ROS1 平台

ROS（Robot Operating System，下文简称 ROS）是一个适用于机器人的开源的元操作系统。它提供了操作系统应有的服务，包括硬件抽象，底层设备控制，常用函数的实现，进程间消息传递，以及包管理。

搭建 ROS1 开发环境

根据 Ubuntu 版本，安装对应的 ROS1 开发平台。

• Ubuntu16.04：ROS Kinetic

• Ubuntu18.04：ROS Melodic

• Ubuntu20.04：ROS Noetic

下载 Camport ROS1 SDK

ROS1 SDK 支持 ROS Kinetic、ROS Melodic 和 ROS Noetic 平台。

国内国外

选择以下任意方式，下载 Camport ROS1 SDK：

• 使用浏览器下载：https://gitee.com/percipioxyz/camport_ros.git。

• 使用 git 指令获取本地副本：打开终端，切换到需存放 SDK 的工作目录下，输入 git clone 命令克隆远程仓库。

  git clone https://gitee.com/percipioxyz/camport_ros.git
  

Camport ROS1 SDK 的目录如下图所示：

Camport ROS1 SDK 目录

• percipio_camera：包括源文件和配置文件。

• percipio_launch：launch 包。

编译

在开发包根目录下执行以下命令，进行编译：

catkin_make

小技巧

如果未安装 catkin 命令，需先安装 catkin。

编译后会生成 build 文件夹（包含中间文件）和 devel 文件夹（包含头文件、动/静态库、可执行文件）。

配置环境变量

在开发包根目录下执行以下命令，配置环境变量：

echo "source <开发包存放路径>/camport_ros/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc

修改 Launch 配置

按照以下步骤，在 percipio.launch 文件中配置相机启动时加载的参数：

1. 执行以下命令，打开 percipio.launch 文件：

cd src/percipio_launch/launch/
gedit percipio.launch

2. 根据需要修改配置。

• 在 default 中指定 相机 SN：

<arg name="device_id" default="207000106930" />

小技巧

device_id 默认值为 #1，表示默认打开找到的第一个相机。

• 在 default 中设置左右灰度图像曝光完全同步开关：

<arg name="cmos-sync" default="true" />

• 在 default 中设置深度图和彩色图对齐开关：

<arg name="depth_registration" default="true" />

注解

只有同时打开彩色图和深度图后，此项使能开关才会生效。对于没有 RGB 组件的相机此设置无效。

Launch 可配置参数表

组件	参数名	描述
Device组件	device_id	相机序列号/相机IP
	gvsp_resend	网络重传
	cmos-sync	数据同步
	packet-delay	帧间延迟
	packet-size	传输包大小
	time-sync	对时功能
	NTP server IP	服务器IP
	device_reconnection	相机重连
Depth组件	depth_resolution	深度分辨率
	scale_unit	像素值的单位
ToF特性	tof_channel	调制频率
	tof_depth_quality	深度质量
	tof_filter_threshold	飞点滤波
	tof_modulation_threshold	激光调制光强
	tof_jitter_threshold	抖动过滤
	tof_hdr_ratio	高动态范围比
	tof_anti_sunlight_index	抗阳光参数
	tof_anti_interference	多机抗干扰
SGBM参数	sgbm_match_window_height	视差匹配窗口的高
	sgbm_match_window_width	视差匹配窗口的宽
	sgbm_disparity_num	视差搜索范围
	sgbm_disparity_offset	开始搜索的视差值
	sgbm_image_channel_number	用于深度计算的 IR 图像数量
	sgbm_semi_global_param_p1	相邻像素 (+/-1) 约束惩罚参数 P1
	sgbm_semi_global_param_p1_scale	相邻像素 (+/-1) 约束惩罚参数 P1_scale
	sgbm_semi_global_param_p2	周围像素约束惩罚参数 P2
	sgbm_enable_half_window_size	搜索滤波开关
	sgbm_uniqueness_factor_param	最优匹配点与次优匹配点的百分比
	uniqueness_min_absolute_diff	最优匹配点与次优匹配点差值的绝对值
	sgbm_enable_lrc_check	左右一致性检查开关
	sgbm_lrc_max_diff	左右一致性检查参数
	sgbm_enable_median_filter	中值滤波开关
	sgbm_median_filter_thresh	中值滤波值
Color组件	color_resolution	彩色分辨率

修改 Percipio.cfg 配置

Percipio.cfg 文件中的参数支持动态调节，修改 Percipio.cfg 参数最大值和最小值后，参见 运行 调出 rqt_reconfigure_Param 页面并进行调节。

1. 在软件包根目录下执行以下命令，打开 Percipio.cfg 文件。

   cd src/percipio_camera/cfg/
   gedit Percipio.cfg
   

   

2. 在 gen.add() 中设置参数的最小值和最大值。

   小技巧

   1. gen.add(name, type, level, description, default, min, max) 表示属性名称、类型、优先级、描述、默认值、最小值、最大值。

   2. 布尔类型的值必须写成 True 或 False （首字母大写）。

   注解

   1. 若不知道相机属性的最小值和最大值，可通过以下方式查看相机支持的组件和属性：

      • 可运行 SDK 示例程序 DumpAllFeatures，在列出的信息中查看相机支持的组件和属性。

      • 可运行 SDK 示例程序 DumpAllFeatures -d，在生成 fetch_config.xml 文件中查看相机支持的组件和属性。

   2. 以下参数的设置范围可自定义：

      • depth_speckle_filter：斑点滤波开关。斑点滤波用于过滤深度图中的小块斑点噪声。

      • max_speckle_size：斑点噪声的最大尺寸。尺寸大于该设定值的斑点被认为不是噪声。建议设置范围为 [10,3000]。

      • max_speckle_diff：同块斑点中相邻像素的最大深度差值。若相邻像素的深度差值大于该设定值，则认为该相邻像素属于两块斑点。建议设置范围为 [10,1500]。

