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Realsense d435i驱动安装、配置及校准

2023-05-16

写在前面
本文是在ubuntu20.04下安装，其它版本大同小异。可能出现的问题，主要由各自安装相关库版本不一致导致，故问题不一，但一般很好解决，正常情况下不会出现。

Intel Realsense 深度摄像头D435i将D435强大的深度感知能力和惯性测量单元(IMU)结合起来，可满足RGBD、单目、双目slam研究与实战。本文介绍D435i相关工具安装、配置及校准，也是实战slam算法的前提，不可缺少的部分。实物如图所示：
在这里插入图片描述

一、工具安装

D435i工具包括，Intel Realsense SDK2.0 和realsense-ros。

1.Intel Realsense SDK2.0
(1)下载源码
  • git clone https://github.com/IntelRealSense/librealsense.git
  • cd librealsense
(2)安装依赖
  • sudo apt-get install libudev-dev pkg-config libgtk-3-dev
  • sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev pkg-config
  • sudo apt-get install libglfw3-dev
  • sudo apt-get install libssl-dev
(3)添加权限
  • sudo cp config/99-realsense-libusb.rules /etc/udev/rulesgger
  • sudo udevadm control --reload-rules && udevadm trigger
(4)编译、安装
  • mkdir build
  • cd build
  • cmake …
  • make
  • sudo make install
(5)测试
  • cd examples/capture
  • ./rs-capture

或者

  • realsense-viewer

安装成功后，sdk界面显示如下
在这里插入图片描述

注：使用USB3.0接口。

2.安装realsense-ros

因后续需要使用ros进行双目、imu数据发布，因此需要安装realsense-ros。

(1)创建工作空间、下载源码及编译
  • mkdir -p realsense_ws/src
  • cd realsense_ws/src
  • git clone https://github.com/IntelRealSense/realsense-ros.git
  • git clone https://github.com/pal-robotics/ddynamic_reconfigure.git
  • catkin_make
    编译完成，根据个人喜好，可永久添加source
  • echo “source /realsense_ws/devel/setup.bash” >> ~/.bashrc
  • source ~/.bashrc
(2)测试

若上一步未添加source，运行launch时需

  • source devel/setup.bash
  • roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch

可查看发布的话题

  • rostopic list

如下图所示
在这里插入图片描述

二、配置

因后续需要使用d435i进行vins_fusion实战，因此该配置为双目+imu，修改rs_camera.launch，具体如下。其它，如RGBD可以参照rs_rgbd.launch按需修改。

1. <launch>
2.   <arg name="serial_no"           default=""/>
3.   <arg name="json_file_path"      default=""/>
4.   <arg name="camera"              default="camera"/>
5.   <arg name="tf_prefix"           default="$(arg camera)"/>
6.   <arg name="external_manager"    default="false"/>
7.   <arg name="manager"             default="realsense2_camera_manager"/>
8. 
9.   <arg name="fisheye_width"       default="640"/>
10.   <arg name="fisheye_height"      default="480"/>
11.   <arg name="enable_fisheye"      default="false"/>
12. 
13.   <arg name="depth_width"         default="640"/>
14.   <arg name="depth_height"        default="480"/>
15.   <arg name="enable_depth"        default="false"/>
16. 
17.   <arg name="infra_width"        default="640"/>
18.   <arg name="infra_height"       default="480"/>
19.   <arg name="enable_infra1"       default="true"/>
20.   <arg name="enable_infra2"       default="true"/>
21. 
22.   <arg name="color_width"         default="640"/>
23.   <arg name="color_height"        default="480"/>
24.   <arg name="enable_color"        default="true"/>
25. 
26.   <arg name="fisheye_fps"         default="30"/>
27.   <arg name="depth_fps"           default="30"/>
28.   <arg name="infra_fps"           default="30"/>
29.   <arg name="color_fps"           default="30"/>
30.   <arg name="gyro_fps"            default="400"/>
31.   <arg name="accel_fps"           default="200"/>
32.   <arg name="enable_gyro"         default="true"/>
33.   <arg name="enable_accel"        default="true"/>
34. 
35.   <arg name="enable_pointcloud"         default="false"/>
36.   <arg name="pointcloud_texture_stream" default="RS2_STREAM_COLOR"/>
37.   <arg name="pointcloud_texture_index"  default="0"/>
38. 
39.   <arg name="enable_sync"               default="true"/>
40.   <arg name="align_depth"               default="true"/>
41. 
42.   <arg name="publish_tf"                default="true"/>
43.   <arg name="tf_publish_rate"           default="0"/>
44. 
45.   <arg name="filters"                   default=""/>
46.   <arg name="clip_distance"             default="-2"/>
47.   <arg name="linear_accel_cov"          default="0.01"/>
48.   <arg name="initial_reset"             default="false"/>
49.   <arg name="reconnect_timeout"         default="6.0"/>
50.   <arg name="unite_imu_method"          default="linear_interpolation"/>
51.   <arg name="topic_odom_in"             default="odom_in"/>
52.   <arg name="calib_odom_file"           default=""/>
53.   <arg name="publish_odom_tf"           default="true"/>
54.   <arg name="allow_no_texture_points"   default="false"/>
65. 
66.   <group ns="$(arg camera)">
67.     <include file="$(find realsense2_camera)/launch/includes/nodelet.launch.xml">
68.       <arg name="tf_prefix"                value="$(arg tf_prefix)"/>
69.       <arg name="external_manager"         value="$(arg external_manager)"/>
70.       <arg name="manager"                  value="$(arg manager)"/>
71.       <arg name="serial_no"                value="$(arg serial_no)"/>
72.       <arg name="json_file_path"           value="$(arg json_file_path)"/>
73. 
74.       <arg name="enable_pointcloud"        value="$(arg enable_pointcloud)"/>
75.       <arg name="pointcloud_texture_stream" value="$(arg pointcloud_texture_stream)"/>
76.       <arg name="pointcloud_texture_index"  value="$(arg pointcloud_texture_index)"/>
77.       <arg name="enable_sync"              value="$(arg enable_sync)"/>
78.       <arg name="align_depth"              value="$(arg align_depth)"/>
79. 
80.       <arg name="fisheye_width"            value="$(arg fisheye_width)"/>
81.       <arg name="fisheye_height"           value="$(arg fisheye_height)"/>
82.       <arg name="enable_fisheye"           value="$(arg enable_fisheye)"/>
83. 
84.       <arg name="depth_width"              value="$(arg depth_width)"/>
85.       <arg name="depth_height"             value="$(arg depth_height)"/>
86.       <arg name="enable_depth"             value="$(arg enable_depth)"/>
87. 
88.       <arg name="color_width"              value="$(arg color_width)"/>
89.       <arg name="color_height"             value="$(arg color_height)"/>
90.       <arg name="enable_color"             value="$(arg enable_color)"/>
91. 
92.       <arg name="infra_width"              value="$(arg infra_width)"/>
93.       <arg name="infra_height"             value="$(arg infra_height)"/>
94.       <arg name="enable_infra1"            value="$(arg enable_infra1)"/>
95.       <arg name="enable_infra2"            value="$(arg enable_infra2)"/>
96. 
97.       <arg name="fisheye_fps"              value="$(arg fisheye_fps)"/>
98.       <arg name="depth_fps"                value="$(arg depth_fps)"/>
99.       <arg name="infra_fps"                value="$(arg infra_fps)"/>
100.       <arg name="color_fps"                value="$(arg color_fps)"/>
101.       <arg name="gyro_fps"                 value="$(arg gyro_fps)"/>
102.       <arg name="accel_fps"                value="$(arg accel_fps)"/>
103.       <arg name="enable_gyro"              value="$(arg enable_gyro)"/>
104.       <arg name="enable_accel"             value="$(arg enable_accel)"/>
105. 
106.       <arg name="filters"                  value="$(arg filters)"/>
107.       <arg name="clip_distance"            value="$(arg clip_distance)"/>
108.       <arg name="linear_accel_cov"         value="$(arg linear_accel_cov)"/>
109.       <arg name="initial_reset"            value="$(arg initial_reset)"/>
110.       <arg name="reconnect_timeout"        value="$(arg reconnect_timeout)"/>
111.       <arg name="unite_imu_method"         value="$(arg unite_imu_method)"/>
112.       <arg name="topic_odom_in"            value="$(arg topic_odom_in)"/>
113.       <arg name="calib_odom_file"          value="$(arg calib_odom_file)"/>
114.       <arg name="publish_odom_tf"          value="$(arg publish_odom_tf)"/>
115.       <arg name="allow_no_texture_points"  value="$(arg allow_no_texture_points)"/>
116.     </include>
117.   </group>
118. </launch>
109.

