在gazebo里搭建一个livox mid360 + 惯导仿真平台测试 FAST-LIO2

前言
立方体平台
加入 livox mid360 激光雷达
加入IMU模块
调整底盘大小并设计调用接口
测试 Fast-Lio2

前言

livox mid360 在官网一直没有货，在gazebo里可以仿真该雷达形式的点云。

但是其只发布雷达的数据，没有imu数据，实际的雷达是可以发布既有雷达也有imu的数据的

运行 FAST-LIO2 也需要雷达和惯导的数据

本篇博客在gazebo中搭建了一个有livox mid360 和惯导的平台，并成功运行了FAST-LIO2

立方体平台

先做一个最简单的立方体平台，用来放livox mid360 和惯导

编写一个xacro文件，如下

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="example"><!-- Base Footprint --><link name="base_footprint" /><!-- Base Link --><joint name="footprint" type="fixed" ><parent link="base_footprint" /><child link="link_platform" /><origin xyz="0 0 0.05" rpy="0 0 0" /></joint><link name="link_platform" ><visual><geometry><box size="0.5 0.5 0.1" /></geometry></visual><collision><geometry><box size="0.5 0.5 0.1" /></geometry></collision><inertial><origin xyz="0 0 0"/><mass value="0.01"/><inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0"iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001" /></inertial></link></robot>

写一个launch文件来启动它，加载到gazebo和rivz中

<?xml version="1.0" ?>
<launch><arg name="paused" default="false"/><arg name="use_sim_time" default="true"/><arg name="gui" default="true"/><arg name="headless" default="false"/><arg name="debug" default="false"/><arg name="verbose" default="false"/><!-- Start gazebo and load the world --><include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch" ><arg name="paused" value="$(arg paused)"/><arg name="use_sim_time" value="$(arg use_sim_time)"/><arg name="gui" value="$(arg gui)"/><arg name="headless" value="$(arg headless)"/><arg name="debug" value="$(arg debug)"/><arg name="verbose" value="$(arg verbose)"/></include>
![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/1a7fdea939be47c8b0a1c6d7d064e1fa.png)![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/1a7fdea939be47c8b0a1c6d7d064e1fa.png)<!-- Spawn the platform --><param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro --inorder '$(find livox_laser_simulation)/urdf/mid360_IMU_platform.xacro' " /><node pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" name="spawn_model" args="-urdf -param /robot_description -model example"/><node pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" name="robot_state_publisher"><param name="publish_frequency" type="double" value="30.0" /></node><!-- RViz --><arg name="rviz" default="true"/><node if="$(arg rviz)" pkg="rviz" type="rviz" name="$(anon rviz)" respawn="false" output="screen" args="-d $(find livox_laser_simulation)/rviz/mid360_IMU_platform.rviz" /></launch>

启动

roslaunch livox_laser_simulation mid360_IMU_platform.launch

gazebo 和rviz 中会出现下面的立方体，具体的尺寸和颜色可以最后再根据雷达和惯导再调整
在这里插入图片描述

加入 livox mid360 激光雷达

下一步向平台上加入 livox mid360 激光雷达，放在平台的中心。

向 livox_laser_simulation/urdf/mid360_IMU_platform.xacro 文件中加入下面代码

  <joint name="lidar_platform" type="fixed" ><parent link="link_platform" /><child link="livox_base" /><origin xyz="0 0 0.08" rpy="0 0 0" /></joint><xacro:include filename="$(find livox_laser_simulation)/urdf/livox_mid360.xacro"/><xacro:Livox_Mid360 name="livox"/>

再次启动launch文件即可，看到平台中央多了livox mid360 雷达
在这里插入图片描述
确认雷达输出点云正常，可向周围加入几个物体测试

在这里插入图片描述
点云正常

加入IMU模块

向平台中加入IMU模块，放在雷达的前方一点

向 livox_laser_simulation/urdf/mid360_IMU_platform.xacro 文件中加入下面代码

    <!--imu --><link name="imu_base_link"><visual><origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /><geometry ><box size="0.03 0.03 0.03" /></geometry></visual><collision><origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /><geometry ><box size="0.03 0.03 0.03" /></geometry></collision>   <inertial><mass value="0.001"/><inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001"/></inertial> </link><gazebo reference="imu_base_link"><material>Gazebo/Green</material><turnGravityOff>true</turnGravityOff></gazebo><joint name="imu_platform_joint" type="fixed"><parent link="link_platform"/><child link="imu_base_link"/><origin xyz="0.05 0 0.065" rpy="0 0 0" /><axis xyz="0 0 1" /></joint><gazebo reference="imu_base_link"><gravity>true</gravity><sensor name="imu_sensor" type="imu"><always_on>true</always_on><update_rate>200</update_rate><visualize>true</visualize><topic>/livox/imu</topic><plugin filename="libgazebo_ros_imu_sensor.so" name="imu_plugin"><topicName>/livox/imu</topicName>         <bodyName>imu_base_link</bodyName><updateRateHZ>200.0</updateRateHZ>    <gaussianNoise>0.00329</gaussianNoise>   <xyzOffset>0 0 0</xyzOffset>     <rpyOffset>0 0 0</rpyOffset><frameName>imu_base_link</frameName>        </plugin><pose>0 0 0 0 0 0</pose></sensor></gazebo>

