Livox Mid-360S ROS 2 -asetukset: SDK2-, livox_ros_driver2- ja Fast-LIO-kartoitusopas

Luotettava Livox Mid-360S:n kartoitustyönkulku alkaa verkosta, ajurista, aikaleimoista ja pistepilven kentistä. Tämä opas rakentaa nämä kerrokset oikeassa järjestyksessä Ubuntu 22.04:ssä ja ROS 2 Humblessa ja näyttää sitten, missä Fast-LIO-kartoituspino vaatii erillistä yhteensopivuustyötä.

Livox kuvailee Mid-360S:ää kompaktiksi hybridikiinteän tilan 3D-LiDARiksi mobiilirobotteihin. Julkaistut keskeiset arvot ovat 360 × 59 asteen näkökenttä, 0,1 metrin vähimmäishavaintoetäisyys, 40 metrin tyypillinen kantama 10 prosentin heijastavuudella, 200 000 pistettä sekunnissa sekä kooltaan 65 × 65 × 60 mm:n ja painoltaan 265 g:n rakenne. Nämä luvut ovat hyödyllisiä alustan suunnittelussa, vaikka integroinnin tulos riippuu paljon enemmän kiinnityksen jäykkyydestä, tehoreservistä, Ethernetin reitityksestä ja kartoitussolmulle saapuvasta aikaleimakentästä.

Mitä tämä Mid-360S:n ROS 2 -opas lupaa ja mitä se ei lupaa

Tämän artikkelin taustalla olevassa lähdeoppaassa oli hyödyllinen käyttöönottojärjestys, mutta useat komennot piti tarkistaa ennen julkaisua. Livoxin nykyisissä virallisissa ajurin julkaisutiedoissa luetellaan Mid-360S:n tuki kohdassa livox_ros_driver2 1.2.6:n. Ajurin repositorio dokumentoi Ubuntu 22.04:n ja ROS 2 Humblen sekä tarjoaa Mid-360:lle ROS 2 -launch-tiedoston. Se on varmennettu lähtökohta.

Kartoitus on erillinen kerros. FAST_LIO on erinomainen viite LiDAR-inertianavigoinnille, pistekohtaisen ajan käsittelylle, ulkoisille parametreille ja PCD-tietojen pysyvälle tallennukselle. Sen upstream-repositorio dokumentoi kuitenkin edelleen catkin_make, ROS 1:n launch-komennot ja aiempi Livoxin mukautettu viestipolku. ROS 2 -porttaus voi olla hyödyllinen, mutta sen aiheet, launch-argumentit, kartan tallennusrajapinta ja tuettu sensoripolku kuuluvat kyseiseen porttaukseen eivätkä FAST_LIO:n upstream-versioon. Käsittele kartoituksen integrointia kiinnitettynä projektiriippuvuutena, älä yleisestä ohjeesta kopioituna komentona.

Laitteisto, virransyöttö ja verkko ennen ROS 2:ta

Tee fyysiset valmistelut ennen päätteen avaamista. Livox määrittää Mid-360S-tuoteperheelle 9–27 voltin tasavirtasyöttöalueen. Varaa nimelliskulutusta suurempi virtakapasiteetti, käytä oikeanlaista liitinkokoonpanoa ja reititä kaapeli etäälle käyttömoottorien ja kytkentähäiriöiden reiteistä. Anturi tarvitsee jäykän kiinnityspinnan: joustava teline voi muuttaa normaalin rungon tärinän LiDAR-inertiaaliselle estimointialgoritmille virheelliseksi liikkeeksi.

Käytä ensimmäiseen käynnistykseen eristettyä testipöytäverkkoa. Livox-ajuriesimerkeissä käytetään yksityistä 192.168.1.x-verkkoa, jossa varastonäytteessä isännän liittymäksi on määritetty 192.168.1.5 ja LiDAR-osoitteeksi 192.168.1.12. Nämä ovat esimerkkiarvoja eivätkä pakollisia tehdasasetuksia. Valitse käyttämätön osoitesuunnitelma, varmista tietokoneen liittymän ja anturin tavoitettavuus samassa aliverkossa ja muokkaa virallista JSON-esimerkkiä harkiten.