三、校准

d435i校准主要是针对双目相机内参、畸变及imu校准。

1.关闭结构光

d435i包含IR Project，用于辅助测量深度信息，而本文主要想通过单/双目完成slam实战，无需IR提供深度信息。但IR结构光会使成像有很多光斑，影响校准及后续双目使用，故需关闭。
修改rs_camera.launch

  • gedit rs_camera.launch

在参数后添加

<arg name="emitter_enable"   		      default="false"/>

<!-- rosparam set /camera/stereo_module/emitter_enabled false -->
<rosparam>
 /camera/stereo_module/emitter_enabled: false
</rosparam>

<rosparam if="$(arg emitter_enable)">
/camera/stereo_module/emitter_enabled: true
</rosparam>

代码块意思为，启用rs_camera.launch时，默认关闭结构光。
当需要时，可使用以下方式打开

  • roslaunch realsense2_camera rs_camera.launch emitter_enable:=true
    默认关闭时，运行无需添加后面参数 emitter_enable:=true
2.相机内参、畸变校准

参看相机默认内参

  • source devel/setup.bash
  • roslaunch realsense_camera rs_camera.launch
  • rostopic echo /camera/infra1/camera_info
  • rostopic echo /camera/infra2/camera_info
    如下图所示：
    在这里插入图片描述

注：这里特别注意，如果需要使用双目相机，话题如上，而不是/camera/color/camera_info

如图可知，默认提供了双目镜头内参，但没有畸变参数。由于后续需要使用kailbr，校准imu随机游走及相机与imu外参，故此处不使用自带工具进行相机内参校准。

3.imu六面校准

imu六面校准是指校准acc、gyro的零偏、尺度因子及非正交误差，realsense提供官方库。

(1)安装依赖
  • sudo pip3 install pyrealsense2
(2)运行

进入rs-imu-calibration文件夹

  • cd librealsense/tools/rs-imu-calibration
  • python rs-imu-calibration.py

如下图所示
在这里插入图片描述

根据提示旋转六面。具体参照https://github.com/IntelRealSense/librealsense/blob/master/tools/rs-imu-calibration/README.md

注：1.为保证六面水平，可用realsense包装盒制作六面校准工装，2.采集每一面数据时，保证无振动干扰。

(3)保存、写入校准数据

六面数据采集完成后，提示：
Would you like to save the raw data?
输入yes，完成并写入硬件中。校准的数据保存在同目录下calibration.json中。

参考：

https://github.com/IntelRealSense/librealsense
https://github.com/IntelRealSense/realsense-ros
https://blog.csdn.net/Hanghang_article/details/103612300

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