机器人系统ros2-开发学习实践16-RViz 用户指南

RViz 是 ROS（Robot Operating System）中的一个强大的 3D
可视化工具，用于可视化机器人模型、传感器数据、路径规划等。以下是RViz用户指南，帮助你了解如何使用RViz来进行机器人开发和调试。

启动可视化工具

ros2 run rviz2 rviz2
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当 RViz 首次启动时，您将看到此窗口：

中间的大黑窗口是 3D 视图（因为什么都看不到所以是空的）。左边是显示列表，它会显示您已加载的所有显示。目前它只包含全局选项和网格，我们稍后会讲到。右边是其他一些面板，如下所述。

显示器

显示器是在 3D 世界中绘制某些内容的东西，并且可能在显示器列表中提供一些选项。例如点云、机器人状态等。

添加新显示器

要添加显示，请单击底部的添加按钮：

这将弹出新的显示对话框：

顶部的列表包含显示类型。类型详细说明了此显示将可视化哪种数据。中间的文本框提供了所选显示类型的描述。最后，您必须为显示指定一个唯一的名称。例如，如果您的机器人上有两个激光扫描仪，您可以创建两个名为“激光底座”和“激光头”的显示器。Laser Scan

显示属性

显示状态

每个显示都有自己的状态，以帮助您了解一切是否正常。状态可以是：OK、、或。状态在显示标题的背景颜色中指示，也可以在状态类别中看到，如果显示已展开，您可以查看Warning：ErrorDisabled

类别Status还扩展以显示特定状态信息。此信息对于不同的显示器是不同的，并且消息应该是不言自明的。

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内置显示类型

配置

不同的显示器配置通常适用于可视化器的不同用途。例如，对完整 PR2 有用的配置不一定对测试车有用。为此，可视化器允许您加载和保存不同的配置。

配置包含：

• 显示器 + 其属性

• 工具属性

• 3D 可视化的视点和设置

视图面板

可视化器中有许多不同类型的相机可供选择。

相机类型包括不同的相机控制方式和不同类型的投影（正交与透视）。

轨道相机（默认）

轨道摄像机只是围绕焦点旋转，同时始终注视该点。移动摄像机时，焦点会显示为一个小圆盘：

控制：

• 鼠标左键：单击并拖动以围绕焦点旋转。

• 鼠标中键：单击并拖动可在由相机的上和右向量形成的平面中移动焦点。移动的距离取决于焦点 - 如果焦点上有一个物体，并且您单击该物体的上方，该物体将停留在鼠标下方。

• 鼠标右键：单击并拖动以放大/缩小焦点。向上拖动放大，向下拖动缩小。

• 滚轮：放大/缩小焦点

FPS（第一人称）相机

FPS 相机是第一人称相机，因此它会旋转，就像您用头部看一样。

控制：

• 鼠标左键：单击并拖动以旋转。按住 Control 键并单击以拾取鼠标下方的对象并直接查看它。

• 鼠标中键：单击并拖动以沿着相机的上下矢量形成的平面移动。

• 鼠标右键：单击并拖动以沿相机的前向矢量移动。向上拖动向前移动，向下拖动向后移动。

• 滚轮：向前/向后移动。

自上而下的正交

自上而下的正交相机始终沿 Z 轴（在机器人框架中）向下看，并且是正交视图，这意味着物体不会随着距离变远而变小。

控制：

• 鼠标左键：单击并拖动以绕 Z 轴旋转。

• 鼠标中键：单击并拖动可沿 XY 平面移动相机。

• 鼠标右键：单击并拖动以放大图像。

• 滚轮：缩放图像。

XY 轨道

与轨道相机相同，焦点限制在 XY 平面内。

控制：

• 参见轨道相机。

第三人称跟随者

相机保持朝向目标框架的恒定视角。与 XY 轨道相反，如果目标框架偏航，相机就会转动。例如，如果您正在对有角落的走廊进行 3D 映射，这可能会很方便。

控制：

• 参见轨道相机。

自定义视图

视图面板还允许您创建不同的命名视图，这些视图会被保存并可在其中切换。视图由目标框架、相机类型和相机姿势组成。您可以通过单击视图面板的“保存”按钮来保存视图。

配置选项解释

Current View：
当前选定的视图类型及其配置参数。以下是Orbit视图的具体参数说明：

• Near Clip Distance: 最近裁剪距离，表示相机能看到的最近距离。默认值为0.01。
• Invert Z Axis: 反转Z轴。选中此选项会使Z轴向下。
• Target Frame: 目标框架，视图将相对于该框架进行渲染。通常设置为。
• Distance: 相机与焦点之间的距离。默认值为10。
• Focal Shape Size: 焦点形状的大小。默认值为0.05。
• Focal Shape Fixed Size: 焦点形状固定大小。选中此选项将使焦点形状始终保持相同大小。
• Yaw: 水平旋转角度，表示绕垂直轴的旋转。
• Pitch: 垂直旋转角度，表示绕水平轴的旋转。
• Focal Point: 焦点坐标，表示相机将围绕的中心点。默认值为0; 0; 0。

坐标系

RViz 使用 tf 变换系统将数据从其到达的坐标系转换为全局参考系。在可视化工具中，有两个坐标系很重要，即目标坐标系和固定坐标系。

固定框架

这两个框架中最重要的是固定框架。固定框架是用来表示框架的参考框架world。这通常是map、 或world或类似的东西，但也可以是，例如，你的里程计框架。

如果错误地将固定框架设置为机器人的底座，那么机器人曾经见过的所有物体都会出现在机器人前方，位于相对于检测到它们的机器人的位置。为了获得正确的结果，固定框架不应相对于世界移动。

如果改变固定框架，所有当前显示的数据都会被清除，而不是重新转换。

目标框架

目标坐标系是相机视图的参考坐标系。例如，如果您的目标坐标系是地图，您将看到机器人在地图上行驶。如果您的目标坐标系是机器人的底座，机器人将保持在同一位置，而其他所有物体都相对于它移动。

工具

可视化工具的工具栏上有许多工具可供使用。以下部分将简要介绍这些工具。您可以在“帮助”->“显示帮助面板”下找到更多信息。

2D 姿态估计

此工具可让您设置初始姿势以播种定位系统（在initialposeROS 主题上发送）。单击地面上的某个位置并拖动以选择方向。可以在面板中更改输出主题。Tool Properties

此工具与导航堆栈配合使用。

键盘快捷键：p

2D 导航目标

此工具可让您设置 ROS 主题上发送的目标goal_pose。单击地面上的某个位置并拖动以选择方向。可以在面板中更改输出主题。Tool Properties

此工具与导航堆栈配合使用。

键盘快捷键：g

发布点

发布点工具可让您在可视化工具中选择一个对象，然后该工具将根据框架发布该点的坐标。结果显示在底部，就像测量工具一样，但也发布在主题上clicked_point。

键盘快捷键：u

时间

在模拟器中运行时，“时间”面板非常有用，因为它允许您查看已过去的 ROS 时间，以及已过去的（即实际）时间。时间面板还允许您重置可视化工具的内部时间状态，这将重置所有显示以及 tf 的内部数据缓存。Wall Clock

如果您没有在模拟中运行，时间面板几乎毫无用处。在大多数情况下，它可以关闭，您可能甚至不会注意到（除了为 rviz
的其余部分留出更多的屏幕空间）。