镭神16线激光雷达跑SC-LeGo-LOAM算法

news2024/12/28 5:02:37

link

一、运行环境

环境：ubutu18.04+ros:melodic+pcl:1.8+gtsam+metis

环境配置：

  • Eigen 3.3.4
  • PCL 1.8.1 （1.11不能用）
  • ceres 2.0.0
  • gtsam 4.0.0

雷达参数：
在这里插入图片描述

二、下载编译运行

已修改配置的源码文件，下载catkin_make即可跑通。

https://gitee.com/zhankun3280/lslidar_c16_lego_loam

首先，要注意的是SC-LeGo-LOAM和16线雷神激光雷达源码的版本不一样，源码也可能稍有区别。这里找的是修改之后能跑得通的两个版本。
还要注意雷达的IP，我配置的是192.168.0.200

git clone https://gitee.com/zhankun3280/lslidar_c16_lego_loam

catkin_make
roslaunch lslidar_c16_decoder lslidar_c16.launch --screen

roslaunch lego_loam run.launch

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三、lslidar的相关修改

  • 首先LeGO-LOAM默认的接受的topic name是velodyne_points，点云的frame_id是velodyne。
  • 镭神驱动发布的topic name为lslidar_point_cloud，frame_id为laser_link。
  • 这里需要修改一下lslidar_c16.launch文件，remap一下topic name，再修改frame_id为velodyne。
<launch>
  <arg name="device_ip" default="192.168.0.200" />
  <arg name="msop_port" default="2368" />
  <arg name="difop_port" default="2369" />
  <arg name="return_mode" default="1" />
  <arg name="time_synchronization" default="false" />

<node pkg=“lslidar_c16_driver” type=“lslidar_c16_driver_node” name=“lslidar_c16_driver_node” output=“screen”>
<param name=“device_ip” value=“KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '&' at position 19: …g device_ip)" /&̲gt; &lt;par…(arg msop_port)” />
<param name=“difop_port” value=“KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '&' at position 19: …g difop_port)"/&̲gt; &lt;par…(arg return_mode)”/>
<param name=“time_synchronization” value=“$(arg time_synchronization)”/>
</node>

<node pkg=“lslidar_c16_decoder” type=“lslidar_c16_decoder_node” name=“lslidar_c16_decoder_node” output=“screen”>
<param name=“calibration_file” value=“KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '&' at position 57: …_c16_db.yaml" /&̲gt; &lt;par…(arg return_mode)”/>
<param name=“degree_mode” value=“2”/>
<param name=“config_vert_file” value=“false”/>
<param name=“distance_unit” value=“0.25”/>
<param name=“time_synchronization” value=“$(arg time_synchronization)”/>
<param name=“scan_start_angle” value=“0.0”/>
<param name=“scan_end_angle” value=“36000.0”/>
<param name=“scan_num” value=“8”/>
<param name=“publish_scan” value=“false”/>
<remap from=“lslidar_point_cloud” to=“/velodyne_points” /> <!–add–>
</node>

</launch>

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由于镭神C16的驱动中对点云强度的定义是uint8_t类型,LOAM能接收的是float32类型，并且LOAM在运行时是根据采集的点云不停的计算来估计自身位置的，所以如果点云强度不匹配，会出现坐标轴baselink漂移的现象。（注意：由于没有惯导，在LOAM运行时，如果雷达前方出现不规则快速运动的物体，比如拿书快速扫，雷达坐标系都会出现漂移现象，所以建议利用传感器来获取位置信息，这是最稳妥的方法）。

将lslidar_c16/lslidar_c16_decoder/src/rawdata.cc 中的 数据类型修改为 PCL常用的点云处理数据类型 pcl::PointXYZI point 即可 ，修改后注释雷达输出的 ring 和 timestamp的两个话题.

                    pcl::PointXYZI point;
                    //VPoint point;

