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ROS探索总结（五十七）—— Rviz三维可视化平台

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2018年11月2日 22时45分
古月
古月

机器人系统中存在大量数据，这些数据在计算过程中往往都处于数据形态，比如图像数据中0~255的RGB值。但是这种数据形态的值往往不利于开发者去感受数据所描述的内容，所以常常需要将数据可视化显示，例如机器人模型的可视化、图像数据的可视化、地图数据的可视化等。

image

ROS针对机器人系统的可视化需求，为用户提供了一款显示多种数据的三维可视化平台——rviz。

rviz是一款三维可视化工具，很好的兼容了各种基于ROS软件框架的机器人平台。在rviz中，可以使用XML对机器人、周围物体等任何实物进行尺寸、质量、位置、材质、关节等属性的描述，并且在界面中呈现出来。同时，rviz还可以通过图形化的方式，实时显示机器人传感器的信息、机器人的运动状态、周围环境的变化等。

总而言之，rviz帮助开发者实现所有可监测信息的图形化显示，开发者也可以在rviz的控制界面下，通过按钮、滑动条、数值等方式，控制机器人的行为。

一、安装并运行rviz

rviz已经集成在桌面完整版的ROS系统当中，如果已经成功安装了桌面完整版的ROS，可以直接跳过这一步骤，否则，请使用如下命令进行安装： 

$ sudo apt-get install ros-kinetic-rviz

安装完成后，在终端中分别运行如下命令即可启动ROS系统和rviz平台：

$ roscore
$ rosrun rviz rviz

启动成功的rviz主界面如下图所示：

image

该界面主要包含以下几个部分：

    • 0 ：3D视图区，用于可视化显示数据，目前没有任何数据，所以显示黑色
    • 1 ：工具栏，提供视角控制、目标设置、发布地点等工具
    • 2 ：显示项列表，用于显示当前选择的显示插件，可以配置每个插件的属性
    • 3 ：视角设置区，可以选择多种观测视角
    • 4 ：时间显示区，显示当前的系统时间和ROS时间

rviz的运行已经没问题了，那么如何将数据在rviz中可视化显示呢？

二、数据可视化

进行数据可视化的前提当然是要有数据，假设需要可视化的数据以对应的消息类型发布，我们在rviz中使用相应的插件订阅该消息即可实现显示。

首先，需要添加显示数据的插件。点击rviz界面左侧下方的“Add”按键，rviz会将默认支持的所有数据类型的显示插件罗列出来，如下图所示：

image

在列表中选择需要的数据类型插件，然后在“DisplayName”里填入一个唯一的名称，用来识别显示的数据。例如显示两个激光传感器的数据，可以分别添加两个LaserScan类型的插件，命名为Laser_base和Laser_head进行显示。

添加完成后，rviz左侧的Dispaly中会列出已经添加的显示插件；点击插件列表前的加号，可以打开一个属性列表，根据需求设置属性。一般情况下，“Topic”属性较为重要，用来声明该显示插件所订阅的数据来源，如果订阅成功，在中间的显示区应该会出现可视化后的数据。

image

如果显示有问题，请检查属性区域的“Status”状态。Status有四种状态：OK、Warning、Error和Disabled，如果显示的状态不是OK，那么请查看错误信息，并详细检查数据发布是否正常。

image

三、插件扩展机制

rviz是一个三维可视化平台，默认可以显示下表所示的通用类型数据，其中包含坐标轴、摄像头图像、地图、激光等数据。

interface

但作为一个平台，rviz可以显示的数据不仅仅如此。rviz支持插件扩展机制，以上这些数据的显示都基于默认提供的相应插件。如果需要添加其他数据的显示，也可以通过编写插件的形式进行添加。关于rviz插件机制的使用，可参考以下链接：

ROS探索总结（三十四）——rviz plugin

我们甚至可以基于rviz打造一款自己的人机交互软件，例如下图所示是古月君针对机械臂控制开发的一系列基于rviz的插件，可以完成类似工业机器人示教器的功能：

image

原创文章，作者：古月，如若转载，请注明出处：古月居 https://www.guyuehome.com/2213
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评论列表（23条）

  • cwbzzz 2019年6月3日 下午4:35

    古月老师 请问这篇文章最后的那张图片，有两个表格，上方有彩色的方框，是如何显示出来的？

    • 古月 回复 cwbzzz 2019年6月4日 上午10:37

      那个是我们自己开发的rviz插件

    • cwbzzz 回复 古月 2019年6月19日 下午2:28

      rviz_plugin 添加panel是吧 谢谢老师

  • 梁同学 2019年2月19日 下午9:53

    古月老师你好，问一下，我用SolidWorks导出的urdf文件中，没有rviz的配置，然后出现Fixed Frame [map] does not exist。网上很多说可以直接roslaunch display.launch显示，试了很多次都不行。

