ROS史话36篇.18 ROS飞天金刚龟与视觉传感器

ROS的第三个版本D版本，于2011年3月发布，吉祥物是菱背龟（Diamondback），亦称为金刚龟，因背部有菱形图案而得此名。乔许·埃林森设计此版本的ROS海报中，无数只金刚龟在菱形风筝的助力下，在空中自由地飞翔。



这时，已经有很多大学和机器人公司加入到ROS开源社区，提供了对各自机器人的驱动，比如Nao人形机器人（法国）, Care-O-bot（德国）, 乐高 NXT 教育机器人（美国）,Erratic（美国亚利桑那大学）, miabotPro（英国）。到D版本的发布，已经有50种机器人支持ROS。



这时的ROS还做了如下变化

模块化的粒度更小，有利于增量化更新。模块小型化也有助于减低内存的使用。
图形用户界面从ROS核心中分离出来，这样对于不需要图形用户界面的用户就不需要编译这一部分的代码。
修改版权和软件归属权的条例，有利于在乎所有权的开发者继续对ROS做出贡献。
创建了ROS问答社区，方便用户交流。

在这个版本里增加了对Kinect的支持。Kinect在2010年随微软的XBox推向市场，2011年Kinect已经很流行了，到这年三月份，已经累计销售了1000多万台。从外观上看，Kinect配备三个摄像头，中间的摄像头为RGB彩色摄像头，左右两个分别为红外发射器和红外CMOS接收器，两个摄像头构成深度传感器。

获取深度图像的技术原理是光编码技术，属于结构光的一种。光编码技术对激光散斑进行编码，将编码后的散斑发射出去，再由红外相机接受信号，通过分析信号模式变化，计算深度信息。

另一种方式采用飞行时间（TOF）技术，通过投射红外线，计算发射和返回的时间差来计算深度信息。TOF对深度信息的获取更迅速，也更准确。

Kinect是一款面向消费群体的娱乐设备，随微软的游戏机Xbox一起销售。科研人员发现他不仅仅是一款娱乐设备，还是一个性价比极高的科研设备，后来基于Kinect各类算法层出不穷。

因此，车库顺势而为，为这个ROS版本提供了Kinect深度相机的驱动。ROS于是采用了PrimeSense 的驱动OpenNI Kinect。ROS里的驱动主要由文森特·莱保德（Vincent Rabaud）和图利·弗特（Tully Foote）来维护。





文森特·莱保德毕业于加州大学圣地亚哥分校（The University of California,San Diego），获博士学位。圣地亚哥在加州的最南端，与墨西哥接壤。在“此岸与彼岸”提到加州的这个城市。

图利·弗特本科就读于加州理工学院（CaliforniaInstitute of Technology），硕士研究生毕业于宾夕法尼亚大学（University ofPennsylvania），一所位于美国宾夕法尼亚州费城的私立研究型大学，八所常春藤盟校之一1。后面，我们还会详细讲图利·弗特。

通过Kinect采集获得的是，可视范围内的深度数据，即可视范围内物体到相机的距离。从这些深度数据，可以计算出3D点云（Point Cloud）。这样，点云处理算法就要跟进，因此ROS加入了点云库（Point Cloud Library, PCL）的0.1版本，这是一个开源的软件库，包含大量与点云有关的算法，包括显示点云数据、滤波、分割、特征提取、配准、重建等，支持Windows和Linux等平台，也可以在一些嵌入式开发板上使用。PCL在三维点云中的地位相当于OpenCV在图像处理和计算机视觉中的地位。

PCL是由莱度·茹苏（Radu B. Rusu）在车库期间创建的开源点云处理软件。那时，点云数据和点云数据处理在逆向工程已经应用的很广泛了，只是很少有人把自己的算法和代码开源出来。莱度·茹苏毕业于德国慕尼黑工业大学（TechnischeUniversität München），后来负责由车库孵化的 Open Perception公司，致力于2D/3D 数据的处理。