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TODO:写完再整理

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前言

认知有限，望大家多多包涵，有什么问题也希望能够与大家多交流，共同成长！

本文先对rviz三维可视化平台做个简单的介绍，具体内容后续再更，其他模块可以参考去我其他文章

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提示：以下是本篇文章正文内容

一、功能

rviz是三维可视化工具，强调把已有的数据可视化显示，用于直观的显示数据。（机器人模型、坐标、运动规划，导航、点云、图像、SLAM）。rviz提供了很多插件，这些插件可以显示图像、模型、路径等信息，但是前提都是这些数据已经以话题、参数的形式发布，rviz做的事情就是订阅这些数据，并完成可视化的渲染，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rviz的planning插件的功能，根据按钮、滑动条、数值等方式，控制机器人的行为【防盗标记–盒子君hzj】

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二、安装并运行rviz

1.安装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，【防盗标记–盒子君hzj】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

2.运行rviz

$ roscore
$ rosrun rviz rviz

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三、界面介绍

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
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四、数据可视化原理及步骤

1.原理

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
可视化显示都是通过消息的订阅来完成的，机器人通过ROS发布数据，rviz订阅消息接收数据，然后显示【防盗标记–盒子君hzj】

2.步骤

（1）在源代码中按照可视化话题类型，发布话题

（1）根据消息类型visualization_msgs编程
具体怎么操作可以去wiki上面查，掌握编程的套路，（编程根据数据接口和api会填入数据就行）
【常用的可视化类型记住一下，不常用的上wiki查】


（2）在程序上编程实现了可视化api后，在rviz界面上才可以进行勾选订阅和改变参数的

【DisplayTypes】显示元素的类型
写在了另外一个博客~

（2）rviz订阅对应话题步骤

（1）Add添加显示插件
		方法一：通过显示的类型添加（By display type）
		方法二：通过话题添加（By topic）【常用 】，它会自动识别系统中发布的话题【防盗标记–盒子君hzj】
		方法三：知道话题名字，输入进行搜索


（2）配置话题显示插件
	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（这些属性列表设置也是编程里面visualizatian_msgs接口的成员）
	【可视化颜色、大小等等可以再程序里面改也可以再display中进行配置】，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。

（3）保存当前配置好的RVIZ环境

方法：File->Save Config As，下次直接打开这个.rviz就可以直接显示了

3.注意

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，【防盗标记–盒子君hzj】
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

编程时要清除ros可视化，每次显示才会正常

五、插件扩展机制

（1）默认插件（rviz提供）

【用好默认插件已经可以了-我们通常用的就是默认插件的数据类型】

（1）订阅话题的插件
包含坐标轴、摄像头图像、地图、激光等数据。


（2）发布话题的插件
	（1）rviz中的Nav_3D的目标点（goal），在程序中是怎么被接收的？
	【在目标点订阅函数的话题名中被订阅，在回调函数中对这个话题的目标值变量进行处理】
	【话题名可以使用rviz中默认的话题名，也可以自己写一个rviz的插件自己进行定义，rviz和gazebo都是支持插件的】
	
	（2）rviz最上面的界面栏可以发布话题，通过“+”“-”符号添加或者删除话题，【防盗标记–盒子君hzj】
	
	发布的话题名字可以通过rostopic list查看，若是要修改可以在.rviz中进行修改

（2）扩展插件

ROS的rviz仿真插件的编写，可以按照rviz提供的topic type的规范来写

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。如果需要添加其他数据的显示，也可以通过编写扩展插件的形式进行添加

jsk的rviz插件查一查怎么用？

planning有什么插件？【防盗标记–盒子君hzj】

（3）rviz的人机调试界面开发

可视化界面编程–QT（Qt中的重要概念——信号、槽，类似于回调函数）

整体原理
读取用户的输入，然后转换成ROS的topic

举例

//rviz_plugin_for_command.cpp
namespace test_rviz_plugin{
    
    TestRvizPlugin::TestRvizPlugin(QWidget *parent):Panel(parent)
    {
    
    	//创建按钮
        auto *button_layout = new QHBoxLayout;

        boundary_record_button_ = new QPushButton("Record Boundary",this);
        button_layout->addWidget(boundary_record_button_);

        connected_record_button_ = new QPushButton("Record Connected Road",this);
        button_layout->addWidget(connected_record_button_);

        virtualwall_record_button_ = new QPushButton("Record Virtual Wall",this);
        button_layout->addWidget(virtualwall_record_button_);

        start_task_button_ = new QPushButton("Start Task", this);
        button_layout->addWidget(start_task_button_);

        start_unFinish_task_button_ =
            new QPushButton("Start unFinish Task", this);
        button_layout->addWidget(start_unFinish_task_button_);

        start_go_charge_button_ = new QPushButton("Start go charge Task", this);
        button_layout->addWidget(start_go_charge_button_);

        pause_task_button_ = new QPushButton("Pause Task", this);
        button_layout->addWidget(pause_task_button_);

        resume_task_button_ = new QPushButton("resume Task", this);
        button_layout->addWidget(resume_task_button_);

        leave_dock = new QPushButton("leave dock", this);
        button_layout->addWidget(leave_dock);

        end_task_button_ = new QPushButton("end Task", this);
        button_layout->addWidget(end_task_button_);

        setLayout(button_layout);

