雷达传感器信息
      • xacro文件集成
      • 启动仿真环境
    • Rviz显示雷达数据
  • 摄像头信息仿真以及显示
    • Gazebo仿真摄像头
      • 新建xacro文件，配置摄像头传感器信息
      • xacro文件集成
      • 启动仿真环境
    • Rviz显示摄像头数据
  • kinect信息仿真以及显示
    • Gazebo仿真Kinect
      • 新建 Xacro 文件，配置 kinetic传感器信息
      • xacro文件集成
      • 启动仿真环境
    • Rviz显示Kinect数据
  • kinect点云数据显示

雷达信息仿真以及显示

通过 Gazebo 模拟激光雷达传感器，并在 Rviz 中显示激光数据。

实现流程：

  1. 已经创建完毕的机器人模型，编写一个单独的 xacro 文件，为机器人模型添加雷达配置；

  2. 将此文件集成进xacro文件；

  3. 启动 Gazebo，使用 Rviz 显示雷达信息。

Gazebo仿真雷达

配置雷达传感器信息

<robot name="my_sensors" xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro">

  <gazebo reference="laser">
    <sensor type="ray" name="rplidar">
      <pose>0 0 0 0 0 0</pose>
      <visualize>true</visualize>
      <update_rate>5.5</update_rate>
      <ray>
        <scan>
          <horizontal>
            <samples>360</samples>
            <resolution>1</resolution>
            <min_angle>-3</min_angle>
            <max_angle>3</max_angle>
          </horizontal>
        </scan>
        <range>
          <min>0.10</min>
          <max>30.0</max>
          <resolution>0.01</resolution>
        </range>
        <noise>
          <type>gaussian</type>
          <mean>0.0</mean>
          <stddev>0.01</stddev>
        </noise>
      </ray>
      <plugin name="gazebo_rplidar" filename="libgazebo_ros_laser.so">
        <topicName>/scan</topicName>
        <frameName>laser</frameName>
      </plugin>
    </sensor>
  </gazebo>
</robot>

xacro文件集成

<robot name="mycar" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
    <xacro:include filename="../head.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo05_car_base.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo06_car_camera.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo07_car_laser.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="../gazebo/move.xacro"/>
    
    <xacro:include filename="../gazebo/laser.xacro"/>
</robot>

启动仿真环境

在这里插入图片描述

Rviz显示雷达数据

先启动 rviz,添加雷达信息显示插件
在这里插入图片描述

摄像头信息仿真以及显示

通过 Gazebo 模拟摄像头传感器，并在 Rviz 中显示摄像头数据。

实现流程：

  1. 已经创建完毕的机器人模型，编写一个单独的 xacro 文件，为机器人模型添加摄像头配置；

  2. 将此文件集成进xacro文件；

  3. 启动 Gazebo，使用 Rviz 显示摄像头信息。

Gazebo仿真摄像头

新建xacro文件，配置摄像头传感器信息

<robot name="my_sensors" xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro">
  <!-- 被引用的link -->
  <gazebo reference="camera">
    <!-- 类型设置为 camara -->
    <sensor type="camera" name="camera_node">
      <update_rate>30.0</update_rate> <!-- 更新频率 -->
      <!-- 摄像头基本信息设置 -->
      <camera name="head">
        <horizontal_fov>1.3962634</horizontal_fov>
        <image>
          <width>1280</width>
          <height>720</height>
          <format>R8G8B8</format>
        </image>
        <clip>
          <near>0.02</near>
          <far>300</far>
        </clip>
        <noise>
          <type>gaussian</type>
          <mean>0.0</mean>
          <stddev>0.007</stddev>
        </noise>
      </camera>
      <!-- 核心插件 -->
      <plugin name="gazebo_camera" filename="libgazebo_ros_camera.so">
        <alwaysOn>true</alwaysOn>
        <updateRate>0.0</updateRate>
        <cameraName>/camera</cameraName>
        <imageTopicName>image_raw</imageTopicName>
        <cameraInfoTopicName>camera_info</cameraInfoTopicName>
        <frameName>camera</frameName>
        <hackBaseline>0.07</hackBaseline>
        <distortionK1>0.0</distortionK1>
        <distortionK2>0.0</distortionK2>
        <distortionK3>0.0</distortionK3>
        <distortionT1>0.0</distortionT1>
        <distortionT2>0.0</distortionT2>
      </plugin>
    </sensor>
  </gazebo>
</robot>

xacro文件集成

<robot name="mycar" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
    <xacro:include filename="../head.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo05_car_base.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo06_car_camera.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo07_car_laser.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="../gazebo/move.xacro"/>
    <xacro:include filename="../gazebo/laser.xacro"/>
    
