树莓派&ROS：驱动EAI的激光雷达YDLIDAR-X4
【目录】
- 1、配置环境与背景介绍
- 1.1、硬件配置环境
- 1.2、主要参考文档：
- 2、下载源码、编译并配置环境
- 2.1、建立工作空间
- 2.2、下载ROS驱动包
- 2.3、编译代码
- 2.4、添加环境变量
- 2.5、创建别名，运行脚本
- 2.6、修改波特率
- 3、运行激光雷达
- 4、问题及解决
- 4.1、供电不足导致雷达无法正常运行
- 4.2、无法加载ydlidar节点
- 4.3、RViz不显示点云图像
- 4.4、USB不识别
- 5、查询激光雷达数据及其发布的消息
1、硬件环境与背景介绍
1.1、硬件配置环境
ROS2GO的U盘 系统：Ubuntu16.04 + ROS Kinetic
激光雷达：EAI的YDLIDAR X4
树莓派：系统 Raspbian Stretch系统的ROS Kinetic版
参考【发布v1.0版本基于Stretch的ROS Kinetic完整版树莓派3B+镜像】
1.2、激光雷达：YDLIDAR-X4
（1）基本参数
激光雷达候选：
1）EAI YDLIDAR X4 ：
安装：数据线接口是水平方向，方便接线；
电源：转接板有专门的电源接口（一个USB口接数据，一个USB口接电源）。
2）思岚科技 RPLIDAR A1
安装：数据和电源接口，朝向为向下，安装时要注意，容易卡住。
电源：供电和数据线是在一个usb口里面，如果供电不足，会影响雷达工作。
3）参数对比
扫描频率：电机转速可调，Hz。
（2）激光雷达的固定
雷达原来的固定支柱，塑料，螺纹孔不通用（好像是M2.5）
被我改成了M3的螺柱（虽然不是塑料绝缘的，但影响不大），这样后期把底座固定在打孔的木板上，选择螺丝更方便。
1.3、主要参考文档：
推荐: 《EAI官方 《YDLIDAR X4 使用手册》
[介绍EAI的YDLIDAR-X4激光雷达在ROS下使用方法]
[ROS与激光雷达入门教程-ROS中使用激光雷达(EAI F4)]
https://www.ncnynl.com/archives/201702/1362.html
[EAI激光雷达X4使用hector_slam建图（一）]
https://blog.youkuaiyun.com/zhu751191958/article/details/78969825
《EAI官方文档《YDLIDAR ROS 使用手册.pdf》
[ROS与SLAM入门教程-激光雷达(EAI F4)gmapping构建地图]
https://www.ncnynl.com/archives/201702/1363.html
2、下载源码、编译并配置环境
2.1、建立工作空间
mkdir -p ~/lidar_ws/src
注意: 一个工作空间不要放太多驱动，否则编译时可能会系统卡死。
新建一个lidar_ws的工作空间: mkdir -p ~/lidar_ws/src
自动生成文件夹目录 /home/tianbot/lidar_ws/src
如果用eai的多种不同雷达，工作空间命名还可以更加细化，如建立X4激光雷达的制定工作空间 eaix4_ws ： mkdir -p ~/eaix4_ws/src
建立通用的工作空间 catkin_ws： mkdir -p ~/catkin_ws/src
参考：
http://www.cnblogs.com/peida/archive/2012/10/25/2738271.html
进入进入工作空间目录下
cd ~/lidar_ws/src
2.2、下载ROS驱动包
方法一、先下载再复制文件
官网下载X4雷达对应的ROS驱动包，复制到/home/tianbot/lidar_ws/src/ydlidar文件夹下
到百度上输入EAI，找到EAI玩智商官网：
下载ROS驱动包
将下载好ROS雷达驱动包在windows下解压并重命名为ydlidar放到src里，
方法二、直接联网下载（可能不识别是X4的）
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
2.3、编译代码
切换工作空间根目录 cd ~/lidar_ws
编译整个工作空间 catkin_make
注意：编译时候，注意目录下src文件中是否有其他代码，若代码太多，容易编译失败，系统司机卡住
方法二、编译生成 ydlidar_node 和 ydlidar_client。
$catkin_make --pkg ydlidar
参考：
首先切换到自己的ROS工作空间： $ cd ~/catkin_ws
如果你想编译整个工作空间里面的包：$ catkin_make
如果你只想编译工作空间某一个包：$ catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES= "包名"
例如：$ catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="beginner_tutorials"
原文： https://blog.youkuaiyun.com/qingdu007/article/details/51483065
2.4、添加环境变量
添加 ydlidar 环境变量到~/.bashrc 文件中,并使其生效，刷新配置。
（切换目录 cd ~/lidar_ws）
（1）永久添加配置，以后就不用重复source刷新配置。
方法一（推荐）、使用echo命令 和 >>指令向文件追加内容，原内容将保存：
$ echo "source ~/lidar_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bash
方法二、打开文件，在~/.bashrc最后，手动添加添加一行以下内容：
source ~/lidar_ws/devel/setup.bash
（2）刷新配置
$ source ~/.bashrc
或 $ rospack profile
以防万一还是再source当前环境：
source ~/lidar_ws/devel/setup.bash
打开文件 source devel/setup.bash
添加一行配置 echo "source ~/lidar_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
刷新配置 source ~/.bashrc
操作步骤（方法二）、直接使用roscd指令切换到自己的程序包目录
cd ~/lidar_ws
source devel/setup.bash（是否需要？）
echo "source ~/lidar_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
roscd ydlidar（是否需要？）
参考：
【ROS学习笔记-roscd指令】
https://blog.youkuaiyun.com/jimjarry/article/details/78983675
