POINT_LIO_ROS2----AGV_PRO基于Unilidar_L2激光雷达的3DSLAM及NAV2导航方案

运行建图及录制rosbag所需的各节点:

  • ~/agv_pro_ros2/下打开第一个终端:
source ./install/setup.bash
ros2 launch agv_pro_bringup agv_pro_bringup.launch.py
# agv_pro驱动节点

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  • ~/agv_pro_ros2/下打开第二个终端:
source ./install/setup.bash
ros2 launch unitree_lidar_ros2 launch.py
# unilidar驱动节点

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  • ~/agv_pro_ros2/下打开第三个终端:
source ./install/setup.bash
ros2 launch point_lio mapping_unilidar_l2.launch.py
# slam建图节点

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此指令会启动rviz2可视化界面,显示激光雷达点云数据和建图效果。

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  • ~/agv_pro_ros2/下打开第四个终端:
source ./install/setup.bash
ros2 run teletop_twist_keyboard teletop_twist_keyboard
# 键盘控制节点

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注:为保证建图质量,在建图过程中使用键盘控制小车时应尽量使小车保持匀速稳定行驶,部分情况下急变速、急转弯以及长时间原地自转等行为有可能导致建图精度下降或建图失效.推荐使用键盘节点默认的控制参数,即speed 0.25, turn 0.5。

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注:默认情况下,建图效果输出的点云数据仅暂时显示在rviz2中,在30秒后,建图完成的点云数据会消失,仅保留小车当下状态实时扫描的点云数据及小车的里程计路径。若需要长时间保存建图完成的点云数据以观察地图效果,可在rviz2中左侧面板中设置CloudRegisteredDecay Time由30变为30000或任意无穷大的数值,这样扫描建图完成的点云会在rviz2中长时间保留。

建图结束后按Ctrl+C结束各终端,pcd地图文件自动保存至point_lio_ros2/PCD文件夹内。

录制与播放rosbag2

  • 如果需要在建图的同时录制rosbag2,可以在建图过程中附加如下操作进行录制: 在~/agv_pro_ros2/下打开一个新的终端,执行以下指令:
source ./install/setup.bash
ros2 bag record -a
# 录制所有话题

在建图结束后,可以在终端中使用ctrl+c指令停止录制,录制好的rosbag2文件会保存在~/agv_pro_ros2/目录下。

提示:建议在底盘、雷达以及slam节点驱动完成且稳定后,再运行rosbag2录制节点进行数据录制,这样可以保证录制的数据稳定有效。

  • 之后如果需要播放rosbag2并进行可视化,可以进行如下操作:

首先运行rviz2可视化,这里已经准备好了可直接打开配置好rviz2的launch文件:

source ./install/setup.bash
ros2 launch point_lio l2_mapping_rviz.launch.py

然后,在rosbag2文件夹保存的文件下打开终端,执行如下命令:

source ./install/setup.bash
ros2 bag play <your ros2bag>
#将 <your ros2bag> 替换为你的rosbag2包的名字

打开pcd地图

进入PCD保存的文件夹~/agv_pro_ros2/src/point_lio_ros2/PCD中打开终端,然后输入以下指令打开地图:

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pcl_viewer scans.pcd

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  • 注意:如果提示pcl_viewer: command not found,请先安装pcl_viewer。操作如下:
sudo apt update
sudo apt install libpcl-dev pcl-tools

成功打开scans.pcd后,scans.pcd地图会显示在窗口中,可以使用鼠标和键盘进行交互操作。

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  • 提示:pcl_viewer 基本功能按键说明

视图控制

按键 功能描述
鼠标左键拖动 旋转视角
鼠标右键拖动 平移视角
鼠标滚轮 缩放视图
r 重置视角到初始状态
f 进入/退出全屏模式

显示设置

按键 功能描述
+ 增大点的大小
- 减小点的大小
b 切换背景色(黑/白)
c 显示/隐藏点云颜色
s 切换表面渲染模式

点云操作

按键 功能描述
1 为所有点随机分配RGB颜色
2 根据点的X坐标值映射为渐变色
3 根据点的Y坐标值映射为渐变色
4 根据点的Z坐标值(高度)映射为渐变色
5 根据点云强度映射为渐变色
j 保存当前视图为截图

pcd点云地图转换为pgm栅格地图

  • ~/agv_pro_ros2/下打开终端:
source ./install/setup.bash
ros2 launch pcd2pgm pcd2pgm.launch.py

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此指令将运行pcd转换为pgm栅格地图节点,运行后将在rviz2下展示出三维点云过滤后的效果及转化为的栅格地图

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  • 打开第二个终端,执行如下指令保存地图:
ros2 run nav2_map_server map_saver_cli -f <YOUR_MAP_NAME>
# 保存地图节点至当前终端所在的文件夹,<YOUR_MAP_NAME>改为你想保存的地图名称
  • 例如:

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为方便文件管理,可以将地图文件存放到导航功能包的地图文件夹中保存。

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导航功能配置与使用

  • 首先需要修改导航需要加载的地图文件路径,打开~/agv_pro_ros2/agv_pro_navigation/launch/navigation2_active.launch.py文件,找到以下配置:

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def generate_launch_description():
    use_sim_time = LaunchConfiguration('use_sim_time', default='false')
    use_rviz = LaunchConfiguration('use_rviz', default='true')
    map_dir = LaunchConfiguration(
        'map',
        default=os.path.join(
            get_package_share_directory('agv_pro_navigation2'),  # 修改此处的文件夹为你保存地图的文件夹
            'map',            # 修改此处的文件夹为你保存地图的文件夹
            'map_end.yaml'))  # 修改此处的地图文件名称为你保存的地图文件名称

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  • 然后保存文件并重新编译工作空间,打开终端执行如下指令:
cd ~/agv_pro_ros2/
colcon build --packages-select agv_pro_navigation
source install/setup.bash
  • 然后可以进行导航建图功能的使用,在~/agv_pro_ros2/下打开第一个终端执行如下指令:
source ./install/setup.bash
ros2 launch agv_pro_bringup agv_pro_bringup.launch.py
# agv_pro驱动节点
  • ~/agv_pro_ros2/下打开第二个终端执行如下指令:
source ./install/setup.bash
ros2 launch unitree_lidar_ros2 launch.py 
# unilidar驱动节点
  • ~/agv_pro_ros2/下打开第三个终端:
source ./install/setup.bash
ros2 launch pointcloud_to_laserscan pointcloud_to_laserscan_launch.py 
# 3D点云转化为2D点云节点

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  • ~/agv_pro_ros2/下打开第四个终端:
source ./install/setup.bash
ros2 launch agv_pro_navigation2 navigation2_active.launch.py
# 导航节点

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这个节点运行后,会打开rviz2并加载好导航相关内容,看到类似如下画面即表明导航功能已准备就绪。

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导航功能的使用与使用手册6.2.3-Navigation2.md 部分类似,可以参考相关内容进行操作。

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