ROS 2边学边练（50）-- RViz使用指南

前言

        RViz是一款针对ROS框架的3D可视化工具，此文简单介绍一些关于RViz工具的使用操作。

动动手

        安装请参考前期文章（安装完整版ROS）。

启动

        先来配置下环境。

$source /opt/ros/iron/setup.bash

        再来启动。

$ros2 run rviz2 rviz2

        中间的黑色区域就是3D模型展示窗口，左侧是显示加载的内容列表。右侧是其它面板（对加载内容的一些解释内容）。

显示

        显示是在三维世界中绘制某些内容的东西，并且可能在显示列表中有一些可用选项。一个例子是点云、机器人状态等。

增加显示项

        可以通过窗口偏左下角的“Add”按钮添加一个显示项：

 它会弹出如下选择界面：

        顶部的列表包含显示类型。该类型详细说明了此显示将显示的数据类型。中间的文本框给出了所选显示类型的说明。最后，我们必须为显示器指定一个唯一的名称（一般会有默认名称，当有多个时，需手动修改，防止重名）。例如，如果机器人上有两个激光扫描仪，可以创建两个名为“激光底座”和“激光头”的激光扫描显示器。 

显示属性

        每个显示项都有其属性列表，比如：

显示状态

        每个显示项都有其当前状态，从而可以帮助我们知道其是否正常或异常。有四种状态：OK、Warning、Error、和Disabled。它们会以不同颜色来展示，以提醒大家注意当前状态，如红色代表的一般是不好的状态，绿色代表正常：

上图在每个显示项的下面也有对应的一个Status项，描述了状态情况。

内置显示项类型

        通过Add按钮，我们可以看到如下内置的显示项类型：

配置

        不同的显示配置通常对可视化器的不同用途很有用。例如，一个对完整PR2有用的配置对测试车来说不一定有用。为此，可视化器允许您加载和保存不同的配置。

        一个配置包括：

• 显示项+对应属性
• 工具属性
• 3D可视化的视点和设置

视图面板

        可视化工具中有许多不同的相机类型。

        相机类型包括控制相机的不同方式和不同类型的投影（正交与透视）。

轨道相机

        轨道相机只是围绕一个焦点旋转，同时总是看着那个点。移动相机时，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：单击并拖动以在由相机的上方向和右方向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，你点击它的顶部，它就会停留在你的鼠标下面。
• 鼠标右键：单击并拖动以放大/缩小焦点。向上拖动可放大，向下拖动可缩小。
• 鼠标滚轮：放大/缩小焦点。

FPS(第一人称视角)相机

        FPS相机是第一人称相机，如同相机安装在你的眼睛里看周围的情况一样。

控制：

• 鼠标左键：单击并拖动以旋转。控件单击以拾取鼠标下的对象并直接查看它。
• 鼠标中键：单击并拖动以沿相机的上方向和右方向向量形成的平面移动。
• 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。
• 鼠标滚轮：向前/后移动。

上下正交

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

控制：

• 鼠标左键：单击并拖动以围绕Z轴旋转。
• 鼠标中键：单击并拖动以沿XY平面移动相机。
• 鼠标右键：单击并拖动以缩放图像。
• 鼠标滚轮：缩放图像。

XY动态观察

        与轨道相机相同，焦点限制在XY平面上。

控制：同轨道相机。

第三人称追随者

        相机保持朝向目标帧的恒定视角。与XY动态观察相反，如果目标帧偏转，则相机会跟着转动。例如，如果你正在对带有角落的走廊进行3D映射，这可能会很方便。

控制：同轨道相机。

自定义视图

        视图面板还允许我们创建不同的命名视图，这些视图将被保存并可以在其间切换。视图由目标帧、相机类型和相机位姿组成。单击视图面板的“保存”按钮可以保存视图。

视图包括：

• 控制器类型视图
• 配置（位置、方向等；每种视图控制器类型可能不同。）视图
• 目标帧

        视图是按用户保存的，而不是保存在配置文件中。

坐标系

        RViz使用tf变换系统将数据从其到达的坐标系变换为全局参考系。在可视化工具中，有两个重要的坐标系需要了解，即目标坐标系和固定坐标系。

固定坐标系

        这两个坐标系中更重要的是固定坐标系。固定坐标系是用于表示世界（world）坐标系的参考坐标系。这通常是地图（map）、世界（world）或类似的东西，但也可以是，例如，你的里程计坐标系。

        如果固定坐标系被错误地设置为，例如，机器人的底座，那么机器人所见过的所有物体都将出现在机器人的前面，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，固定坐标系不应相对于世界移动。

        如果更改固定坐标系，则当前显示的所有数据都将被清除，而不是重新转换。

目标坐标系

        目标坐标系是相机视图的参考坐标系。例如，如果你的目标坐标系是地图，你会看到机器人在地图周围行驶。如果你的目标坐标系是机器人的底座，那么当其他物体相对于它移动时，机器人会停留在同一个地方。

工具

        可视化工具有许多工具可以在工具栏上使用。以下各节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。

互动

        该工具允许您与可视化环境进行交互。您可以单击对象，然后根据它们的特性简单地选择它们，移动它们等等。

快捷键：i

移动相机

        “移动相机”工具是默认工具。选择此选项并在三维视图内部单击时，视点会根据在“视图”面板中选择的选项和相机类型而更改。详细信息，请参阅上一节“视图面板”。

快捷键：m

选择

        使用“选择”工具可以选择三维视图中显示的项目。它支持单点选择以及单击/拖动框选择。可以使用Shift键将其添加到选择中，也可以使用Ctrl键将其从选择中删除。如果要在选择时移动相机而不切换回“移动相机”工具，可以按住Alt键。f键将使相机聚焦在当前选择上。

快捷键：s

测量

        使用测量工具，我们可以在可视化工具中测量到点之间的距离。激活工具后的第一次点击将设置测量的起点，第二次点击将设定测量的终点。由此产生的距离将显示在RViz窗口的底部。但请注意，测量工具仅适用于可视化工具中实际渲染的对象，不能在空白区域使用。

快捷键：n

2D位姿估计

        该工具允许我们设置初始位姿来为定位系统播种（在初始位姿ROS主题上发送）。单击地平面上的某个位置，然后拖动以选择方向。输出主题可以在“工具特性”面板中更改。

此工具适用于导航堆栈。

快捷键：p

2D导航目标

        此工具允许我们设置在goal_pose ROS主题上发送的目标。单击地平面上的某个位置，然后拖动以选择方向。输出主题可以在“工具特性”面板中更改。

此工具适用于导航堆栈。

快捷键：g

发布点

        通过发布点工具，我们可以在可视化工具中选择一个对象，该工具将基于帧发布该点的坐标。结果显示在底部，与测量工具类似，但也发布在clicked_point主题上。

快捷键：u

时间

        “时间”面板在模拟器中运行时非常有用，因为它可以让我们查看经过了多少ROS时间，以及经过了多少Wall Clock（又名实时）时间。时间面板还允许我们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。

如果不是在模拟中运行，时间面板基本上是无用的。在大多数情况下，它可以关闭，我们可能甚至不会注意到（除了在rviz的其余部分有更多的屏幕空间）。

本篇完。