Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- courses:ros:class3 [2016/09/16 13:45]
anton.filatov
+++ courses:ros:class3 [2022/12/10 09:08]
@@ Line 1: / Line 1: @@
-==== Занятие № 3: Базовые пакеты ROS: rviz и tf ====
-Очень часто, особенно при работе с большим количеством информации, отображения данных в текстовом виде бывает малоинформативным. Так, например, если граф представляется в виде матрицы смежности и имеет размеры 100 на 100, то по текстовому виду этой матрицы довольно сложно представить себе вид этого графа. В таких случаях гораздо удобнее использовать графическое представление данных. Конечно, как любой проект С++, проекты ROS могут использовать графические библиотеки, например, openGL. И, конечно, можно вручную описывать способы представления информации на экране. Но для этих нужд в ROS предусмотрен пакет rviZ, который представляет ноду графического представления (наприсанную с использованием openGL).
-Запуск rviz происходит по команде
-  rosrun rviz rviz
-Окно разделено на три участка. Слева отображаются компоненты, которые могут быть нарисованы. Их довольно много.
-Rviz позволяет отображать точки, линии, сетки, объёмные фигуры, направления изменений и многое другое. По центру располагается поле для рисования. Именно здесь появляются изображаемые объекты. Справа располагается настройка Current View. Подразумевается, что rviz будет использоваться для изображения того, что видит робот. А робот имеет свою точку наблюдения. Таким образом можно передавать, например, координаты объектов, помеченные так, как их видит робот, и это координаты будут пересчитаны в абсолютные - те, какими они являются в общем мире на общей карте.
-Rviz - обычная нода, и, как и следовало ожидать, она подписывается на топики. Однако, если, ничего не изменяя, выполнить команду
-  rosrun rqt_graph rqt_graph
-то будет видно, что rviz подписан только на топики /tf и /tf_static. Для того, чтоб rviz читал данные из других топиков, куда будет передаваться информация, в левой части окна rviz необходимо добавить отслеживаемые объекты. Ниже будет продемонстрировано, как отобразить точку.
-Итак, отображение точки - это сообщение типа visualization_msgs::Marker. Для того, чтоб rviz был подписан на топик с сообщениями этого типа необходимо в левой части окна представленного на рисунке 6.1, нажав на кнопку Add, выбрать поле Marker. Теперь rqt_graph покажет, что rviz подписан ещё на два топика: /visualisation_marker и /visualisation_marker_array (имя может быть изменено). Теперь в этот топик можно отправлять сообщения. Чем использовать для этих целей команду
-  rostopic pub …
-Но намного более информативно с точки зрения необходимых заполняемых полей будет создать собственного publisher-a, который будет выводить точку на экран. Ниже представлен листинг программы, которая отображает на экране одну красную точку.
-<code c>
-. #include <ros/ros.h>
-. #include <visualization_msgs/Marker.h>
-.
-. int main(int argc, char **argv) {
-.  ros::init(argc,argv,"point_publisher");
-.  ros::NodeHandle nh;
-.  ros::Publisher pub =
-.       nh.advertise<visualization_msgs::Marker>("pt_topic",10,true);
-.  visualization_msgs::Marker point;
-.  point.header.frame_id = "/point_on_map";
-.  point.header.stamp = ros::Time::now();
-.  point.ns = "there_is_point";
-.  point.action = visualization_msgs::Marker::ADD;
-.  point.pose.orientation.w = 1;
-.  point.id = 0;
-.  point.type = visualization_msgs::Marker::POINTS;
-.  point.scale.x = 0.5;
-.  point.scale.y = 0.5;
-.  point.color.r = 1.0;
-.  point.color.g = 0.0;
-.  point.color.b = 0.0;
-.  point.color.a = 1.0;
-.  geometry_msgs::Point p;
-.  p.x = 10;
-.  p.y = 10;
-.  p.z = 5;
-.  point.points.push_back(p);
-.  pub.publish(point);
-.  sleep(1);
-.  return 0;
-. }
-</code>
-Разберёмся по порядку, что значат каждые строки в этом коде. В строке 1 подключается общий интерфейс ros. В строке 2 подключается интерфейс использования сообщений типа visualization_msgs::Marker. Как выше было указано, для изображения точки на экран, её необходимо передать для rviz-а именно в формате такого сообщения. Далее в строках 5-8 создаётся топик с именем /pt_topic. Это имя может быть произвольным и его нужно будет указать в rviz. затем на строках 9-27 заполняется сообщение visualization_msgs::Marker. В общем виде visualization_msgs::Marker - это множество точек, которое по-разному интерпретируется с помощью поля класса type. В строке 16 это поле устанавливается в visualization_msgs::Marker::POINTS. Что означает воспринимать все точки, сохранённые в сообщении visualization_msgs::Marker, как просто разрозненный набор точек. Сами точки (которая в примере всего одна) задаётся в строках 23-26 и помещается в сообщение на строке 27. В это сообщение могут быть добавлены ещё точки, и не обязательно создавать новое сообщение, чтобы вывести их на экран.