      • data_skip：跳帧。例如，图漾发布节点实际是 30fps，ROS 接收节点只想接收 10fps，此时可将 data_skip 设置为 3。建议设置范围为 [0,20]。

      • z_scaling：深度图中像素值的单位。建议设置范围为 [0,8]。

      • use_device_time：默认设置为 True，表示使用相机内部时间戳；设置为 False 时，表示使用 ROS 的时间戳。

3. 执行以下命令，重新编译。编译后，Percipio.cfg 修改生效。

   catkin_make
   

Percipio.cfg 可配置参数表

参数名	类型	描述
laser_power	int	激光亮度
auto_exposure	bool	自动曝光时间控制
auto_exposure_p1_x	double	ROI起点x坐标
auto_exposure_p1_y	double	ROI起点y坐标
auto_exposure_p2_x	double	ROI终点x坐标
auto_exposure_p2_y	double	ROI终点y坐标
auto_white_balance	bool	自动白平衡
rgb_exposure_time	int	Color的曝光时间
rgb_analog_gain	int	Color的模拟增益
rgb_r_gain	int	Color数字增益R
rgb_g_gain	int	Color数字增益G
rgb_b_gain	int	Color数字增益B
rgb_aec_target_v	int	自动曝光目标亮度值
ir_exposure_time	int	IR的曝光时间
ir_analog_gain	int	IR的模拟增益
ir_gain	int	IR的增益
tof_hw_speckle_size	int	TM260硬件斑点噪声最大尺寸
tof_hw_speckle_diff	int	TM260-E1硬件同块斑点中相邻像素的最大深度差值
depth_speckle_filter	bool	降噪滤波开关
max_speckle_size	int	斑点噪声最大尺寸
max_speckle_diff	int	同块斑点中相邻噪声最大深度差值
data_skip	int	跳帧
z_scaling	double	Z值的缩放
use_device_time	bool	是否使用相机的时间戳

订阅

在开发包根目录下执行以下命令，订阅服务：

roslaunch percipio_launch percipio.launch

注解

运行过程中，请勿关闭该服务终端。

运行

1. 重新开一个终端，执行以下命令，运行 RViz：

   rosrun rviz rviz
   

2. 添加图像显示。

   1. 在页面左侧 Global Options 设置项中设置 “Fixed Frame” 为 “camera_depth_frame”。

      

   2. 添加深度图显示。

      1. 点击 add, 添加 “Camera”，命名为 Depth Camera。

         

      2. 在页面左侧新增的 Depth Camera 设置项中设置“Image Topic”为“/camera/depth/image”。

         

   3. 添加彩色图显示。

      1. 点击 add, 添加 “Camera”，命名为 Color Camera。

      2. 勾选在页面左侧新增的 Color Camera，并在设置项中设置“Image Topic”为“/camera/rgb/image”。

   4. 添加 IR 图显示。

      1. 点击 add, 添加 “Image”，命名为 IR Camera。

      2. 勾选在页面左侧新增的 IR Camera，并在设置项中设置“Image Topic”为“/camera/ir/image”。

   5. 添加点云图显示。

      注解

      DepthCloud 是输入深度图和内参给 ROS，ROS 内部通过 rgbd_launch 转换出来的点云。

      1. 点击 add, 添加 “DepthCloud”，命名为 Depth Cloud。

      2. 勾选在页面左侧新增的 Depth Cloud，并在设置项中设置“Depth Map Topic”为“/camera/depth/image”。

      注解

      PointCloud2 是输入点云数值给 ROS，ROS 显示出来的点云。

      1. 点击 add, 添加 “PointCloud2”，命名为 Point Cloud 2。

      2. 勾选在页面左侧新增的 Point Cloud 2，并在设置项中设置“Topic”为“/camera/PointCloud2”。

3. 根据成像情况，动态调试相机参数。

   执行以下命令，调出 rqt_reconfigure_Param 页面。选择 driver，并在页面中调节参数。

   rosrun rqt_reconfigure  rqt_reconfigure
   

   

多设备同时接入方案

1. 编辑 .launch 文件。

   参考 percipio.launch 文件，创建多个 .launch。每个 .launch 文件中 “camera” 和 “device_id” 配置成不同值。例如，要同时运行两个设备，创建两个 .launch 文件 percipio_camera1.launch 和 percipio_camera2.launch。

   percipio_camera1.launch 内容如下：

   <arg name="camera" default="camera1">
   ......
   <arg name="device_id" default="207000010443">
   ......
   

   percipio_camera2.launch 内容如下：

   <arg name="camera" default="camera2">
   ......
   <arg name="device_id" default="207000010113">
   ......
   

2. 在开发包根目录下执行以下命令，重新配置环境变量：

   source ./devel/setup.bash
   

3. 通过运行命令 roslaunch percipio_launch percipio_camera1.launch 打开序列号为 207000010443 的设备。

   通过运行命令 roslaunch percipio_launch percipio_camera2.launch 打开序列号为 207000010113 的设备。