    <xacro:include filename="../gazebo/camera.xacro"/>
</robot>

启动仿真环境

Rviz显示摄像头数据

执行 gazebo 并启动 Rviz,在 Rviz 中添加摄像头组件。
在这里插入图片描述
实现效果：

在这里插入图片描述

kinect信息仿真以及显示

通过 Gazebo 模拟kinect摄像头，并在 Rviz 中显示kinect摄像头数据。

实现流程：

  1. 已经创建完毕的机器人模型，编写一个单独的 xacro 文件，为机器人模型添加kinect摄像头配置；

  2. 将此文件集成进xacro文件；

  3. 启动 Gazebo，使用 Rviz 显示kinect摄像头信息。

Gazebo仿真Kinect

新建 Xacro 文件，配置 kinetic传感器信息

<robot name="my_sensors" xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro">
    <gazebo reference="support">  <!-- reference为kinect link名称 -->
      <sensor type="depth" name="camera">
        <always_on>true</always_on>
        <update_rate>20.0</update_rate>
        <camera>
          <horizontal_fov>${60.0*PI/180.0}</horizontal_fov>
          <image>
            <format>R8G8B8</format>
            <width>640</width>
            <height>480</height>
          </image>
          <clip>
            <near>0.05</near>
            <far>8.0</far>
          </clip>
        </camera>
        <plugin name="kinect_camera_controller" filename="libgazebo_ros_openni_kinect.so">
          <cameraName>camera</cameraName>
          <alwaysOn>true</alwaysOn>
          <updateRate>10</updateRate>
          <imageTopicName>rgb/image_raw</imageTopicName>
          <depthImageTopicName>depth/image_raw</depthImageTopicName>
          <pointCloudTopicName>depth/points</pointCloudTopicName>
          <cameraInfoTopicName>rgb/camera_info</cameraInfoTopicName>
          <depthImageCameraInfoTopicName>depth/camera_info</depthImageCameraInfoTopicName>
          <frameName>support</frameName>
          <baseline>0.1</baseline>
          <distortion_k1>0.0</distortion_k1>
          <distortion_k2>0.0</distortion_k2>
          <distortion_k3>0.0</distortion_k3>
          <distortion_t1>0.0</distortion_t1>
          <distortion_t2>0.0</distortion_t2>
          <pointCloudCutoff>0.4</pointCloudCutoff>
        </plugin>
      </sensor>
    </gazebo>
</robot>

xacro文件集成

<robot name="mycar" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">
    <xacro:include filename="../head.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo05_car_base.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo06_car_camera.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="demo07_car_laser.urdf.xacro"/>
    <xacro:include filename="../gazebo/move.xacro"/>
    <xacro:include filename="../gazebo/laser.xacro"/>
    <xacro:include filename="../gazebo/camera.xacro"/>
    
    <xacro:include filename="../gazebo/kinect.xacro"/>

启动仿真环境

Rviz显示Kinect数据

启动 rviz,添加摄像头组件查看数据
在这里插入图片描述

实现效果：

在这里插入图片描述

kinect点云数据显示

  1. 在插件中为kinect设置坐标系，修改配置文件的标签内容：
<frameName>support_depth</frameName>
  1. 发布新设置的坐标系到kinect连杆的坐标变换关系，在启动rviz的launch中，添加:
<node pkg="tf2_ros" type="static_transform_publisher" name="static_transform_publisher" args="0 0 0 -1.57 0 -1.57 /support /support_depth" />
  1. 启动rviz并添加组件
    在这里插入图片描述

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