再次启动launch文件即可，看到平台中的livox mid360 雷达前多了一个绿色的小方块，它即为刚建立惯导模型
在这里插入图片描述
通过rostopic 查看惯导数据是否正常

数据正常

调整底盘大小并设计调用接口

下一步需要调整底盘平台的大小，能够放下雷达和惯导即可

将底盘尺寸改为如下

<box size="0.15 0.1 0.1" />

在这里插入图片描述
回来平台的前方挂个双目也不错

带有雷达和惯导的平台搭建完了

但是这个平台无法运动，也就完成不了建图，如果运行需要将平台挂载到小车或者无人机上。
所以需要对这个平台设计好接口，方便其它移动平台挂载。

修改 livox_laser_simulation/urdf/mid360_IMU_platform.xacro 这个文件

最后的文件如下：

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro" name="example"><!-- Base Footprint --><!-- <link name="base_footprint" /> --><xacro:macro name="LivoxMid360_IMU_Plantform" params="name:=mid360_imu_plantform parent_link_name:=base_link x:=0.0 y:=0.0 z:=0.05 r:=0.0 p:=0.0 yaw:=0.0"><joint name="${name}_joint" type="fixed" ><parent link="${parent_link_name}" /><child link="link_platform" /><origin xyz="${x} ${y} ${z}" rpy="${r} ${p} ${yaw}" /></joint><!-- link_platform --><link name="link_platform" ><visual><geometry><box size="0.15 0.1 0.1" /></geometry></visual><collision><geometry><box size="0.15 0.1 0.1" /></geometry></collision><inertial><origin xyz="0 0 0"/><mass value="0.001"/><inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0"iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001" /></inertial></link><gazebo reference="link_platform"><turnGravityOff>false</turnGravityOff></gazebo><joint name="lidar_platform_joint" type="fixed" ><parent link="link_platform" /><child link="livox_base" /><origin xyz="0 0 0.08" rpy="0 0 0" /></joint><!--lidar --><xacro:include filename="$(find livox_laser_simulation)/urdf/livox_mid360.xacro"/><xacro:Livox_Mid360 name="livox"/><!--imu --><link name="imu_base_link"><visual><origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /><geometry ><box size="0.03 0.03 0.03" /></geometry></visual><collision><origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0" /><geometry ><box size="0.03 0.03 0.03" /></geometry></collision>  <inertial><mass value="0.001"/><inertia ixx="0.001" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.001" iyz="0.0" izz="0.001"/></inertial></link><gazebo reference="imu_base_link"><material>Gazebo/Green</material><turnGravityOff>false</turnGravityOff></gazebo><joint name="imu_platform_joint" type="fixed"><parent link="link_platform"/><child link="imu_base_link"/><origin xyz="0.05 0 0.065" rpy="0 0 0" /><axis xyz="0 0 1" /></joint><gazebo reference="imu_base_link"><gravity>true</gravity><sensor name="imu_sensor" type="imu"><always_on>true</always_on><update_rate>200</update_rate><visualize>true</visualize><topic>/livox/imu</topic><plugin filename="libgazebo_ros_imu_sensor.so" name="imu_plugin"><topicName>/livox/imu</topicName>         <bodyName>imu_base_link</bodyName><updateRateHZ>200.0</updateRateHZ>    <gaussianNoise>0.00329</gaussianNoise>   <xyzOffset>0 0 0</xyzOffset>     <rpyOffset>0 0 0</rpyOffset><frameName>imu_base_link</frameName>        </plugin><pose>0 0 0 0 0 0</pose></sensor></gazebo></xacro:macro></robot>

将其挂载到飞机上，代码如下：的几款雷达进行了仿真测试。

  <xacro:include filename="$(find livox_laser_simulation)/urdf/mid360_IMU_platform.xacro"/><xacro:LivoxMid360_IMU_Plantform name ="mid360_imu_plantform" parent_link_name="${namespace}/base_link" x="0"  y="0" z="0.08" r="0"  p="0" yaw="0" />