-На строке 10 задаётся frame_id - имя кадра. Это такое имя кадра, которое воспроизводится на ноде rviz. Как было сказано ранее, rviz предоставляет два различных вида: вид общей карты и вид робота. Вот frame_id - это имя, присваемое одному из видов. При запуске rvis необходимо будет связать вид карты с этим именем.
-На 11 строке создаётся метка сообщения, обычно эта метка выполняется в виде времени создания этого сообщения.
-В 12 строке определяется namespace. Namespace и id (определяемое в 15 строке) однозначно определяют сообщение. Если из двух сообщений поступает информация об объекте с одним и тем же id одного и того же namespace-а, то применяется состояние объекта из последнего сообщения (причём не важно, получено первое сообщение 10 минут или секунду назад, и была ли уже отображена информация на экране или нет).
-В 13 строке определяется, что будет сделано с фигурой с указанным namespace-ом и id. Выбран параметр ADD, однако, в случае, если такой объект уже будет существовать, параметр будет выполнять функцию UPDATE.
-На 14 строке устанавливается ориентация общего набора точек, передаваемого генерируемым сообщением. Но, так как, всего здесь создаётся только одна точка - изменение этого параметра никак не отобразиться. По параметру point.pose.position с помощью полей х, y, z можно установить координаты (0;0;0) для общего набора, а также с помощью point.pose.orientation повернуть в пространстве.
-На строках 17-18 устанавливается толщина точки в местных координатах.
-На строках 19-22 устанавливается цвет точек, где а - альфа - параметр прозрачности (1,0 - совсем не прозрачный)
-На строке 27 массив точек заполняется единственной точкой.
-На строке 28 сгенерированное сообщение посылается в топик.
-На строке 29 происходит небольшое ожидание для того, чтоб сообщение не разрушилось деструктором до его помещения в очередь.
-В 16 строке можно указать также типы visualization_msgs::Marker::LINE_LIST или visualization_msgs::Marker::LINE_STRIP. LINE_LIST попарно соединяет точки, образуя массив отрезков, в то время как LINE_STRIP просто соединяет точки друг с другом последовательно.
-Теперь, как было указано выше, требуется, запустив ноду rviz, указать ему, какой топик слушать и какой frame изменять. Имя frame можно указать в левой части в поле fixed_frame. Название топика же следует указывать в графе Marker. Если такой графы нет, следует добавить с помощью кнопки Add. Имя топика указывается в графе Marker в поле “Marker Topic”. В описанном случае в поле Marker Topic следует указать pt_topic (из строки 8), а в поле “Fixed Frame” указать point_on_map (из строки 10).
-Конечно, за одно сообщение можно посылать сразу несколько точек, и не обязательно делать много сообщений такого вида. Однако в этом случае, например, нельзя будет установить цвет каждой точки по отдельности.
-Для того, чтоб добавить точки для вывода нужно создать больше точек в строках 23-27 и поместить их в вектор .points. А также можно создавать и передавать множество сообщений, а не только одно. Для этого строки 9-27 следует поместить в цикл. Например, учачток кода, который выводит на экран совершающую колебания синусоиду, представлен на листинге ниже.
-<code c>
-  ros::Rate r(30);
-  double offset = 0;
-  while(ros::ok()){
-    visualization_msgs::Marker msg;
-    msg.header.frame_id = "/point_on_map";
-    msg.header.stamp = ros::Time::now();
-    msg.ns = "there_is_point";
-    msg.action = visualization_msgs::Marker::ADD;
-    msg.pose.position.x = 5;
-    msg.pose.position.z = -100;
-    msg.pose.orientation.x = 100;
-    msg.pose.orientation.z = 100;
-    msg.id = 0;
-    msg.type = visualization_msgs::Marker::POINTS;
-    msg.scale.x = 0.5;
-    msg.scale.y = 0.5;
-    msg.color.r = 1.0;
-    msg.color.g = 0.0;
-    msg.color.b = 0.0;
-    msg.color.a = 1.0;
-    for (int x = -20; x <= 20; x++){
-      geometry_msgs::Point p;
-      p.x = x;
-      p.y = 2*sin(x+offset);
-      p.z = 2*cos(x+offset);
-      msg.points.push_back(p);
-    }
-    pub.publish(msg);
-    offset+=0.4;
-    r.sleep();
-  }
-</code>

se.moevm.info

User Tools

Site Tools

Differences

Page Tools