备注：cd命令和roscd命令都是切换到指定目录的命令。
不同的是，cd是Linux系统的命令，在使用时必须指定目标目录的完整路径；
而roscd是ros系统中的，利用包的名字直接切换到相应的文件目录下。
2.5、为USB设备创建别名
为 X4 的串口增加一个设备别名 /dev/ydlidar，添加udev规则
方法一、直接用roscd命令进入目录
$roscd ydlidar/startup
备注：注意观察目录是否错误
使脚本文件获得权限
$sudo chmod 0777 *
运行脚本文件
$sudo sh initenv.sh
方法二、
#进入驱动包的startup目录下：
#cd ~/lidar_ws/src/ydlidar/startup
使.sh脚本文件获得权限：
sudo chmod +x initenv.sh
直接运行脚本文件：
sudo sh initenv.sh
注意：创建别名后, 重新插拔 USB 才生效
插入USB后，在终端中输入以下命令，查看USB转串口设备：
ls /dev/tty*
列出USB设备：
ls -l /dev/ttyUSB*
ls -l /dev/ydlidar
原理：
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
参考资料：
Udev是Linux的设备管理器,动态地创建和删除节点的硬件设备。简而言之,它有助于你的电脑很容易找到你的机器人。
【原ROS 简单的udev rules】
https://blog.youkuaiyun.com/u011118482/article/details/52442403
Ros项目使用usb接口串口通讯的传感器时，我们都希望有个固定的设备名供程序调用。
由于usb为即插即用设备，节点注册的ID不同，会导致设备名称会不同。
linux系统下如何让系统绑定固有的usb设备，使用设定好的设备名称？如何永久修改设备权限？
解决办法:编写规则文件,放到系统配置路径下，进行设置后，即可一劳永逸。
【ros使用usb硬件，调用固定设备名修改设备权限的设置方法】
https://blog.youkuaiyun.com/qq_38288618/article/details/77839305
2.6、修改波特率
打开lidar.launch文件，更改雷达对应波特率为128000
备注：官方手册说要改，其它文档没看到，lidar.launch文件路径在 /home/tianbot/lidar_ws/src/ydlidar/launch
打开 lidar.launch,更改不同型号雷达对应的波特率,以下为 X4 的配置。
命令行修改（按insert修改，esc退出，:wq 保存，未成功）
cd ~/lidar_ws/src/ydlidar/launch
vim lidar.launch
以下
备注 1: 雷达型号对应波特率: G4 : 230400 X4 : 128000 F4 : 153600
3、运行激光雷达测试
新终端，运行roscore
$ roscore
新终端，运行雷达X4并用Rviz将数据可视化：
$ roslaunch ydlidar lidar_view.launch
或者，打开一个终端，启动雷达扫描测距：roslaunch ydlidar lidar.launch
再打开新终端，查看激光雷达的数据：rosrun ydlidar ydlidar_client
树莓派Raspbian 系统中，好像也没必要先运行 lidar.launch，直接运行lidar_view.launch就可以了。
备注：先保证 roscd运行在正确目录下 roscd ydlidar，然后再启动roslauch
4、问题及解决
4.1、供电不足导致雷达无法正常运行
EAI的X4数据口在一般情况下可以当做供电和数据同时使用，这是我们用户比较期望的，但是X4对于某些主控比如树莓派就不行，必须单独供电，也就是说如果你拿树莓派跑的话，需要一条单独供电的线和一条数据线
树莓派使用问题
供电问题
现象：雷达不转, 雷达转几下停了，雷达正常转，但是启动 lidar.launch过程中有提示
错误提示[ERROR] [1543845072.458324094]: start YDLIDAR is failed! Exit!!
解决方法：充电宝好像不行（自动断电？），要找个比较稳定的电源适配器。
https://github.com/EAIBOT/ydlidar/issues/12
4.2、无法加载ydlidar节点
ERROR: cannot launch node of type [ydlidar/ydlidar_node]:
can't locate node [ydlidar_node] in package [ydlidar]
无法加载节点的原因，可能是多次编译，ros命令寻找文件位置时发生错误。
解决方法：“直接使用roscd指令切换到自己的程序包目录”
cd ~/lidar_ws
source devel/setup.bash
echo "source ~/lidar_ws/devel/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc
先保证 roscd运行在正确目录下
roscd ydlidar
然后再启动roslauch
roslaunch ydlidar lidar_view.launch
参考：
https://answers.ros.org/question/145801/cant-locate-node-in-package/
4.3、RViz不显示点云图像
启动激光雷达EAI YDLIDAR X4后，查询有数据（rosrun ydlidar ydlidar_client），但是在RViz中没有图像，解决办法是改变显示方式：把Style 从Squares改成 Points，就显示了。
问题解决：把Style 从Squares改成 Points就显示
4.4、USB不识别
现象：[ERROR] [1553706336.319141339]: YDLIDAR Cannot bind to the specified serial port /dev/ydlidar
查询：查看USB转串口设备：ls /dev/tty*，无 ttyUSB*
连接Windows电脑，不识别COM口
原因: USB线质量太差，换一根好点的（粗一点），就能识别USB了
5、查询激光雷达数据及其发布的消息
rosmsg show sensor_msgs/LaserScan
查询雷达输出话题：rostopic echo -n1 /scan
（下面这个命令睡少了 –n1，会不停地刷新数据）
[ROS中发布激光扫描消息]( https://www.cnblogs.com/21207-iHome/p/7840129.html)
通过 rostopic hz /scan 命令查看激光数据发布频率
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