[ROS] 多传感器卡尔曼融合框架 Ethzasl MSF Framework 编译与使用

framesetup
多传感器融合是机器人导航上面一个非常基本的问题,通常在一个稳定可用的机器人系统中,会使用视觉(RGB或RGBD)、激光、IMU、马盘等一系列传感器的数据来最终输出一个稳定和不易丢失的姿态。Ethzasl MSF Framework 是一个机器人上面的多传感器融合框架,它使用了扩展卡尔曼的原理对多传感器进行融合。同时内部使用了很多工程上的 trick 解决多传感器的刷新率同步等问题,API 封装也相对简单,非常适合新手使用。

0、系统环境:
Ubuntu 14.04.3
ROS indigo

1、新建 MSF 工作目录:
在命令行执行如下命令:

退出 src 目录到 PATH_TO_MSF 根目录下,编译生成 ROS 工程文件:

后面我们将这个新建的 MSF 路径称为 PATH_TO_MSF。

2、下载依赖库和 Ethzasl MSF Framework:
进入 PATH_TO_MSF/src 目录。

在此目录下载所有依赖库和 MSF 框架。

1)下载 glog:

2)下载 catkin_simple:

3)下载 asctec_mav_framework:

4)最后下载 Ethzasl MSF Framework 框架源代码:

3、编译 ROS 工程:
1)设置环境:
退出 src 目录,进入 PATH_TO_MSF 目录。在命令行中使用如下命令设置当前窗口的编译环境:

2)再次编译整个工程:

中间可能会出现很多 warning,不过最后如果能够 100% 完成 built target 就成功了。

4、运行例子: MSF Viconpos Sensor Framework(使用 ROS Bag):
官方的例子使用了 Vicon 的设备进行 6ROF 的姿态估计,这个传感器很专业,但是我们一般没有。这里面我们使用官方提供的一个 bag 文件来进行模拟。

1)首先从 ros 网站下载 Vicon 的数据集:

这个数据包有 3.8 MB 左右,如果速度慢的可以下载我百度网盘的文件:
http://pan.baidu.com/s/1eShq7lg

我这里将其放置在 PATH_TO_MSF/data 目录下面。

2)修改 src/ethzasl_msf/msf_updates/viconpos_sensor_fix.yaml 文件:
将其中所有的:

替换为:

找到:

修改成:

3)修改 src/ethzasl_msf/msf_updates/launch/viconpos_sensor.launch 文件:
找到:

在这一行的前面加入两行 remap 操作,将传感器的 topic 与引擎的 topic 对应上:

找到:

在其之后添加(这一步是初始化卡尔曼滤波器的,非常重要):

4)启动 ros 内核:
在一个窗口打开 roscore:

5)启动 MSF pose_sensor 节点:
快捷键 Ctrl + Alt + T 新建窗口,在 PATH_TO_MSF 目录下执行如下命令打开 pose_sensor 节点:

6)打开动态配置参数功能(可选):
快捷键 Ctrl + Alt + T 新建窗口,执行如下命令打开动态配置功能:

可以看到如下窗口,在窗口中选中 msf_viconpos_sensor 下面菜单:
2016-07-25 14:53:50屏幕截图

在菜单中即可动态设置参数。

7)播放 vicon 的 bag 文件:
快捷键 Ctrl + Alt + T 新建窗口,在 PATH_TO_MSF 目录下执行如下命令:

这一行命令是暂停并从第 25s 后开始播放 bag 文件,文档中说这是为了等待 MAV 硬件系统站稳并处于非观察模式(不理解)。

总之,如果你准备好运行了,就可以开始点击空格键进行数据播放了,播放的数据大约剩余 86s 左右。

切换到 MSF pose_sensor 节点的窗口,如果你看到输出类似如下的窗口,就是表示系统运行成功了:
2016-07-26 11:42:07屏幕截图

5、数据模拟:
刚才跑成功了数据融合节点,但是并没有任何可视化的输出可以给我们看到。ethzasl msf 提供了一些脚本来进行数据模拟的功能,可以让我们更直观地看到结果。

1)修改 src/ethzasl_msf/msf_core/scripts/plot_relevant 文件:
找到:

修改成:

2)启动 plot_relevant 脚本:
快捷键 Ctrl + Alt + T 新建窗口,在 PATH_TO_MSF 目录下执行如下命令打开 plot_relevant 脚本:

另外也可以直接在命令行运行:

如果一切正常,即可看到如下曲线绘制,这样就表示成功运行起来了:

