ROS技术点滴——Rviz三维可视化平台

机器人系统中存在大量数据,这些数据在计算过程中往往都处于数据形态,比如图像数据中0~255的RGB值。但是这种数据形态的值往往不利于开发者去感受数据所描述的内容,所以常常需要将数据可视化显示,例如机器人模型的可视化、图像数据的可视化、地图数据的可视化等。

ROS针对机器人系统的可视化需求,为用户提供了一款显示多种数据的三维可视化平台——rviz

rviz是一款三维可视化工具,很好的兼容了各种基于ROS软件框架的机器人平台。在rviz中,可以使用XML对机器人、周围物体等任何实物进行尺寸、质量、位置、材质、关节等属性的描述,并且在界面中呈现出来。同时,rviz还可以通过图形化的方式,实时显示机器人传感器的信息、机器人的运动状态、周围环境的变化等。

总而言之,rviz帮助开发者实现所有可监测信息的图形化显示,开发者也可以在rviz的控制界面下,通过按钮、滑动条、数值等方式,控制机器人的行为。

— 一、安装并运行rviz—

rviz已经集成在桌面完整版的ROS系统当中,如果已经成功安装了桌面完整版的ROS,可以直接跳过这一步骤,否则,请使用如下命令进行安装:

安装完成后,在终端中分别运行如下命令即可启动ROS系统和rviz平台:

启动成功的rviz主界面如下图所示:

该界面主要包含以下几个部分:

0 :3D视图区,用于可视化显示数据,目前没有任何数据,所以显示黑色

1 :工具栏,提供视角控制、目标设置、发布地点等工具

2 :显示项列表,用于显示当前选择的显示插件,可以配置每个插件的属性

3 :视角设置区,可以选择多种观测视角

4 :时间显示区,显示当前的系统时间和ROS时间

rviz的运行已经没问题了,那么如何将数据在rviz中可视化显示呢?

— 二、数据可视化—

进行数据可视化的前提当然是要有数据,假设需要可视化的数据以对应的消息类型发布,我们在rviz中使用相应的插件订阅该消息即可实现显示。

首先,需要添加显示数据的插件。点击rviz界面左侧下方的“Add”按键,rviz会将默认支持的所有数据类型的显示插件罗列出来,如下图所示:

在列表中选择需要的数据类型插件,然后在“DisplayName”里填入一个唯一的名称,用来识别显示的数据。例如显示两个激光传感器的数据,可以分别添加两个LaserScan类型的插件,命名为Laser_base和Laser_head进行显示。

添加完成后,rviz左侧的Dispaly中会列出已经添加的显示插件;点击插件列表前的加号,可以打开一个属性列表,根据需求设置属性。一般情况下,“Topic”属性较为重要,用来声明该显示插件所订阅的数据来源,如果订阅成功,在中间的显示区应该会出现可视化后的数据。

如果显示有问题,请检查属性区域的“Status”状态。Status有四种状态:OK、Warning、Error和Disabled,如果显示的状态不是OK,那么请查看错误信息,并详细检查数据发布是否正常。

— 三、插件扩展机制—

rviz是一个三维可视化平台,默认可以显示下表所示的通用类型数据,其中包含坐标轴、摄像头图像、地图、激光等数据。

但作为一个平台,rviz可以显示的数据不仅仅如此。rviz支持插件扩展机制,以上这些数据的显示都基于默认提供的相应插件。如果需要添加其他数据的显示,也可以通过编写插件的形式进行添加。关于rviz插件机制的使用,可参考以下链接:

我们甚至可以基于rviz打造一款自己的人机交互软件,例如下图所示是古月君针对机械臂控制开发的一系列基于rviz的插件,可以完成类似工业机器人示教器的功能:

机器人操作系统ROS理论与实践(第三期)

开课啦!!!

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20181029G1U97100?refer=cp_1026
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