ROS进阶功能—rviz plugin插件机制
ROS进阶功能—rviz plugin插件机制
目录
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- 一、总述
- 二、速度控制插件
- 三、创建功能包
- 四、实现主代码
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- 4.1 头文件
- 4.2 cpp 文件
- 五、完成编译文件
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- 5.1 plugin的描述文件
- 5.2 package.xml
- 5.3 CMakeLists.txt
- 六、实现效果
- 七、综述
一、总述
rviz是ROS官方的一款3D可视化工具，几乎我们需要用到的所有机器人相关数据都可以在rviz中展现，当然由于机器人系统的需求不同，很多时候rviz中已有的一些功能仍然无法满足我们的需求，这个时候rviz的plugin机制就派上用场了。
rviz 作为一种可扩展化的视图工具，可以使用这种插件机制来扩展丰富的功能，进行二次开发，我们在rviz中常常使用的激光数据可视化显示、图像数据可视化显示，其实都是官方提供的插件。所以，我们完全可以在rviz的基础上，打造属于我们自己的机器人交互界面。
二、速度控制插件
在《Mastering ROS for Robotics Programming》这本书的第六章，讲解了一个发布速度控制的rviz plugin。
首先，这是一个可视化的界面，在ros的编程中，好像没有可视化的编程语句，那么如何实现可视化编程呢？如果你使用过ROS的rqt工具箱，应该就会想到Qt，没错，Qt是一个实现GUI的优秀框架，ROS中的可视化工具绝大部分都是基于Qt进行开发的，rviz 的plugin也不例外。所以我们需要了解Qt的一些相关知识。
其次，这个界面里包含三个输入框，分别对应topic名称、线速度值、角速度值，这就需要我们读取用户的输入，然后转换成ROS的topic，这里也会涉及到Qt中的重要概念——信号、槽，类似于回调函数，可以自行百度学习。
三、创建功能包
首先，我们来创建一个功能包，用来放置plugin的所有相关代码：
catkin_create_pkg rviz_telop_commander roscpp rviz std_msgs
这个功能包的依赖于rviz，因为rviz是基于Qt开发的，所以省去了对Qt的依赖。
四、实现主代码
接下来，我们在功能包的src文件夹下开始做代码的实现，这个plugin相对简单，只需要一个cpp文件就可以完成，当然对应的还要有它的头文件。
4.1 头文件
#ifndef TELEOP_PAD_H
#define TELEOP_PAD_H
//所需要包含的头文件
#include 4.2 cpp 文件
接下来是cpp代码文件 teleop_pad.cpp。
#include 五、完成编译文件
为了编译成功，还需要完成一些编译文件的设置。
5.1 plugin的描述文件
在功能包的根目录下需要创建一个plugin的描述文件 plugin_description.xml：
<library path="lib/librviz_telop_commander">
<class name="rviz_telop_commander/Teleop"
type="rviz_telop_commander::TeleopPanel"
base_class_type="rviz::Panel">
<description>
A panel widget allowing simple diff-drive style robot base control.
</description>
</class>
</library>
5.2 package.xml
然后在 package.xml 文件里添加plugin_description.xml。
<export>
<rviz plugin="${prefix}/plugin_description.xml"/>
</export>
5.3 CMakeLists.txt
当然， CMakeLists.txt 文件也必须要加入相应的编译规则：
## This plugin includes Qt widgets, so we must include Qt like so:
find_package(Qt4 COMPONENTS QtCore QtGui REQUIRED)
include(${QT_USE_FILE})
## I prefer the Qt signals and slots to avoid defining "emit", "slots",
## etc because they can conflict with boost signals, so define QT_NO_KEYWORDS here.
add_definitions(-DQT_NO_KEYWORDS)
## Here we specify which header files need to be run through "moc",
## Qt's meta-object compiler.
qt4_wrap_cpp(MOC_FILES
src/teleop_pad.h
)
## Here we specify the list of source files, including the output of
## the previous command which is stored in ``${MOC_FILES}``.
set(SOURCE_FILES
src/teleop_pad.cpp
${MOC_FILES}
)
## An rviz plugin is just a shared library, so here we declare the
## library to be called ``${PROJECT_NAME}`` (which is
## "rviz_plugin_tutorials", or whatever your version of this project
## is called) and specify the list of source files we collected above
## in ``${SOURCE_FILES}``.
add_library(${PROJECT_NAME} ${SOURCE_FILES})
## Link the library with whatever Qt libraries have been defined by
## the ``find_package(Qt4 ...)`` line above, and with whatever libraries
## catkin has included.
##
## Although this puts "rviz_plugin_tutorials" (or whatever you have
## called the project) as the name of the library, cmake knows it is a
## library and names the actual file something like
## "librviz_plugin_tutorials.so", or whatever is appropriate for your
## particular OS.
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${QT_LIBRARIES} ${catkin_LIBRARIES})
现在就可以开始编译。
六、实现效果
编译成功后，运行rviz，需要注意的是：一定要source devel 文件夹下的setup脚本，来生效路径，否则会找不到插件：
rosrun rviz rviz
启动之后应该并没有什么不同，点击菜单栏中的“Panels”选项，选择“Add New Panel”，在打开的窗口中的最下方，就可以看到我们创建的plugin了，点中之后，可以在下方的"Description"中看到我们在plugin_description.xml 文件中对plugin的描述。
点击“OK”，就会弹出“TeleopPanel”插件：
分别填写三行所对应的内容：
然后打开一个终端查看消息：
七、综述
实现rviz插件的重点是理解ROS和Qt的结合，使用类似的方法和Qt编程技巧，就可以基于rviz打造属于自己的人机交互界面。