rviz-Ros Wiki官网教程学习笔记(1)-用户指南

0.rviz介绍

rviz是ROS自带的图形化工具，可以很方便的让用户通过图形界面开发调试ROS。

参考官网 rviz/UserGuide

1.安装

根据自己的版本号，在下面选择对应的命令执行。以ROS melodic版本为例，就运行“

sudo apt-get install ros-melodic-rviz

sudo apt-get install ros-groovy-rviz
# or
sudo apt-get install ros-hydro-rviz
# or
sudo apt-get install ros-indigo-rviz
# or
sudo apt-get install ros-kinetic-rviz
# or
sudo apt-get install ros-melodic-rviz
# or
sudo apt-get install ros-noetic-rviz

2.启动

运行如下命令启动

首先source一下，以免ros指令报错，再开roscore

source /opt/ros/indigo/setup.bash
roscore &

然后运行rviz：

rosrun rviz rviz

当 rviz 第一次启动时，您将看到一个空窗口：

中间的黑框是 3D 视图 （因为现在是空的所以什么也没有） 。左侧是显示元素(Displays)列表，它将显示您已加载的任何显示元素。现在它只是包含全局设置和时间。右侧是一些其他面板。

3.Displays显示元素

显示元素在 3D 世界中绘制物体，并且可能在左侧显示元素列表中提供了一些选项。例如点云、机器人状态等。

3.1 新增一个新的显示元素display

点击界面左下角Add按钮

这将弹出新的对话框：

 顶部的列表包含Display type显示类型。中间的description框详细描述你选中的要显示的元素究竟是什么。

最后，您必须给这个显示元素命名display name。例如，如果您的机器人上有两台激光雷达，您可以创建两个名为"底部激光雷达laser base"和"顶部激光雷达laser head",display type显示类型为laser scan(激光雷达)的俩两个显示元素displays。

3.2 Display Properties 显示元素属性 

 每个显示元素display都有自己的属性列表。例如：

3.3 Display Status 显示元素状态

 每个显示元素display都有自己的状态，以帮助您知道是否一切正常。状态可以是OK, Warning, Error , Disabled里的一个。显示元素状态通过背景颜色以及状态类别在显示元素标题中表示，如果点开每个显示元素的下拉列表，则可以看到：

Stautus栏可以继续点开下拉列表来显示具体的状态信息。这个信息各个显示元素是不同的，msg消息是能够自动解析的。

3.4 Moving Displays 移动显示元素

你可以在左侧的显示元素列表里上下移动显示元素，通过下方的Add/Remove右侧的箭头。

3.5 Built-in Display Types 内置显示元素类型

名字	描述	使用的消息
轴 Axes	显示一系列坐标轴
Effort	显示机器人每个关节x相关状态信息。	sensor_msgs/JointStates
照相机Camera	从相机的角度创建新的渲染窗口，并将图像叠加在该窗口上。	sensor_msgs/Image, sensor_msgs/CameraInfo
网 格Grid	沿平面显示 2D 或 3D 网格
网格单元格Grid Cells	从网格中提取单元格，通常是从导航中costmap中的障碍物。	nav_msgs/GridCells
图像Image	使用"图像"创建新的渲染窗口。与相机显示元素不同，此显示元素不使用相机信息。	sensor_msgs/Image
交互式标记 InteractiveMarker	从一个或多个交互式标记服务显示 3D 对象，并允许鼠标与它们进行交互。	visualization_msgs/InteractiveMarker
激光雷达 Laser Scan	显示来自激光扫描的数据，具有不同的渲染模式、聚集等选项。	sensor_msgs/LaserScan
地图 Map	在地平面上显示地图。	nav_msgs/OccupancyGrid
标记 Markers	使得程序员可以通过特定话题topic显示任意物体原始形状	visualization_msgs/Marker, visualization_msgs/MarkerArray
路径 Path	显示从导航模块传来的路径。	nav_msgs/Path
点 Point	将一个点绘制为小球体。	geometry_msgs/PointStamped
姿态 Pose	用箭头或轴表示一个姿态。	geometry_msgs/PoseStamped
姿势阵列 Pose Array	用箭头绘制姿态阵列中每一个姿态	geometry_msgs/PoseArray
点云 （2） Point Cloud(2)	显示来自点云的数据，具有不同的渲染模式、聚集等选项。	sensor_msgs/PointCloud, sensor_msgs/PointCloud2
多边形 Polygon	将多边形的轮廓绘制为线条。	geometry_msgs/Polygon
里程计坐标Odometry	时间上累计的里程计坐标	nav_msgs/Odometry
范围 Range	显示表示声纳或红外范围传感器测量的圆锥形范围	sensor_msgs/Range
机器人模型 RobotModel	以正确的姿势显示机器人的3D模型（由当前 TF 转换定义）。
TF	显示tf转换层次结构。
手部动作 Wrench	绘制圆形箭头代表扭矩，直线箭头代表力	geometry_msgs/WrenchStamped
眼视图 Oculus	将 RViz 场景渲染为 眼视图？

4. 配置 Configurations

可视化显示元素以及界面相关设置被称为配置？

不同的显示元素的配置configuration通常适用于可视化工具的不同用途。为此，可视化工具允许您加载和保存不同的配置。

配置包含：

• 显示元素+ 其属性                         Displays + their properties
• 工具属性                                       Tool properties
• 相机类型 + 初始视点的设置          Camera type + settings for the initial viewpoint

