在gazebo里搭建一个livox mid360 + 惯导仿真平台测试 FAST-LIO2
- 前言
- 立方体平台
- 加入 livox mid360 激光雷达
- 加入IMU模块
- 调整底盘大小 并设计调用接口
- 测试 Fast-Lio2
前言
livox mid360 在官网一直没有货，在gazebo里可以仿真该雷达形式的点云。
但是其只发布雷达的数据，没有imu数据，实际的雷达是可以发布既有雷达也有imu的数据的
运行 FAST-LIO2 也需要雷达和惯导的数据
本篇博客在gazebo中搭建了一个有livox mid360 和惯导的平台，并成功运行了FAST-LIO2
立方体平台
先做一个最简单的立方体平台，用来放livox mid360 和惯导
编写一个xacro文件，如下
<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="example">
<!-- Base Footprint -->
<link name="base_footprint" />
<!-- Base Link -->
<joint name="footprint" type="fixed" >
<parent link="base_footprint" />
<child link="link_platform" />
<origin xyz="0 0 0.05" rpy="0 0 0" />
</joint>
<link name="link_platform" >
<visual>
<geometry>
<box size="0.5 0.5 0.1" />
</geometry>
</visual>
<collision>
<geometry>
<box size="0.5 0.5 0.1" />
</geometry>
</collision>
<inertial>
<origin xyz="0 0 0"/>
<mass value="0.01"/>
<inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0"
iyy="0.001" iyz="0.0"
izz="0.001" />
</inertial>
</link>
</robot>
写一个launch文件来启动它，加载到gazebo和rivz中
<?xml version="1.0" ?>
<launch>
<arg name="paused" default="false"/>
<arg name="use_sim_time" default="true"/>
<arg name="gui" default="true"/>
<arg name="headless" default="false"/>
<arg name="debug" default="false"/>
<arg name="verbose" default="false"/>
<!-- Start gazebo and load the world -->
<include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch" >
<arg name="paused" value="$(arg paused)"/>
<arg name="use_sim_time" value="$(arg use_sim_time)"/>
<arg name="gui" value="$(arg gui)"/>
<arg name="headless" value="$(arg headless)"/>
<arg name="debug" value="$(arg debug)"/>
<arg name="verbose" value="$(arg verbose)"/>
</include>
<!-- Spawn the platform -->
<param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find livox_laser_simulation)/urdf/mid360_IMU_platform.xacro' " />
<node pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" name="spawn_model" args="-urdf -param /robot_description -model example"/>
<node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher">
<param name="publish_frequency" type="double" value="30.0" />
</node>
<!-- RViz -->
<arg name="rviz" default="true"/>
<node if="$(arg rviz)" pkg="rviz" type="rviz" name="$(anon rviz)" respawn="false" output="screen" args="-d $(find livox_laser_simulation)/rviz/mid360_IMU_platform.rviz" />
</launch>
启动
roslaunch livox_laser_simulation mid360_IMU_platform.launch
gazebo 和rviz 中会出现下面的立方体，具体的尺寸和颜色可以最后再根据雷达和惯导再调整
加入 livox mid360 激光雷达
下一步向平台上加入 livox mid360 激光雷达， 放在平台的中心。
向 livox_laser_simulation/urdf/mid360_IMU_platform.xacro 文件中加入下面代码
<joint name="lidar_platform" type="fixed" >
<parent link="link_platform" />
<child link="livox_base" />
<origin xyz="0 0 0.08" rpy="0 0 0" />
</joint>
<xacro:include filename="$(find livox_laser_simulation)/urdf/livox_mid360.xacro"/>
<xacro:Livox_Mid360 name="livox"/>
再次启动launch文件即可，看到平台中央多了livox mid360 雷达
确认雷达输出点云正常，可向周围加入几个物体测试
点云正常
加入IMU模块
向平台中加入IMU模块，放在雷达的前方一点
向 livox_laser_simulation/urdf/mid360_IMU_platform.xacro 文件中加入下面代码
<!--imu -->
<link name="imu_base_link">
<visual>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
<geometry >
<box size="0.03 0.03 0.03" />
</geometry>
</visual>
<collision>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
<geometry >
<box size="0.03 0.03 0.03" />
</geometry>
</collision>
<inertial>
<mass value="0.001"/>
<inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001"/>
</inertial>
</link>
<gazebo reference="imu_base_link">
<material>Gazebo/Green</material>
<turnGravityOff>true</turnGravityOff>
</gazebo>
<joint name="imu_platform_joint" type="fixed">
<parent link="link_platform"/>
<child link="imu_base_link"/>
<origin xyz="0.05 0 0.065" rpy="0 0 0" />
<axis xyz="0 0 1" />
</joint>
<gazebo reference="imu_base_link">
<gravity>true</gravity>