Asenna Livox SDK2 ja livox_ros_driver2 ROS 2 Humbleen

Livox SDK2 on Mid-360- ja Mid-360S-tuotteiden nykyinen C- ja C++-viestintäkerros. Rakenna ja asenna se ensin. ROS-ajurivarasto rakennetaan sen jälkeen tätä asennusta vasten. Käytä jokaisessa käyttöönotossa nykyistä julkaisua tai dokumentoitua commit-versiota, koska pistekenttien ja aikaleimojen käsittelyn muutokset voivat vaikuttaa myöhempään kartoitusohjelmistoon.

sudo apt update
sudo apt install -y build-essential cmake git
git clone https://github.com/Livox-SDK/Livox-SDK2.git
cd Livox-SDK2
mkdir build
cd build
cmake ..
make -j"$(nproc)"
sudo make install

Virallinen SDK2:n README sijoittaa kirjastot hakemistoon /usr/local/lib ja otsikkotiedostot hakemistossa /usr/local/includeMyöhemmin ajurin käynnistyksen aikana ilmenevä puuttuvaa jaettua kirjastoa koskeva virhe viittaa tähän asennusrajaan. Korjaa ongelma ympäristötasolla sen sijaan, että kopioisit satunnaisia kirjastoja työtilaan.

mkdir -p ~/ws_livox/src
git clone https://github.com/Livox-SDK/livox_ros_driver2.git ~/ws_livox/src/livox_ros_driver2
cd ~/ws_livox/src/livox_ros_driver2
source /opt/ros/humble/setup.bash
./build.sh humble
source ../../install/setup.bash
ros2 launch livox_ros_driver2 rviz_MID360_launch.py

Toimitettu RViz2-käynnistystiedosto käyttää komentoa PointCloud2 siirtomuoto, livox_frame kiinteänä kehyksenä ja /livox/lidar näyttöaiheena. Ajurin README-tiedoston mukaan siirtomuoto 0 julkaisee Livox PointXYZRTLT -tietoja: x:n, y:n, z:n, intensiteetin, tunnisteen, linjan ja pistekohtaisen aikaleiman. Aikaleima kannattaa tarkistaa ennen liikekompensoidun kartoitussolmun käyttöönottoa.

Määritä Mid-360S-verkkotiedosto harkiten

Aloita repositorion tiedostosta config/MID360_config.json tiedosto eikä keksitä supistettua skeemaa. Seuraavassa on ajuriprojektin nykyinen yhden anturin rakenne esimerkinomaisine IP-arvoineen. Muuta vain alustan tarvitsemat osoitteet ja mitatut ulkoiset parametriarvot. Säilytä Livoxin porttiparit ennallaan, ellei hallittu verkkosuunnitelma edellytä dokumentoitua muutosta.

{
  "lidar_summary_info": { "lidar_type": 8 },
  "MID360": {
    "lidar_net_info": {
      "cmd_data_port": 56100,
      "push_msg_port": 56200,
      "point_data_port": 56300,
      "imu_data_port": 56400,
      "log_data_port": 56500
    },
    "host_net_info": {
      "cmd_data_ip": "192.168.1.5",
      "cmd_data_port": 56101,
      "push_msg_ip": "192.168.1.5",
      "push_msg_port": 56201,
      "point_data_ip": "192.168.1.5",
      "point_data_port": 56301,
      "imu_data_ip": "192.168.1.5",
      "imu_data_port": 56401,
      "log_data_ip": "",
      "log_data_port": 56501
    }
  },
  "lidar_configs": [{
    "ip": "192.168.1.12",
    "pcl_data_type": 1,
    "pattern_mode": 0,
    "extrinsic_parameter": { "roll": 0.0, "pitch": 0.0, "yaw": 0.0, "x": 0, "y": 0, "z": 0 }
  }]
}

Moni-LiDAR-järjestelmiä varten ajuri tukee lidar_configs taulukon ja multi_topic käynnistysasetukseen. Anna jokaiselle yksikölle yksilöllinen osoite, kirjaa fyysisen sarjanumeron ja osoitteen välinen vastaavuus ja käytä mittausongelmaan sopivaa ajoitussuunnitelmaa. Livoxin dokumentaatiossa käsitellään PPS- ja PTP-tyyppisten käyttöönottojen ajoitustukikysymyksiä; näistä menetelmistä tulee tärkeitä useiden antureiden, hajautettujen laskentasolmujen tai ulkoisen paikannuksen kanssa synkronoitavien antureiden yhteydessä.