 5. Views Panel 视图面板

rviz右侧views面板

可视化工具中有许多不同的相机类型可用

这里的相机指的是可视化显示的视角？

照相机类型包括控制照相机的不同方式和不同类型的投影（正射与透视）。

5.1 The different camera types 不同的相机类型

5.1.1 轨道相机（默认）Orbital Camera (default)

轨道相机只是围绕一个焦点旋转，同时总是看着那个点。当您移动相机时，焦点被可视化为一个小圆盘：

就是你的视角只能绕着一个中心点旋转？

控制

• 鼠标左键：单击并拖动以围绕焦点旋转。

• 鼠标中键：单击并拖动以移动由相机的向上和向右矢量形成的平面中的焦点。移动的距离取决于焦点 - 如果焦点上有一个物体，并且你点击它的顶部，它将停留在你的鼠标下。

• 鼠标右键：单击并拖动以放大/缩小焦点。向上拖动可放大，向下拖动可缩小。

• 滚轮：放大/缩小焦点

 5.1.2 第一人称视角摄像机 FPS (first-person) Camera

FPS相机是第一人称相机，因此它可以旋转，就像你用头看一样。

控制

• 鼠标左键：单击并拖动以旋转。按住 Control 键点按以选取鼠标下方的对象并直接查看它。

• 鼠标中键：单击并拖动以沿着相机的向上和向右矢量形成的平面移动

• 鼠标右键：单击并拖动以沿相机的前向矢量移动。向上拖动向前移动，向下向下移动。

• 滚轮：向前/向后移动

5.1.3 自上而下的正交视图

自上而下的正交相机始终沿着Z轴向下看（在机器人本体坐标系下），并且是正交视图，这意味着事物不会随着距离越来越远而变小。我理解就是俯视图/鸟瞰图视角？

控制

• 鼠标左键：单击并拖动以围绕Z轴旋转

• 鼠标中键：单击并拖动以沿XY平面移动相机

• 鼠标右键：单击并拖动以缩放图像

• 滚轮：缩放图像

5.1.4 XY 轨道

与轨道相机相同，对焦点仅限于XY平面。

控制

参见轨道相机。

5.2 视图

视图面板还允许您创建不同的命名视图，这些视图已保存并且可以在视图之间切换。视图由目标帧、相机类型和相机姿势(a target frame, camera type and camera pose)组成。您可以通过单击"保存当前数据"按钮来保存视图。

视图包括：

• 视图控制器类型
• 视图配置（位置、方向等）每种视图控制器类型可能不同。

• 目标坐标系

视图按用户保存，而不是在配置文件中保存。

6. 坐标系Coordinate Frames

rviz 使用tf变换系统将数据从它到达的坐标系转换为全局参考系。在可视化工具中，有两个坐标系非常重要。

6.1 固定坐标系 The Fixed Frame

两个坐标系中更重要的是固定坐标系。固定坐标系是用于表示"世界"坐标系的参考系。这通常是"地图"，或"世界"或类似的东西，但也可以是，例如，你的里程计坐标。

如果固定坐标系被错误地设置为机器人的底部，那么机器人曾经见过的所有物体都将出现在机器人的前面，相对于检测到它们的机器人的位置。为了获得正确的结果，固定坐标系不应相对于世界坐标系移动。

如果更改固定坐标系，则当前显示的所有数据都将被清除，而不是重新转换。

6.2 目标坐标系The Target Frame

目标坐标系是照相机视图的参考坐标系。例如，如果您的目标坐标系是地图，您将看到机器人在地图上行驶。如果您的目标框架是机器人的底部，则机器人将停留在同一位置，而其他所有内容都相对于它移动。

7.工具

可视化工具具有许多可在工具栏上使用的工具：

7.1 移动相机（键盘快捷键：m）

移动摄像机工具是默认工具。选择此选项后，当您在 3d 视图内单击时，当前视图将执行其操作。

7.2 选择（键盘快捷键：s）

选择工具允许您选择在 3D 视图中显示的项目。它支持单点选择以及单击/拖动框选择。

您可以使用Shift键添加到所选内容中，并使用Ctrl键从所选内容中删除。如果要在选择时移动相机而不切换回"移动相机"工具，则可以按住Alt键。

f键会将相机聚焦在当前选择上。

7.3 2D 导航目标（键盘快捷键：g）

 此工具允许您设置在"目标"ROS 主题上发送的目标。单击地平面上的位置，然后拖动以选择方向：

此工具适用于导航模块。

7.4 2D 姿势估计（键盘快捷键：p）

此工具允许您设置初始位置以定位系统（在"initialpose"ROS 主题上发送）。单击地平面上的位置，然后拖动以选择方向：

此工具适用于导航模块。

8. 时间

在模拟器中运行时，时间面板最有用：它允许您查看经过了多少ROS时间，以及"挂钟"（又名实时）时间已经过去了多少。时间面板还允许您重置可视化工具的内部时间状态 - 这会导致重置所有显示，以及重置tf的内部数据缓存。

 9. 立体效果

Rviz 可以以 3D 立体进行渲染，如果你有一个显卡、显示器和眼镜支持它。

10.插件 Plugins

rviz的设置使得可以通过插件添加新的显示元素Displays。实际上，即使是内置显示元素也是通过"默认"插件加载的。对于您（用户）来说，最终结果是有一种方法可以从UI加载/卸载插件。如果您选择插件>管理...菜单项，它将弹出一个对话框，让您管理加载/卸载插件：

 如果您卸载了已激活显示的插件Plugin，它们将不再显示任何内容，但将保留其设置：