<sensor name="imu_sensor" type="imu">
<always_on>true</always_on>
<update_rate>200</update_rate>
<visualize>true</visualize>
<topic>/livox/imu</topic>
<plugin filename="libgazebo_ros_imu_sensor.so" name="imu_plugin">
<topicName>/livox/imu</topicName>
<bodyName>imu_base_link</bodyName>
<updateRateHZ>200.0</updateRateHZ>
<gaussianNoise>0.00329</gaussianNoise>
<xyzOffset>0 0 0</xyzOffset>
<rpyOffset>0 0 0</rpyOffset>
<frameName>imu_base_link</frameName>
</plugin>
<pose>0 0 0 0 0 0</pose>
</sensor>
</gazebo>
再次启动launch文件即可，看到平台中 的livox mid360 雷达 前多了一个绿色的小方块，它即为刚建立惯导模型
通过rostopic 查看 惯导数据是否正常
数据正常
调整底盘大小 并设计调用接口
下一步需要调整底盘平台的大小，能够放下雷达和惯导即可
将底盘尺寸改为如下
<box size="0.15 0.1 0.1" />
回来平台的前方挂个双目也不错
带有雷达和惯导的平台搭建完了
但是这个平台无法运动，也就完成不了建图，如果运行需要将平台挂载到小车或者无人机上。
所以需要对这个平台设计好接口，方便其它移动平台挂载。
修改 livox_laser_simulation/urdf/mid360_IMU_platform.xacro 这个文件
最后的文件如下：
<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="example">
<!-- Base Footprint -->
<!-- <link name="base_footprint" /> -->
<xacro:macro name="LivoxMid360_IMU_Plantform" params="name:=mid360_imu_plantform parent_link_name:=base_link x:=0.0 y:=0.0 z:=0.05 r:=0.0 p:=0.0 yaw:=0.0">
<joint name="${name}_joint" type="fixed" >
<parent link="${parent_link_name}" />
<child link="link_platform" />
<origin xyz="${x} ${y} ${z}" rpy="${r} ${p} ${yaw}" />
</joint>
<!-- link_platform -->
<link name="link_platform" >
<visual>
<geometry>
<box size="0.15 0.1 0.1" />
</geometry>
</visual>
<collision>
<geometry>
<box size="0.15 0.1 0.1" />
</geometry>
</collision>
<inertial>
<origin xyz="0 0 0"/>
<mass value="0.001"/>
<inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0"
iyy="0.001" iyz="0.0"
izz="0.001" />
</inertial>
</link>
<gazebo reference="link_platform">
<turnGravityOff>false</turnGravityOff>
</gazebo>
<joint name="lidar_platform_joint" type="fixed" >
<parent link="link_platform" />
<child link="livox_base" />
<origin xyz="0 0 0.08" rpy="0 0 0" />
</joint>
<!--lidar -->
<xacro:include filename="$(find livox_laser_simulation)/urdf/livox_mid360.xacro"/>
<xacro:Livox_Mid360 name="livox"/>
<!--imu -->
<link name="imu_base_link">
<visual>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
<geometry >
<box size="0.03 0.03 0.03" />
</geometry>
</visual>
<collision>
<origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" />
<geometry >
<box size="0.03 0.03 0.03" />
</geometry>
</collision>
<inertial>
<mass value="0.001"/>
<inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001"/>
</inertial>
</link>
<gazebo reference="imu_base_link">
<material>Gazebo/Green</material>
<turnGravityOff>false</turnGravityOff>
</gazebo>
<joint name="imu_platform_joint" type="fixed">
<parent link="link_platform"/>
<child link="imu_base_link"/>
<origin xyz="0.05 0 0.065" rpy="0 0 0" />
<axis xyz="0 0 1" />
</joint>
<gazebo reference="imu_base_link">
<gravity>true</gravity>
<sensor name="imu_sensor" type="imu">
<always_on>true</always_on>
<update_rate>200</update_rate>
<visualize>true</visualize>
<topic>/livox/imu</topic>
<plugin filename="libgazebo_ros_imu_sensor.so" name="imu_plugin">
<topicName>/livox/imu</topicName>
<bodyName>imu_base_link</bodyName>
<updateRateHZ>200.0</updateRateHZ>
<gaussianNoise>0.00329</gaussianNoise>
<xyzOffset>0 0 0</xyzOffset>
<rpyOffset>0 0 0</rpyOffset>
<frameName>imu_base_link</frameName>
</plugin>
<pose>0 0 0 0 0 0</pose>
</sensor>
</gazebo>
</xacro:macro>
</robot>
将其挂载到飞机上，代码如下：的几款雷达进行了仿真测试。
<xacro:include filename="$(find livox_laser_simulation)/urdf/mid360_IMU_platform.xacro"/>
<xacro:LivoxMid360_IMU_Plantform name ="mid360_imu_plantform" parent_link_name="${namespace}/base_link" x="0" y="0" z="0.08" r="0" p="0" yaw="0" />
最终效果如下：
测试 Fast-Lio2
用这个平台跑Fast-Lio2 还需要有一步，就是修改雷达的仿真程序，使其发送Livox的Custcom格式的点云，这个方法会放到其它博客中
调通后，用其跑Fast-Lio2 效果如下：