2016-07-26 11:07:30屏幕截图

参考文献:
[1] http://wiki.ros.org/ethzasl_sensor_fusion/Tutorials/Introductory%20Tutorial%20for%20Multi-Sensor%20Fusion%20Framework

  • 该日志由 于2016年07月26日发表在 ROS, SLAM 分类下, 通告目前不可用,你可以至底部留下评论。
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  • 15 thoughts on “[ROS] 多传感器卡尔曼融合框架 Ethzasl MSF Framework 编译与使用

    1. 郑寒说道:

      您好,请问我总是在编译时85%出错:
      [ 85%] Completed ‘glog_src’
      [ 85%] Built target glog_src
      Linking CXX executable /home/zhenghan/MSF/devel/lib/asctec_hl_gps/gps_conversion_node
      [ 85%] Built target gps_conversion_node
      make: *** [all] 错误 2
      Invoking “make -j4 -l4” failed
      是什么原因,该怎么解决呢?谢谢!

      1. 说道:

        使用我的那个包也有问题吗?我的确没遇到。如果不行可以试试改成单线程编译价格 -j1 之类的

    2. 匿名说道:

      make[2]: *** 没有规则可以创建“/home/blue/MSF/devel/lib/libmsf_core.so”需要的目标“/home/blue/MSF/devel/lib/libglog.so”。 停止。
      请问有人遇到过这么问题么?

    3. WangZihui说道:

      有人在编译到时候遇到这种情况吗?下载不了?
      ####
      #### Running command: “make -j4 -l4” in “/home/wangzihui/MSF/build”
      ####
      [ 0%] Built target std_msgs_generate_messages_py
      [ 1%] Built target msf_timing
      [ 1%] Built target geometry_msgs_generate_messages_py
      [ 2%] Performing download step (download, verify and extract) for ‘glog_src’
      — downloading…
      src=’https://github.com/google/glog/archive/v0.3.5.zip’
      dst=’/home/wangzihui/MSF/build/glog_catkin/glog_src-prefix/src/v0.3.5.zip’
      timeout=’none’
      CMake Error at glog_src-stamp/download-glog_src.cmake:21 (message):
      error: downloading ‘https://github.com/googe/glog/archive/v0.3.5.zip’
      failed

    4. 匿名说道:

      请问遇到这种情况该怎么办呢?
      #### Running command: “make -j4 -l4” in “/home/wangzihui/MSF/build”
      ####
      [ 1%] Performing download step (download, verify and extract) for ‘glog_src’
      [ 2%] Built target std_msgs_generate_messages_py
      [ 2%] Built target msf_timing
      — downloading…
      src=’https://github.com/google/glog/archive/v0.3.5.zip’
      dst=’/home/wangzihui/MSF/build/glog_catkin/glog_src-prefix/src/v0.3.5.zip’
      [ 2%] Built target geometry_msgs_generate_messages_py
      timeout=’none’
      CMake Error at glog_src-stamp/download-glog_src.cmake:21 (message):
      error: downloading ‘https://github.com/google/glog/archive/v0.3.5.zip’
      failed

      status_code: 1
      status_string: “Unsupported protocol”
      log: Protocol “https” not supported or disabled in libcurl

      Closing connection -1

    5. tangtang说道:

      CMake Error at /usr/share/catkin/cmake/catkinConfig.cmake:75 (find_package):
      Could not find a package configuration file provided by
      “message_generation” with any of the following names:

      message_generationConfig.cmake
      message_generation-config.cmake

      Add the installation prefix of “message_generation” to CMAKE_PREFIX_PATH or
      set “message_generation_DIR” to a directory containing one of the above
      files. If “message_generation” provides a separate development package or
      SDK, be sure it has been installed.
      Call Stack (most recent call first):
      asctec_mav_framework/asctec_hl_comm/CMakeLists.txt:4 (find_package)

      — Configuring incomplete, errors occurred!
      See also “/home/tang/Documents/MSF/build/CMakeFiles/CMakeOutput.log”.
      See also “/home/tang/Documents/MSF/build/CMakeFiles/CMakeError.log”.
      Makefile:304: recipe for target ‘cmake_check_build_system’ failed
      make: *** [cmake_check_build_system] Error 1
      Invoking “make cmake_check_build_system” failed
      请问这个该怎么解决呢?

    6. 匿名说道:

      Project ‘msf_core’ tried to find library ‘glog’. The library is neither a
      target nor built/installed properly. Did you compile project
      ‘glog_catkin’? Did you find_package() it before the subdirectory containing
      its code is included?

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