                <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">(</span>azimuth_corrected_f <span class="token operator">&lt;</span> scan_start_angle_<span class="token punctuation">)</span> <span class="token operator">||</span> <span class="token punctuation">(</span>azimuth_corrected_f <span class="token operator">&gt;</span> scan_end_angle_<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token keyword">continue</span><span class="token punctuation">;</span>
                <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>distance2 <span class="token operator">&gt;</span> max_distance_ <span class="token operator">||</span> distance2 <span class="token operator">&lt;</span> min_distance_<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{<!-- --></span>
                    point<span class="token punctuation">.</span>x <span class="token operator">=</span> NAN<span class="token punctuation">;</span>
                    point<span class="token punctuation">.</span>y <span class="token operator">=</span> NAN<span class="token punctuation">;</span>
                    point<span class="token punctuation">.</span>z <span class="token operator">=</span> NAN<span class="token punctuation">;</span>
                    point<span class="token punctuation">.</span>intensity <span class="token operator">=</span> <span class="token number">0</span><span class="token punctuation">;</span>
                    <span class="token comment">//point.lines = dsr;</span>
                    pointcloud<span class="token operator">-&gt;</span><span class="token function">at</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">2</span> <span class="token operator">*</span> <span class="token keyword">this</span><span class="token operator">-&gt;</span>block_num <span class="token operator">+</span> firing<span class="token punctuation">,</span> dsr<span class="token punctuation">)</span> <span class="token operator">=</span> point<span class="token punctuation">;</span>
                <span class="token punctuation">}</span> <span class="token keyword">else</span> <span class="token punctuation">{<!-- --></span>
                    <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>cbMethod_<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{<!-- --></span>
                        point<span class="token punctuation">.</span>x <span class="token operator">=</span> distance2 <span class="token operator">*</span> cos_scan_altitude_caliration<span class="token punctuation">[</span>dsr<span class="token punctuation">]</span> <span class="token operator">*</span> cos_azimuth <span class="token operator">+</span>
                                  R1_ <span class="token operator">*</span> <span class="token function">cos</span><span class="token punctuation">(</span>arg_horiz_orginal<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
                        point<span class="token punctuation">.</span>y <span class="token operator">=</span> <span class="token operator">-</span>distance2 <span class="token operator">*</span> cos_scan_altitude_caliration<span class="token punctuation">[</span>dsr<span class="token punctuation">]</span> <span class="token operator">*</span> sin_azimuth <span class="token operator">+</span>
                                  R1_ <span class="token operator">*</span> <span class="token function">sin</span><span class="token punctuation">(</span>arg_horiz_orginal<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
                        point<span class="token punctuation">.</span>z <span class="token operator">=</span> distance2 <span class="token operator">*</span> sin_scan_altitude_caliration<span class="token punctuation">[</span>dsr<span class="token punctuation">]</span> <span class="token operator">+</span> <span class="token number">0.426</span> <span class="token operator">/</span> <span class="token number">100.f</span><span class="token punctuation">;</span>
                    <span class="token punctuation">}</span> <span class="token keyword">else</span> <span class="token punctuation">{<!-- --></span>
                        point<span class="token punctuation">.</span>x <span class="token operator">=</span> distance2 <span class="token operator">*</span> cos_scan_altitude_caliration<span class="token punctuation">[</span>dsr<span class="token punctuation">]</span> <span class="token operator">*</span> cos_azimuth<span class="token punctuation">;</span>
                        point<span class="token punctuation">.</span>y <span class="token operator">=</span> <span class="token operator">-</span>distance2 <span class="token operator">*</span> cos_scan_altitude_caliration<span class="token punctuation">[</span>dsr<span class="token punctuation">]</span> <span class="token operator">*</span> sin_azimuth<span class="token punctuation">;</span>
                        point<span class="token punctuation">.</span>z <span class="token operator">=</span> distance2 <span class="token operator">*</span> sin_scan_altitude_caliration<span class="token punctuation">[</span>dsr<span class="token punctuation">]</span><span class="token punctuation">;</span>
                    <span class="token punctuation">}</span>

