目录
- 0 专栏介绍
- 1 什么是Rviz2？
- 2 Rviz2基本界面
- 3 Rviz2基本数据类型
- 4 数据可视化案例
- 4.1 实例1：显示USB摄像头数据
- 4.2 实例2：显示球体
0 专栏介绍
本专栏旨在通过对ROS2的系统学习，掌握ROS2底层基本分布式原理，并具有机器人建模和应用ROS2进行实际项目的开发和调试的工程能力。
🚀详情：《ROS2从入门到精通》
1 什么是Rviz2？
机器人是复杂的机电系统，其运行过程中自身或与环境交互将产生大量数据，这些数据通常以复杂的数据结构保存在内存或磁盘中，例如栅格地图数据
# This represents a 2-D grid map, in which each cell represents the probability of
# occupancy.
Header header
#MetaData for the map
MapMetaData info
# The map data, in row-major order, starting with (0,0). Occupancy
# probabilities are in the range [0,100]. Unknown is -1.
int8[] data
这种抽象的数据结构不利于开发者直观第感受数据所描述的内容，因此ROS提供了一个三维可视化工具，用于可视化传感器的数据和状态信息——Rviz2
Rviz很好地兼容了各种基于ROS软件框架的机器人平台。在Rviz2中，可以使用XML对机器人、周围物体等任何实物进行
等属性的描述，并且在界面中呈现出来。同时，Rviz2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。
2 Rviz2基本界面
Rviz2已经集成在桌面完整版的ROS2系统当中，可以通过命令行启动
ros2 run rviz2 rviz2
启动成功的Rviz2主界面如下
分为几个区域：
- 时间：显示当前的系统时间和ROS时间
3 Rviz2基本数据类型
4 数据可视化案例
进行数据可视化的数据以对应的消息类型发布，在Rviz2中使用相应的显示插件订阅该消息即可实现可视化。
添加完成后，Rviz2左侧的显示列表中会列出已经添加的插件，根据每个插件属性列表的需求设置即可。其中Topic属性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。
下面介绍两个使用Rviz2的实例。
4.1 实例1：显示USB摄像头数据
USB摄像头的基本配置可以参考文章从零开始Ubuntu16.04+ORBSLAM2+ROS实验实录(二)：相机测试与标定
编写启动文件配置Rviz2以及usb_cam节点
def generate_launch_description():
# Get the launch directory
simulation_dir = os.path.abspath(os.path.join(__file__, "../../"))
# Create the launch configuration variables
rviz_config_file = LaunchConfiguration('rviz_config')
declare_rviz_config_file_cmd = DeclareLaunchArgument(
'rviz_config',
default_value=os.path.join(simulation_dir, 'rviz', 'simulation.rviz'),
description='Full path to the RVIZ config file to use')
# Launch rviz
start_rviz_cmd = Node(
package='rviz2',
executable='rviz2',
arguments=['-d', rviz_config_file],
output='screen')
exit_event_handler = RegisterEventHandler(
event_handler=OnProcessExit(
target_action=start_rviz_cmd,
on_exit=EmitEvent(event=Shutdown(reason='rviz exited'))))
camera_handler = Node(
package='usb_cam', executable='usb_cam_node_exe', output='screen',
name="camera1",
parameters=[os.path.join(simulation_dir, 'config', 'params.yaml')],
)
# Create the launch description and populate
ld = LaunchDescription()
# Declare the launch options
ld.add_action(declare_rviz_config_file_cmd)
# Add any conditioned actions
ld.add_action(start_rviz_cmd)
# Add other nodes and processes we need
ld.add_action(exit_event_handler)
ld.add_action(camera_handler)
return ld
其中相机参数文件params.yaml如下所示，可以根据自己的相机情况配置
/**:
ros__parameters:
video_device: "/dev/video0"
framerate: 30.0
io_method: "mmap"
frame_id: "camera"
pixel_format: "mjpeg2rgb" # see usb_cam/supported_formats for list of supported formats
av_device_format: "YUV422P"
image_width: 640
image_height: 480
camera_name: "test_camera"
camera_info_url: "package://simulation/config/camera_info.yaml"
brightness: -1
contrast: -1
saturation: -1
sharpness: -1
gain: -1
auto_white_balance: true
white_balance: 4000
autoexposure: true
exposure: 100
autofocus: false
focus: -1
USB相机的图像话题是/image_raw，那么在Rviz2中订阅该话题即可，如下图所示。
4.2 实例2：显示球体
第三节提到过Rviz2中Marker的消息类型是visualization_msgs::msg::Marker，因此我们向话题visualization_marker发布定义的球体数据，包括大小、颜色、位置等，接着在Rviz2中订阅即可。
int main(int argc, char *argv[])
{
rclcpp::init(argc, argv);
auto node = std::make_shared<PublisherNode>();
rclcpp::Rate loop_rate(10);
while (rclcpp::ok())
{
auto sphere = visualization_msgs::msg::Marker();
sphere.header.frame_id = "map";
sphere.header.stamp = node->get_clock()->now();
sphere.ns = "rviz_lab";
sphere.id = 0;
// 声明为球体
sphere.type = visualization_msgs::msg::Marker::SPHERE;
sphere.action = visualization_msgs::msg::Marker::ADD;
// 位姿
sphere.pose.position.x = 0;
sphere.pose.position.y = 0;
sphere.pose.position.z = 0;
sphere.pose.orientation.x = 0.0;
sphere.pose.orientation.y = 0.0;
sphere.pose.orientation.z = 0.0;
sphere.pose.orientation.w = 1.0;
// 大小
sphere.scale.x = 1.0;
sphere.scale.y = 1.0;
sphere.scale.z = 1.0;
// 颜色
sphere.color.r = 0.0f;
sphere.color.g = 1.0f;
sphere.color.b = 0.0f;
sphere.color.a = 1.0;
node->publish(sphere);
RCLCPP_INFO(node->get_logger(), "Publishing SPHERE in Rviz2");
loop_rate.sleep();
}
rclcpp::shutdown();
return 0;
}
🔥 更多精彩专栏：