Vahvista reaaliaikaiset pistepilvet ja IMU-tiedot RViz2:ssa

RViz2 on nopein paikka havaita kehysnimeen liittyvä virhe, tyhjä pistepilvi, väärä verkkokohde tai kiinnitys, jonka vuoksi robotin runko näkyy anturin näkökentässä. Rauhallisella testialueella renderöidyn geometrian pitäisi pysyä paikallaan alustan ollessa paikallaan ja liikkua johdonmukaisesti alustan liikkuessa. Pistepilven ei tarvitse näyttää yhdellä hetkellä tiheältä kaikkialla, sillä Livox-skannaus kerryttää peittoa ajan mittaan. Ensisijaisesti tärkeää on geometrian yhdenmukaisuus ja jatkuva julkaisu.

ros2 topic list
ros2 topic info /livox/lidar --verbose
ros2 topic hz /livox/lidar
ros2 topic info /livox/imu --verbose
ros2 node list
ros2 service list

FAST-LIO-kartoitus ROS 2:ssa: yhteensopivuuden rajapinta

FAST_LIO on edelleen hyödyllinen, koska sen ylävirran dokumentaatio korostaa kartoituksen laatuun yleensä vaikuttavia osa-alueita: synkronoitua LiDAR- ja IMU-dataa, pistekohtaisia aikaleimoja liikkeen aiheuttaman vääristymän korjaamiseen, oikeita LiDAR–IMU-ulkoisia kalibrointeja ja hallittua PCD-tallennusmenettelyä. Sen README-tiedostossa todetaan myös, että tallennetun datan puuttuva aikakenttä heikentää eteen- ja taaksepäin tapahtuvaa tilan etenemistä. Nämä suunnitteluperiaatteet säilyvät ROS 2 -siirrossa.

Alkuperäinen projekti ei kuitenkaan validoi lähdeoppaan colcon build, ros2 launch fast_lio mapping.launch.pytai yleinen /map_save palvelu. Alkuperäinen versio käyttää ROS 1 -komentoja ja tallentaa PCD-tulosteen lopettamisen jälkeen, kun sen pcd_save_enable asetus on käytössä. ROS 2 -portti saattaa käyttää toista parametrin määritystiedostoa, aiheen nimeä, palvelua tai vientisijaintia. Lue portin dokumentaatio, kiinnitä testattu commit-versio ja tarkista sen rajapinnat komennoilla ros2 topic list ja ros2 service list ennen kuin tuotantorobotti lähetetään pitkälle reitille. Tallenna jokaisen tallennetun kartan yhteyteen paketin versio, anturin laiteohjelmiston versio, kalibroinnin revisio ja testipaketin polku.

3D-pistepilvestä Nav2-kartaksi

PCD ei muutu automaattisesti Nav2:n miehityskartaksi. Nav2:n map server lataa YAML-karttatiedoston, joka viittaa kuvaan ja määrittää kartan metatiedot. 3D-pistepilven muuntaminen tähän kaksiulotteiseen esitykseen edellyttää projektikohtaisia valintoja: korkeussiivua, vokseliresoluutiota, miehitetyn solun kynnysarvoa, ramppien käsittelyä ja robotin suunniteltua jalanjälkeä. Yleinen pcl_to_gridmap komentoa ei ole vahvistettu ROS 2:n vakiopakettikomennoksi, joten sitä ei pidä esittää yleispätevänä käyttöönottovaiheena.

Tee tästä projektiosta nimetty, versioitu kartoitusputken vaihe. Käytä samaa korkeussykettä ja suodatuksen oletuksia kaikissa karttaversioissa. Vahvista syntyvä 2D-kuva fyysiseen tilaan nähden ja lataa sitten YAML dokumentoidun Nav2 map server -määrityksen kautta. Tämä erottelu helpottaa ylävirran LiDAR- tai odometriaongelman erottamista alavirran karttamallia koskevasta päätöksestä.

Valitse Mid-360S-testikokoonpanon keskeiset laitteet

Aloita LiDARista ja sopivasta liitinratkaisusta ja varmista sitten alustan tarkka mekaaninen rakenne, pinnijako, virtalähde ja isäntäkoneen liitäntä. Jakokaapeli on olennainen vastaavan Livox Aviation Connector -liitinjärjestelyn yhteydessä; se ei korvaa anturipaketin ja kaapeloinnin rakenteen tarkistamista.

Liittyvät laitteet

Livox MID-360S 3D-LiDAR-anturi autonomiseen robotiikkaan ja SLAM-navigointiin

Käytä sitä SDK2- ja ROS 2 -työnkulussa kuvattuna kompaktina 360 asteen havaintoanturina.

Näytä tuote

Livox Aviation Connector 1–3 -jakokaapeli

Käytä yhteensopivien Livox-kaapelointisuunnitelmien kanssa, kun olet ensin varmistanut liittimen, pinnijaon ja virransyöttövaatimukset.

Näytä tuote

Vianmääritys ilman arvailua

UKK