        // 信号连接---点击信号发生，连接到槽函数callback
        connect(boundary_record_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(boundaryRecordCallback()));
        connect(connected_record_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(connectedRoadRecordCallback()));
        connect(virtualwall_record_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(virtualwallRcordCallback()));

        connect(start_task_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(startTaskCallback()));

        connect(start_unFinish_task_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(startUnFinishTaskCallback()));

        connect(start_go_charge_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(startGoChargeCallback()));

        connect(pause_task_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(PauseTaskCallback()));

        connect(resume_task_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(ResumeTaskCallback()));

        connect(leave_dock, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(LeaveDockCallback()));

        connect(end_task_button_, SIGNAL(clicked()), this,
                SLOT(EndTaskCallback()));

        boundary_record_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("record_boundary_button", 10);
        connected_road_record_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("record_connected_road_button", 10);
        virtualwall_record_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("record_virtualwall_button", 10);

        start_task_pub = nh_.advertise<std_msgs::Bool>("start_task_button", 10);
        start_unFinish_task_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("start_unFinish_task_button_", 10);
        start_go_charge_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("start_go_charge_button_", 10);
        pause_task_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("pause_task_button_", 10);
        resume_task_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("resume_task_button_", 10);
        leave_dock_pub =
            nh_.advertise<std_msgs::Bool>("leave_dock_button_", 10);
        end_task_pub = nh_.advertise<std_msgs::Bool>("end_task_button_", 10);

        is_start_record_boundary.data = false;
        is_start_record_connected_road.data = false;
        is_start_record_virtualwall.data = false;

        // start_task.data = false;
        // start_unFinish_task.data = false;
        // start_go_charge.data = false;
        // pause_task.data = false;
        // resume_task.data = false;
        // leave_dock_task.data = false;
        // end_task.data = false;
    }

    // 加载配置数据---必须要有的
    void TestRvizPlugin::load(const rviz::Config &config) {
    
        Panel::load(config);
    }

    // 将所有配置数据保存到给定的Config对象中。在这里，重要的是要对父类调用save（），以便保存类id和面板名称。---必须要有的
    void TestRvizPlugin::save(rviz::Config config) const {
    
        Panel::save(config);
    }

    void TestRvizPlugin::boundaryRecordCallback() {
    
        if (!is_start_record_boundary.data)
            is_start_record_boundary.data = true;
        else
            is_start_record_boundary.data = false;
        ROS_INFO("Record Boundary");
        boundary_record_pub.publish(is_start_record_boundary);
    }
}

//rviz_plugin_for_command.h
#ifndef RVIZ_PLUGIN_FOR_COMMAND_H
#define RVIZ_PLUGIN_FOR_COMMAND_H
#include <ros/ros.h>
#include <rviz/panel.h>  //plugin基类的头文件
#include <std_msgs/Bool.h>

#include <QHBoxLayout>
#include <QPushButton>
#include <QString>
namespace test_rviz_plugin{
    
class TestRvizPlugin : public rviz::Panel {
    
    // 所有的plugin都必须是rviz::Panel的子类
    // 后边需要用到Qt的信号和槽，都是QObject的子类，所以需要声明Q_OBJECT宏
    Q_OBJECT

   public:
    // 构造函数，在类中会用到QWidget的实例来实现GUI界面，这里先初始化为0即可
    TestRvizPlugin(QWidget *parent = 0);

    // 重载rviz::Panel基类中的函数，用于保存、加载配置文件中的数据
    virtual void load(const rviz::Config &config);
    virtual void save(rviz::Config config) const;

    // 回调函数
   protected Q_SLOTS:
    void boundaryRecordCallback();
    void connectedRoadRecordCallback();
    void virtualwallRcordCallback();
    void startTaskCallback();

    void startUnFinishTaskCallback();
    void startGoChargeCallback();
    void PauseTaskCallback();
    void ResumeTaskCallback();
    void LeaveDockCallback();
    void EndTaskCallback();

   private:
    ros::NodeHandle nh_;
    QPushButton *boundary_record_button_;
    QPushButton *connected_record_button_;
    QPushButton *virtualwall_record_button_;

    QPushButton *start_task_button_;
    QPushButton *start_unFinish_task_button_;
    QPushButton *start_go_charge_button_;
    QPushButton *pause_task_button_;
    QPushButton *resume_task_button_;
    QPushButton *leave_dock;
    QPushButton *end_task_button_;

    std_msgs::Bool is_start_record_boundary;
    std_msgs::Bool is_start_record_connected_road;
    std_msgs::Bool is_start_record_virtualwall;

    // std_msgs::Bool start_task;
    // std_msgs::Bool start_unFinish_task;
    // std_msgs::Bool start_go_charge;
    // std_msgs::Bool pause_task;
    // std_msgs::Bool resume_task;
    // std_msgs::Bool leave_dock_task;
    // std_msgs::Bool end_task;

    ros::Publisher boundary_record_pub;
    ros::Publisher connected_road_record_pub;
    ros::Publisher virtualwall_record_pub;

    ros::Publisher start_task_pub;
    ros::Publisher start_unFinish_task_pub;
    ros::Publisher start_go_charge_pub;
    ros::Publisher pause_task_pub;
    ros::Publisher resume_task_pub;
    ros::Publisher leave_dock_pub;
    ros::Publisher end_task_pub;
};
}
#endif 

效果如下

参考链接
https://zhuanlan.zhihu.com/p/39390512

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总结

启动rviz之前要先启动roscore,遇到错误或者警告先看提示