从零实现vins-mono+fast-planner+M100无人机实验在现实场景中的应用

荒凉一梦 提交于 2020-11-09 09:53:54

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最近由于科研的需要,要将VINS-mono与fast-planner结合并最终应用给到无人机中。下面记录实现的过程:

本人的设备:
Ubuntu 16.04系统,Intel realsense D435i相机,VINS-mono算法,fast-planner算法,DJI M100无人机。

1.用自己的摄像头D435i跑通vins-mono

实现过程参考:
从零开始使用Realsense D435i运行VINS-Mono

2.跑通fast-planner

参考我另一篇博客:
Fast-Planner安装、环境配置以及问题解决

3.VINS-mono与fast-planner结合

本节需要做的就是把VINS-mono输出的odometry话题和D435i相机发布的深度图像话题发布给fast-planner作为其里程计信息和深度图像信息的输入。

3.1 修改fast-planner的launch文件

打开fast-planner中的kino_replan.launch文件(路径为/home/acl/fast-planer_ws/src/Fast-Planner/fast_planner/plan_manage/launch其中acl为我的用户名,fast-planer_ws为我存放fast-planner的工作空间):
step 1:
<arg name="odom_topic" value="/state_ukf/odom" />
改为 <arg name="odom_topic" value="/vins_wstimator/odometry" />
此为里程计信息输入话题,原版是/state_ukf/ofom,将其改为我的vins-mono的输出里程计的话题,即/vins_wstimator/odometry。
step 2:
<arg name="depth_topic" value="/pcl_render_node/depthdi"/>
改为 <arg name="depth_topic" value="/camera/depth/image_rect_raw"/>
此为深度图像信息话题,原版是/pcl_render_node/cloud,将其改为我使用的D435i相机发布的深度信息话题,即/camera/depth/image_rect_raw。







3.2 使用VINS-mono运行fast-planner

step 1:用D435i运行VINS-mono
打开第一个终端:

cd catkin_ws
source devel/setup.bash 
roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch

打开第二个终端:

cd catkin_ws
source devel/setup.bash 
roslaunch vins_estimator realsense_color.launch 

打开第三个终端:

cd catkin_ws
source devel/setup.bash 
roslaunch vins_estimator vins_rviz.launch

此时会发现vins-mono在D435i下的画面,晃动相机使其初始化完成。
step 2:运行fast-planner
打开第四个终端:

cd fast-planer_ws/
source devel/setup.bash
roslaunch plan_manage rviz.launch

如果此时发现,打开fast-planner的rviz后,VINS-mono的rviz被杀死,出现此问题的原因及解决办法见我另一篇博客:

解决同时启动两个rviz发生冲突的问题
然后打开第五个终端:

cd fast-planer_ws/
source devel/setup.bash
roslaunch plan_manage kino_replan.launch

step 3:修改fast-planner地图
在fast-planner的rviz中,点击左侧的Mapping的+号,将simulation_map取消勾选,将real_map勾选。
此时就能看到fast-planner在VINS-mono加持下的运行结果。如下图:

在这里插入图片描述
图中带颜色的圆柱形就是真实地图中的障碍物了。
自此已经实现了VINS-mono+fast-planner的组合,下一步就是将其应用在无人机上。

4.将VINS-mono+fast-planner应用的无人机上

首先附上fast-planner的节点框架图。从节点框架图中,所有节点和话题之间的关系都一目了然。
在打开fast-planner之后,重新打开一个终端运行:

rosrun rqt_graph rqt_graph

在这里插入图片描述
从红框中的部分可以看出fast_planner_node将/planning/replan话题发布给/traj_sever节点,traj_sever节点将/planning/pos_cmd发送给仿真控制器so3_cmd节点,so3cmd节点将控制指令/so3_cmd话题发送给无人机。

总结:
fast-planner输出的话题既有轨迹又有对无人机的控制命令,具体需要使用哪个话题需要根据你自己的无人机控制器及自己的项目需求去确定。

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