    • 古月 回复 梁同学 2019年2月21日 上午11:48

      把rviz中的fix frame改一下，具体配置需要自己在rviz里Add添加显示插件

    • ysxix 回复 古月 2019年4月11日 下午6:58

      古月老师，我也使用了SolidWorks导出的urdf文件，使用 rviz 打开，修改了Frame 项,
      但现在没有模型显示出来,终端还提示流程已死亡的错误,请问这是什么情况

    • 古月 回复 ysxix 2019年4月15日 下午6:15

      看下错误提示，导出的urdf包里有bug需要修改的

    • ysxix 回复 梁同学 2019年4月11日 下午6:55

      你好，请问您用 用SolidWorks导出的urdf文件 ，使用rviz 显示出来了吗，我这里没有显示出来，提示流程死亡

  • zjy 2019年1月3日 下午8:43

    古月老师，用moveit控制机械臂时，每次Plan，rviz里会有动画效果，有没有办法能去掉这个动画效果呢？

    • zjy 回复 zjy 2019年1月4日 上午10:51

      还有一个问题，有什么办法可以取消机械臂和物体之间的碰撞检测，即让机械臂可以接触物体？

    • 古月 回复 zjy 2019年1月4日 上午11:57

      参考：http://docs.ros.org/kinetic/api/moveit_tutorials/html/doc/planning_scene_ros_api/planning_scene_ros_api_tutorial.html#the-entire-code

    • 古月 回复 zjy 2019年1月4日 上午11:51

      有，rviz左侧motionplanning插件的配置树中有相关的勾选项

    • zjy 回复 古月 2019年1月4日 下午1:39

      不好意思，可能我没有表达清楚我的意思，我知道Moveit里有一个attach函数能将物体附着在机械臂上，表明物体对于某个机械臂是可接触的。我现在是这样的情况，我有多个机械臂，我现在想要取消某个机械臂对环境的碰撞检测，即机械臂在环境中碰到任何物体时他都不会检测到碰撞，或者说我添加一个物体，让任何机械臂都不会将这个物体视为障碍物，有没有办法实现呢？

    • 古月 回复 zjy 2019年1月7日 上午10:01

      这个我不确定，google搜吧

    • 烟消云散 回复 古月 2019年1月7日 下午3:32

      这个问题我也想知道，但是我在左侧motionplanning里没找到呀？请问一下古月大神在哪里呀？

  • 烟消云散 2018年11月15日 上午10:14

    古月老师你好，我打开rviz时终端报错
    [ INFO] [1542248032.223174595]: rviz version 1.12.15
    [ INFO] [1542248032.223223482]: compiled against Qt version 5.5.1
    [ INFO] [1542248032.223250413]: compiled against OGRE version 1.9.0 (Ghadamon)
    [ INFO] [1542248032.681153296]: Stereo is NOT SUPPORTED
    [ INFO] [1542248032.681271480]: OpenGl version: 4.5 (GLSL 4.5).
    段错误 (核心已转储)
    我上网试了各种方法都没有用，包括update，卸载重装rviz等等，请问您见过这种问题吗？

    • 古月 回复 烟消云散 2018年11月20日 下午1:34

      这个问题不太确定，有可能是依赖库的版本问题，可以实现重新安装ros

  • 花酱 2018年11月13日 下午2:48

    古老师您好，想请问您一下机械臂模型在rviz中可以打开，怎么在gazebo中打开呢？

    • 古月 回复 花酱 2018年11月14日 下午8:22

      模型是一样的，使用gazebo的时候有一个功能节点加载一下就行了，可以参考《ROS机器人开发实践》的源码，或者任意一本ROS的书里应该都有相关的内容

  • xiaohong 2018年11月7日 下午4:53

    古月老师您好，想请问一下您基于rviz开发的人机交互软件，有没有更详细的参考资料啊？我现在也需要基于自己机器人模型开发一款仿真展示软件，想基于rviz开发，但是这方面的资料没有找到太多哎~

    • 古月 回复 xiaohong 2018年11月12日 下午8:18

      这方面资料比较少，可以参考：http://www.guyuehome.com/945

  • 邹 2018年11月5日 下午2:42

    古月老师你好，问一下moveit有没有计算机械臂工作空间（机械臂运动范围）的方法并在rviz里显示？

    • 古月 回复 邹 2018年11月6日 下午7:48

      就我已知范围内是没有的