ROS专题----数据可视化rviz简明笔记

ROS数据可视化rviz简明笔记

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1. 标记：发送基本形状（C ++）

   显示如何使用visualization_msgs / Marker消息将基本形状（立方体，球体，圆柱体，箭头）发送到rviz。

2. 标记：点和线（C ++）

   教导如何使用visualization_msgs / Marker消息将点和线发送到rviz。

3. 交互式标记：入门

   本教程解释什么是交互式标记，并教你一些基本的概念。

4. 交互式标记：编写简单的交互式标记服务器

   本教程介绍如何设置管理单个交互式标记的极简主义服务器。

5. 交互式标记：基本控件

   本教程解释basic_controls教程代码如何工作。

6. 插件：新显示类型

   如何编写一个插件，为RViz添加一个新的显示功能。

7. 插件：新的可停靠面板

   如何编写一个插件，添加一个新类型的可停靠Panel小部件到RViz。

8. 插件：新工具类型

   如何编写一个插件，为RViz添加一个新工具。

9. Librviz：将RViz纳入自定义GUI

   如何使用RViz可视化窗口小部件编写应用程序。

10. Rviz in Stereo

    教你如何设置Rviz在3D立体声渲染。

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$ tree -L 3
.
├── interactive_marker_tutorials
│   ├── CHANGELOG.rst
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── package.xml
│   ├── scripts
│   │   ├── basic_controls.py
│   │   ├── cube.py
│   │   ├── menu.py
│   │   └── simple_marker.py
│   └── src
│       ├── basic_controls.cpp
│       ├── cube.cpp
│       ├── menu.cpp
│       ├── point_cloud.cpp
│       ├── pong.cpp
│       ├── selection.cpp
│       └── simple_marker.cpp
├── librviz_tutorial
│   ├── CHANGELOG.rst
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── package.xml
│   ├── rosdoc.yaml
│   └── src
│       ├── doc
│       ├── main.cpp
│       ├── myviz.cpp
│       └── myviz.h
├── rviz_plugin_tutorials
│   ├── CHANGELOG.rst
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── icons
│   │   └── classes
│   ├── media
│   │   └── flag.dae
│   ├── package.xml
│   ├── plugin_description.xml
│   ├── rosdoc.yaml
│   ├── scripts
│   │   └── send_test_msgs.py
│   └── src
│       ├── doc
│       ├── drive_widget.cpp
│       ├── drive_widget.h
│       ├── flag.h
│       ├── imu_display.cpp
│       ├── imu_display.h
│       ├── imu_visual.cpp
│       ├── imu_visual.h
│       ├── plant_flag_tool.cpp
│       ├── plant_flag_tool.h
│       ├── teleop_panel.cpp
│       └── teleop_panel.h
├── rviz_python_tutorial
│   ├── CHANGELOG.rst
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── config.myviz
│   ├── doc-src
│   │   ├── conf.py
│   │   ├── index.rst
│   │   ├── myviz.png
│   │   └── tutorialformatter.py
│   ├── myviz.py
│   ├── package.xml
│   └── rosdoc.yaml
├── visualization_marker_tutorials
│   ├── CHANGELOG.rst
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── package.xml
│   └── src
│       ├── basic_shapes.cpp
│       └── points_and_lines.cpp
└── visualization_tutorials
    ├── CHANGELOG.rst
    ├── CMakeLists.txt
    └── package.xml

18 directories, 57 files

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1 标记：基本形状，点，线等

补充阅读：

1 DisplayTypes/Marker：http://wiki.ros.org/rviz/DisplayTypes/Marker

2 rviz/UserGuide：http://wiki.ros.org/rviz/UserGuide

3 tf/tf2：http://wiki.ros.org/tf http://wiki.ros.org/tf2

代码解析等参考如下：

1 标记：发送基本形状（C ++）

2 标记：点和线（C ++）

使用命令和效果，如下：

$ rosrun visualization_marker_tutorials basic_shapes

在rviz中，添加Marker，修改Fixed Frame为my_frame，可见如下不断变化的基本图形：

   

   

$ rosrun visualization_marker_tutorials points_and_lines

   

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2 交互式标记

这部分都分为C++和Python两种语言介绍。

   

这里需要注意，Fixed Frame为base_link等。

这里以simple_marker为例：

python：

import rospy

from interactive_markers.interactive_marker_server import *
from visualization_msgs.msg import *

def processFeedback(feedback):
    p = feedback.pose.position
    print feedback.marker_name + " is now at " + str(p.x) + ", " + str(p.y) + ", " + str(p.z)

if __name__=="__main__":
    rospy.init_node("simple_marker")
    
    # create an interactive marker server on the topic namespace simple_marker
    server = InteractiveMarkerServer("simple_marker")
    
    # create an interactive marker for our server
    int_marker = InteractiveMarker()
    int_marker.header.frame_id = "base_link"
    int_marker.name = "my_marker"
    int_marker.description = "Simple 1-DOF Control"

    # create a grey box marker
    box_marker = Marker()
    box_marker.type = Marker.CUBE
    box_marker.scale.x = 0.45
    box_marker.scale.y = 0.45
    box_marker.scale.z = 0.45
    box_marker.color.r = 0.0
    box_marker.color.g = 0.5
    box_marker.color.b = 0.5
    box_marker.color.a = 1.0

