ubuntu16.0 ROS(介绍EAI的YDLIDAR-X4激光雷达在ROS下使用方法)

YDLIDAR-X4激光雷达介绍

YDLIDAR X4激光雷达是深圳越登智能科技有限公司（YDLIDAR，这家公司属于EAI）研发的一款 360 度二维测距产品，本产品基于三角测距原理，并配以相关光学、电学、算法设计，实现高频高精度的距离测量，在测距的同时，机械结构 360 度旋转，不断获取角度信息，从而实现了 360 度扫描测距，输出扫描环境的点云数据。


由上图大家可知，该雷达其实很小巧，唯一不妥的地方感觉就是这个使用皮带传动：


0x01 下载编译ROS下驱动源码

从github下载ydlidar x4的ROS下驱动源码，该源码需要放在ros工作空间下的src目录下进行编译，下载命令如下：

git clone https://github.com/EAIBOT/ydlidar.git

博主在通过udev规则配置脚本时采用如下方法：
由于开发机器人的过程中，发现电脑每次开机，设备的窗口都会改变；如果每次都修改代码就有些麻烦，而且浪费时间。所以百度下了解决方法——>建立USB串口别名，创建udev规则。

一、查看USB端口信息

运行lsusb命令，然后拔掉你要建立别名的设备，再次运行lsusb，确定你设备的ID号：

二、新建规则

mkdir ~/arm
cd ~/arm
vim arm.rules

内容如下：

博主使用是是YDLIDAR X4激光雷达，所以设置别名ydlidar

# set the udev rule , make the device_port be fixed by rplidar
KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="10c4", ATTRS{idProduct}=="ea60", MODE:="0777", SYMLINK+="ydlidar"

参数介绍哦：

KERNEL 在内核里看到的设备名字，比如sd*表示任意SCSI磁盘设备

ATTRS{idVendor}“10c4” ； ATTRS{idProduct}“ea60”

这里的这两个参数与USB本身有关，改成上面你查到的设备ID。

MODE 设备文件的权限，采用8进制

SYMLINK 设备的别名

三、新建脚本文件

vim arm.sh

内容如下

#!/bin/bash
 
sudo cp arm.rules  /etc/udev/rules.d
echo " "
echo "Restarting udev"
echo ""
sudo service udev reload
sudo service udev restart
echo "finish "

四、运行脚本文件

sudo chmod -R 777 *
./arm.sh 

1.出现下面的信息则说明OK了
Restarting udev

finish

2.给USB特定的别名与给予权限，不用每次使用都要给权限。

sudo chmod 777 /dev/tty*

3.拨插USB线，检查规则是否建立成功

ls /dev/rplidar

出现/dev/rplidar，则说明别名成功。

当下载完源码后，接下来就可以在ros的工作空间根目录下执行catkin_make来编译该源码软件包，当编译完成后记得source devel/setup.bash，然后就可以来配置udev规则了，以后就不用来看雷达挂载点是ttyUSB0还是ttyUSB1这些了，因为每次开机时usb设备的加载顺序是随机的，这样就导致挂载点也随机，为了保证我们的启动雷达的代码统一，因此就需要为该设备配置一个别名，该udev配置规则脚步放在ydlidar/startup目录下名字是initenv.sh，该脚本内容如下：

0x02 启动雷达测试

启动雷达有两个launch文件，一个lidar.launch是直接执行启动雷达进行扫描测距，另外一个是lidar_view.launch不仅可以启动雷达，还可以顺带启动rviz来将雷达数据可视化显示，下面来分别介绍这两种操作：

（1）使用lidar.launch启动雷达，执行命令如下：

roslaunch ydlidar lidar.launch

当执行该命令后会发现雷达顺时针转动起来，完整的操作日志如下：

当启动雷达后，查看发布的话题及其消息格式定义：

（2）使用lidar_view.launch来启动雷达并同时启动rviz进行雷达数据可视化显示：

roslaunch ydlidar lidar_view.launch

在终端中输入：ls /dev 可以查看到端口信息从下图中可以看到端口ydlidar

根据上图可知在雷达中也需要规定在ROS下的x，y，z方向，为了弄清楚x正方向就需要知道如下规定：

在ROS下坐标轴方向使用的是右手系，食指指向x轴正方向，中指指向y轴正方向，拇指指向的是z轴正方向。对于旋转的正负方向规定是：右手握拳拇指指向z轴正方向，其余四指弯曲的方向即旋转的正方向，即围绕z轴做逆时针旋转是角速度的正方向，顺时针旋转是角速度的负方向。

由此可以得知雷达的旋转方向与ROS规定的正向旋转是相反的，因此雷达扫描得到的原始数据也需要经过处理才行，现在这部分已经在ROS源码中经过处理了，因此现在雷达的坐标轴如下，在小车上安装时需要注意这个方向：

0x03 launch文件解析

首先来分析lidar.launch文件，里面的一些参数我们需要修改，因为这个launch文件是一个通用的启动文件，还可以启动YDLIDAR下的其他型号，具体的参数我们需要根据x4来做相应修改才行，下面是需要注意的一些参数：

（1）frame_id：设置当前雷达的坐标系名称

（2）angle_min和angle_max是设置雷达扫描的角度范围，这是一对很有用的参数。我们经常遇到以下情况，由于雷达在机器人底盘上的放置位置导致其并不能将360范围数据都拿来使用，经常只需要雷达的前180度的扫描数据：

下面开始开始测试这两个参数，首先我们将雷达放到一个纸箱子里，这样保证四面都可以检测到障碍：

当我们使用默认的参数(angle_min=-180,angle_max=180)，然后使用roslaunch ydlidar lidar_view.launch来启动雷达和打开rviz查看数据，如下图所示：

然后测试将angle_min改为-90,angle_max改为90,在rviz中查看效果如下：

（3）配置x4雷达的测距范围，根据雷达的性能参数表得知，在室内环境下测距范围最小值0.12m，最大值10m，因此可以配置rang_min=0.12，range_max=10.0即可。

（4）对于测距频率sample_rate和扫描频率frequency两个参数不用修改，因为修改了也没用，因为在ROS驱动源码中已经将x4雷达的这两个参数给固定了，设置sample_rate=5和frequency=7，如果真的要想修改就需要修改源码了。

参考资料

[1].激光雷达YDLIDARX4 使用手册

[2].激光雷达YDLIDARX4 数据手册

[3].激光雷达YDLIDAR X4资料下载官网地址http://www.ydlidar.cn/cn/download

[4].sensor_msgs/LaserScan的消息格式定义http://docs.ros.org/api/sensor_msgs/html/msg/LaserScan.html