利用奥比中光astra mini和ar_trck_alvar在ubuntu20.04环境下实现识别二维码功能【保姆级教程】

工作环境：（1）ubuntu20.04 （2）ROS1 noetic

难点：在没有官方ar_track包和例程的情况下，使用低配置的摄像头实现二维码识别定位

1.安装astra驱动包：参考：

3D视觉AI开放平台https://vcp.developer.orbbec.com.cn/documentation?doc=doc-83

（1）官网上下载驱动OpenNI_SDK_ROS_v1.1.4_20220927_e5a9dc_Linux.zip

3D视觉AI开放平台https://vcp.developer.orbbec.com.cn/resourceCenter?defaultSelectedKeys=70

然后将包解压到任意文件夹中，记好路径

（2）准备工作：安装依赖

1. sudo apt install libgflags-dev ros-$ROS_DISTRO-image-geometry ros-$ROS_DISTRO-camera-info-manager\
2. ros-$ROS_DISTRO-image-transport ros-$ROS_DISTRO-image-publisher libgoogle-glog-dev libusb-1.0-0-dev libeigen3-dev

• 安装libuvc

1. git clone https://github.com/libuvc/libuvc.git
2. cd libuvc
3. mkdir build && cd build
4. cmake .. && make -j4
5. sudo make install
6. sudo ldconfig

• （3）新建 ros workspace

1. mkdir -p ~/ros_ws/src

• 将 OpenNISDK_ROS_xxx.tar.gz 解压并复制到 ~/ros_ws/src
• 编译

1. cd ~/ros_ws
2. catkin_make

• 安装libusb rules

1. cd ~/ros_ws
2. source ./devel/setup.bash
3. roscd astra_camera
4. ./scripts/create_udev_rules
5. sudo udevadm control --reload && sudo udevadm trigger

发布的时候最好 Release 编译

启动相机

• 在terminal 1，注意：在这一步大概率会报错。

1. source ./devel/setup.bash
2. roslaunch astra_camera astra.launc

• 在terminal 2

1. source ./devel/setup.bash
2. rviz

• 查看 topics / services/ parameters （新开一个终端）

1. rostopic list
2. rosservice list
3. rosparam list

如果在启动步骤有报错，新开一个窗口

运行：rqt_image_view

查看是否有图像消息，如果有，则不用管报错。

运行到这一步，/ws/src/ros_astra_camera文件夹可以作为astra mini的启动模版来使用

在rviz中的效果：打开图像消息：

 2.在这一步正式开始我们的目的：实现二维码识别

先创建一个新的工作空间，创建src文件夹，将ros_astra_camera文件复制到src中，

然后，在src目录下安装ar_trck功能包：注意catkin_make要在ws目录下进行

# cd ~ 安装colcon
sudo apt install python3-colcon-common-extensions
# 在ws/src目录下
git clone https://github.com/machinekoder/ar_track_alvar.git -b noetic-devel
# colcon
colcon build
# cd ..
catkin_make -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release 

编译完后，检验是否安装成功：

在ws目录下运行source ./devel/setup.bash

在功能包中运行：

rosrun ar_track_alvar createMarker 0

如果生成了二维码，则说明安装成功！

3.最关键的一步：修改ar_track中的launch文件：

参考博客：【学习笔记】AR码（二维码）识别_ar识别-CSDN博客

以原来的默认文件pr2_indiv_no_kinect.launch为例：

主要进行以下几点修改：

1）添加world与camera之间的TF坐标转换

2）检测的代码使用individualMarkersNoKinect（若想使用其他检测代码，可参考ar_track_alver包下的node文件夹），修改订阅图像数据的话题名（若不清楚相应话题名，可启动摄像头后，使用rostopic list来查看），还有实际使用的AR码大小尺寸，单位为厘米

3）rviz：在启动识别程序后，新终端中启动rviz，可根据下文订阅的话题名进行配置，保存后修改launch文件中的路径

修改完后：

4.运行：

先打开一个终端运行：(1)开启摄像头

source ./devel/setup.bash

roslaunch astra_camera astra.launch 

（2）开启识别二维码launch文件：

roslaunch ar_track_alvar pr2_indiv_no_kinect.launch 
（3）另开一个终端运行rviz：

接下来介绍一下我的rviz配置：

a）Fixed Frame:选择world，添加tf

b）camera：订阅/camera/color/image_raw topic

c）marker：在Displays窗口左下角选择add，添加marker

在marker中选择话题/visualization_marker

如此，应该就能看见AR码显示在图像中，并且能够看到AR码的位姿状态

同时，我们可以使用ROS命令查看AR话题中的信息

第一个ar_pose_maker就是二维码的位姿信息

最终实现效果：

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