ROS学习笔记之——VICON的使用

Posted 2021-12-04 gwpscut

最近要测量定位算法的精度，打算用vicon来提供ground truth

入门

vicon其实就相当于一个传感器，在机载电脑上安装VICON-ROS包，这个包就相当于驱动接收来自VICON的数据

在机载电脑上编译（需要用cm编译）

编译完了之后，就只需要修改 /ws_vicon/src/viconros/launch/unit.launch 文件里面的值就可以使用 viconros pkg 了然后根据 viconros使用说明.pdf 的提示，修改 unit.launch 文件里面的值。如下所示：

<?xml version="1.0"?>
<launch>
  <node  pkg="viconros" type="viconros" name="viconros" output="screen" ns="turtlebot2">
    <!-- <remap from="/pengrui/viconros/mocap/pos" to="/mavros/vision_pose/pose"/>  -->
    <param name="vicon_host_name" value="192.168.50.74:801"/>
    <param name="modelsegment_name" value="turtlebot2"/>
  </node>

  <!-- 192.168.50.74:801 value 是vicon 主机的ip地址，然后冒号之后的端口号 = 801 -->
 
  <!-- <node  pkg="viconros" type="viconros" name="viconros" output="screen" ns="pr_object_1">
    <remap from="/pr_object_1/viconros/mocap/pos" to="/pr_object_1/pose"/> 
    <param name="vicon_host_name" value="192.168.50.74:801"/>
    <param name="modelsegment_name" value="pr_object_1"/>
  </node>

  <node  pkg="viconros" type="viconros" name="viconros" output="screen" ns="pr_object_2">
    <remap from="/pr_object_2/viconros/mocap/pos" to="/pr_object_2/pose"/> 
    <param name="vicon_host_name" value="192.168.50.74:801"/>
    <param name="modelsegment_name" value="pr_object_2"/>
  </node>

  <node  pkg="viconros" type="viconros" name="viconros" output="screen" ns="pr_object_3">
    <remap from="/pr_object_3/viconros/mocap/pos" to="/pr_object_3/pose"/> 
    <param name="vicon_host_name" value="192.168.50.74:801"/>
    <param name="modelsegment_name" value="pr_object_3"/>
  </node> -->


</launch>

保存文件之后 roslaunch viconros unit.launch 就可以收到信息了

topic 的命名方式是 "objectname"/viconros/mocap/(acc OR pos OR vel)，示例如下：

$ rostopic list
/calibrationstick/viconros/mocap/acc  
/calibrationstick/viconros/mocap/pos  
/calibrationstick/viconros/mocap/vel 

如果有多个object，就在launch 文件里面多调几次node，然后每段node 的launch 都是一样地改三个地方。

VICON的原理：相机发射红外线到无人机上的反射球上，得到测距距离，通过多相机标定计算反射球的空间位置

相机连接方式：一共14个相机（顺时针排序）全部用网线连接到总交换机上

软件使用

Vicon-tracker，每次装完该软件第一次要用licsence激活

在vicon-tracker里选择“camera”栏可以调节相机的基本参数

在vicon-tracker里选定单个相机->对应相机的LED灯会加一圈紫色

相机状态正常：镜头旁边的LED灯显示绿色

判断vicon相机对单个反射球的检测质量：

中间为白色，周围最外面一圈为灰色（逐渐变暗）-> 此时检测质量最佳
调节相机光圈大->造成检测效果过白，光圈小->过暗

反射球能选大的就尽量选大的，除非物理上有干涉（放不下）才选小尺寸的

vicon的频率：100hz～330hz

在机器人上贴球时尽量不要对称，每个无人机的贴法不要一致。如下图所示

VICON相机标定

1. 在标定时尽量把所有反光物体移开，当然包括所有反射球
2. 如果遇到实在无法移走的反光区域，可用Mask Calibration模式手动覆盖该区域，但是该区域也不会被纳入VICON工作范围，所以不能mask太多的区域
3. 标定过程：

（a）打开标定杆，中间有按钮分别显示“开关-电量-强度”

（b）点击vicon-tracker里的calibration，开始标定，此时所有相机的LED会闪烁

（c）走进vicon场，一边走动一边挥动标定杆

（d）直到所有相机LED变绿，说明标定完成，查看标定误差error < 0.3mm即可

（e）将标定杆放置在合适的地方，回到vicon-tracker设置原点origin，标定完成

标定完成之后检测标定效果：在vicon场里放入装有反射球的无人机，点击单独一个球可以看到该球和所有相机都有实时的连线

VICON发布的topic

pose

• topic name: /object/viconros/mocap/pos
• topic type: geometry_msgs/PoseStamped
• messages: position, orientation

velocity

• topic name: /object/viconros/mocap/vel
• topic type: geometry_msgs/TwistStamped
• messages: linear velocity, angular velocity

acceleration

• topic name: /object/viconros/mocap/acc
• topic type: geometry_msgs/TwistStamped
• messages: linear acceleration, angular acceleration

实验测试

参考资料