                    point<span class="token punctuation">.</span>intensity <span class="token operator">=</span> intensity<span class="token punctuation">;</span>
                    <span class="token comment">//point.lines = dsr;</span>

                    pointcloud<span class="token operator">-&gt;</span><span class="token function">at</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token number">2</span> <span class="token operator">*</span> <span class="token keyword">this</span><span class="token operator">-&gt;</span>block_num <span class="token operator">+</span> firing<span class="token punctuation">,</span> dsr<span class="token punctuation">)</span> <span class="token operator">=</span> point<span class="token punctuation">;</span>
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四、SC-LeGO-LOAM的相关修改

（1）修改utility.h

extern const bool useCloudRing = false; // if true, ang_res_y and ang_bottom are not used

...

// leishen16
// lslidar_c16
extern const int N_SCAN = 16;
extern const int Horizon_SCAN = 2000;
extern const float ang_res_x = 0.18;
extern const float ang_res_y = 2.0;
extern const float ang_bottom = 15.0;
extern const int groundScanInd = 10;

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（2）修改imageproject.cpp

void copyPointCloud(const sensor_msgs::PointCloud2ConstPtr& laserCloudMsg){

cloudHeader <span class="token operator">=</span> laserCloudMsg<span class="token operator">-&gt;</span>header<span class="token punctuation">;</span>
<span class="token comment">// cloudHeader.stamp = ros::Time::now(); // Ouster lidar users may need to uncomment this line</span>
pcl<span class="token operator">::</span><span class="token function">fromROSMsg</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token operator">*</span>laserCloudMsg<span class="token punctuation">,</span> <span class="token operator">*</span>laserCloudIn<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token comment">// Remove Nan points</span>
std<span class="token operator">::</span>vector<span class="token operator">&lt;</span><span class="token keyword">int</span><span class="token operator">&gt;</span> indices<span class="token punctuation">;</span>
pcl<span class="token operator">::</span><span class="token function">removeNaNFromPointCloud</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token operator">*</span>laserCloudIn<span class="token punctuation">,</span> <span class="token operator">*</span>laserCloudIn<span class="token punctuation">,</span> indices<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token comment">// have "ring" channel in the cloud</span>
<span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>useCloudRing <span class="token operator">==</span> <span class="token boolean">true</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">{<!-- --></span>
	pcl<span class="token operator">::</span><span class="token function">fromROSMsg</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token operator">*</span>laserCloudMsg<span class="token punctuation">,</span> <span class="token operator">*</span>laserCloudInRing<span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
	<span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>laserCloudInRing<span class="token operator">-&gt;</span>is_dense <span class="token operator">==</span> <span class="token boolean">false</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{<!-- --></span>
		<span class="token function">ROS_ERROR</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"Point cloud is not in dense format, please remove NaN points first!"</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
		ros<span class="token operator">::</span><span class="token function">shutdown</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
	<span class="token punctuation">}</span>  
<span class="token punctuation">}</span>

}

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注释掉cloudHeader.stamp = ros::Time::now()

五、离线建图

# 运行 lego-loam
roslaunch lego_loam run.launch

# 播放 指定的rosbag
rosbag play *.bag --clock --topic /velodyne_points /imu/data
rosbag play *.bag --clock /lslidar_point_cloud:=/velodyne_points

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如果没有用到imu，就只订阅雷达话题。虽然 /imu/data 是可选的，但如果提供的话，它可以大大提高估计的准确性。

六、实时在线建图

<param name="/use_sim_time" value="false" />

 
 

 
 
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参考链接：
[1] 镭神16线雷达适配Lego-Loam开源框架
[2] 32线镭神雷达跑LeGO-LOAM：3D 激光SLAM
[3] LeGO-LOAM初探：原理，安装和测试
[4] 搭建实验室3d slam 移动小车 4.1jackal小车+镭神32线激光雷达lego-loam建图

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