    # create a non-interactive control which contains the box
    box_control = InteractiveMarkerControl()
    box_control.always_visible = True
    box_control.markers.append( box_marker )

    # add the control to the interactive marker
    int_marker.controls.append( box_control )

    # create a control which will move the box
    # this control does not contain any markers,
    # which will cause RViz to insert two arrows
    rotate_control = InteractiveMarkerControl()
    rotate_control.name = "move_x"
    rotate_control.interaction_mode = InteractiveMarkerControl.MOVE_AXIS

    # add the control to the interactive marker
    int_marker.controls.append(rotate_control);

    # add the interactive marker to our collection &
    # tell the server to call processFeedback() when feedback arrives for it
    server.insert(int_marker, processFeedback)

    # 'commit' changes and send to all clients
    server.applyChanges()

    rospy.spin()

C++：

#include 

#include 

void processFeedback(
    const visualization_msgs::InteractiveMarkerFeedbackConstPtr &feedback )
{
  ROS_INFO_STREAM( feedback->marker_name << " is now at "
      << feedback->pose.position.x << ", " << feedback->pose.position.y
      << ", " << feedback->pose.position.z );
}

int main(int argc, char** argv)
{
  ros::init(argc, argv, "simple_marker");

  // create an interactive marker server on the topic namespace simple_marker
  interactive_markers::InteractiveMarkerServer server("simple_marker");

  // create an interactive marker for our server
  visualization_msgs::InteractiveMarker int_marker;
  int_marker.header.frame_id = "base_link";
  int_marker.header.stamp=ros::Time::now();
  int_marker.name = "my_marker";
  int_marker.description = "Simple 1-DOF Control";

  // create a grey box marker
  visualization_msgs::Marker box_marker;
  box_marker.type = visualization_msgs::Marker::CUBE;
  box_marker.scale.x = 0.45;
  box_marker.scale.y = 0.45;
  box_marker.scale.z = 0.45;
  box_marker.color.r = 0.5;
  box_marker.color.g = 0.5;
  box_marker.color.b = 0.5;
  box_marker.color.a = 1.0;

  // create a non-interactive control which contains the box
  visualization_msgs::InteractiveMarkerControl box_control;
  box_control.always_visible = true;
  box_control.markers.push_back( box_marker );

  // add the control to the interactive marker
  int_marker.controls.push_back( box_control );

  // create a control which will move the box
  // this control does not contain any markers,
  // which will cause RViz to insert two arrows
  visualization_msgs::InteractiveMarkerControl rotate_control;
  rotate_control.name = "move_x";
  rotate_control.interaction_mode =
      visualization_msgs::InteractiveMarkerControl::MOVE_AXIS;

  // add the control to the interactive marker
  int_marker.controls.push_back(rotate_control);

  // add the interactive marker to our collection &
  // tell the server to call processFeedback() when feedback arrives for it
  server.insert(int_marker, &processFeedback);

  // 'commit' changes and send to all clients
  server.applyChanges();

  // start the ROS main loop
  ros::spin();
}

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可以比较一下，然后输入下面命令：

$ rosrun interactive_marker_tutorials simple_marker

   

• 定义一个函数processFeedback，通过打印出位置来处理来自RViz的反馈消息。

• 初始化roscpp。
• 创建交互式标记服务器对象。
• 设置交互式标记并将其添加到服务器的集合。
• 输入ROS消息循环。

注意，当调用insert时，服务器对象将在内部只将新标记推入等待列表。一旦你调用applyChanges，它将它包含在它的公开可见的交互式标记集，并发送到所有连接的客户端。

$ rosrun interactive_marker_tutorials basic_controls

$ rosrun interactive_marker_tutorials menu

点击box会出现目录选项。

$ rosrun interactive_marker_tutorials pong

$ rosrun interactive_marker_tutorials cube

$ rosrun interactive_marker_tutorials selection

$ rosrun interactive_marker_tutorials point_cloud

欲了解具体实现，请参考源码～

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3 插件

$ rosrun rviz_plugin_tutorials send_test_msgs.py

   

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4 librviz

$ rosrun librviz_tutorial myviz

 

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补充：

1 http://wiki.ros.org/rviz/Tutorials

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数学补充：

四元数说明：http://blog.csdn.net/candycat1992/article/details/41254799

欧拉角到四元数：

给定一个欧拉旋转(X, Y, Z)（即分别绕x轴、y轴和z轴旋转X、Y、Z度），则对应的四元数为：

x = sin(Y/2)sin(Z/2)cos(X/2)+cos(Y/2)cos(Z/2)sin(X/2)

y = sin(Y/2)cos(Z/2)cos(X/2)+cos(Y/2)sin(Z/2)sin(X/2)

z = cos(Y/2)sin(Z/2)cos(X/2)-sin(Y/2)cos(Z/2)sin(X/2)

w = cos(Y/2)cos(Z/2)cos(X/2)-sin(Y/2)sin(Z/2)sin(X/2)

q = ((x, y, z), w)

它的证明过程可以依靠轴角到四元数的公式进行推导。

结合程序说明：

        locations['Goal'] = Pose(Point(1.4, 0.2, 0.000), Quaternion(0.000, 0.000, 0.7, 0.7))

        locations['Home'] = Pose(Point(0.0, 0.0, 0.000), Quaternion(0.000, 0.000, 0.0, 1.0))

如果Home为起点，那么Goal为Home前1.4m 左0.2米 并左转90度

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