ROS与激光雷达入门教程-ROS中使用激光雷达(Neato XV-11)

ROS与激光雷达入门教程-ROS中使用激光雷达(Neato XV-11)

说明

• 介绍激光雷达(Neato XV-11)
• 介绍在ROS中使用激光雷达

激光雷达(Neato XV-11)

• Neato XV-11激光雷达主要来自Neato牌子的扫地机，多为二手。

• 激光雷达内部图示：
  

• 激光雷达安装图示：
  

• 数据参数：

  • 串口通讯: 速率 115200 8N1
  • 雷达每完整旋转一周会发送90个数据包
  • 每个数据包中包含4个测量点的信息
  • 每个数据包长度固定是22个字节
  • 360°旋转一周共 1980个字节,相当于每度会有一个距离数据.

• 雷达的数据包格式：<start> <index> <speed_l> <speed_h> [Data 0] [Data 1] [Data 2] [Data 3] <checksum_l> <checksum_h>

• 雷达的数据包分析：

  • ：0xFA,是固定格式表明数据包开始,可用来从数据流中分割数据包。
  • ：数据包的索引号,范围从0xA0 到 0xF9 (总共89个包,每个包4个数据)。
  • ：有两个speedL和speedH ，它们各一个字节，共同组成转速信息,大概是低6bit表示小数部分。
  • ：[ Data 0] 到 [Data 3] 是四组测量数据,其中每组测量数据分别由4个字节组成，如下：
  • byte 0 : <distance 7:0=""> # 距离信息的0-7位
  • byte 1 : <“invalid data” flag> <“strength warning” flag> <distance 13:8=""> # 错误信息标志位 , 警告位, 距离信息13-8位byte 2 : <signal strength="" 7:0=""> # 信号强度 0-7位
  • byte 3 : <signal strength="" 15:8=""> # 讯号强度 8-15位
    距离信息的单位是mm ,整个激光雷达的测量范围大概是15cm 到6m, 只需要把距离信息的两个字节组装成一个整数即可(注意判断无效数据位为0,如果为1意味是无效的数据，需丢弃)。
  • ：由两个字节组成的校验码，用来校验整个数据包是否正确

驱动安装前准备

• 假设本测试在Ubuntu 14.04 + Indigo下进行
• 激光雷达的驱动：https://github.com/ncnynl/xv_11_laser_driver

驱动安装

• 进入工作空间，下载代码，编译

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/ncnynl/xv_11_laser_driver.git
$ cd ../
$ catkin_make

激光雷达配置

• 查看端口，采用指定端口方式。一般都是ttyUSB0，查看端口方法：

$ ls /dev/ttyUSB*
/dev/ttyUSB0  /dev/ttyUSB1

• 配置端口，采用别名方式：
• 连接雷达后，查看雷达端口，获取idVendor和idProduct信息。ID后面的数字idVendor:idProduct

$ lsusb
Bus 001 Device 006: ID 138a:0011 Validity Sensors, Inc. VFS5011 Fingerprint Reader

• 新建 /etc/udev/rules.d/rplidar.rules文件：（设置别名为neatolaser，实际名称为：/dev/neatolaser）

KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="138a", ATTRS{idProduct}=="0011", MODE:="0666", GROUP:="dialout",  SYMLINK+="neatolaser"  

• 增加当前用户对串口的默认访问权限：

$ sudo usermod -a -G dialout 用户名

• 使UDEV配置生效：（使串口的默认访问权限生效，需要重启机器）

$ sudo service udev reload
$ sudo service udev restart

激光雷达测试

• 新开端口, 导入环境变量：

$ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash 

• 新开端口，启动roscore

$ roscore 

• 新开端口，测试使用的是版本2，注意：不同版本数据格式有差异 。

$ rosrun xv_11_laser_driver neato_laser_publisher _port:=/dev/ttyUSB0 _firmware_version:=2 

• 或使用别名

$ rosrun xv_11_laser_driver neato_laser_publisher _port:=/dev/neatolaser _firmware_version:=2 

• 或利用launch启动, 修改端口<param name="port" value="/dev/ttyUSB0" />或用/dev/neatolaser

$ roslaunch xv_11_laser_driver neato.launch

• 打开RVIZ

$ rosrun rviz rviz 

• 修改Global Options的Fixed Frame为/neato_laser（手打），如图：

• 点击Add，添加LaserScan，可以看到点云数据，如果没看到，旋转雷达的开关，调整速度。

• 可能显示的点云很小，调整下大小size(m)为0.05，如图：