我的编程空间,编程开发者的网络收藏夹
学习永远不晚

C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递实现

短信预约 -IT技能 免费直播动态提醒
省份

北京

  • 北京
  • 上海
  • 天津
  • 重庆
  • 河北
  • 山东
  • 辽宁
  • 黑龙江
  • 吉林
  • 甘肃
  • 青海
  • 河南
  • 江苏
  • 湖北
  • 湖南
  • 江西
  • 浙江
  • 广东
  • 云南
  • 福建
  • 海南
  • 山西
  • 四川
  • 陕西
  • 贵州
  • 安徽
  • 广西
  • 内蒙
  • 西藏
  • 新疆
  • 宁夏
  • 兵团
手机号立即预约

请填写图片验证码后获取短信验证码

看不清楚,换张图片

免费获取短信验证码

C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递实现

上一节我们看了添加轨迹的相关处理,发现在此调用了LaunchSubscribers这个函数来订阅相关传感器数据. 这一节看看这些订阅的传感器数据的流动过程. 咱们进入Node::LaunchSubscribers看看

void Node::LaunchSubscribers(const TrajectoryOptions& options,
                             const int trajectory_id);

可以看到, 传入的参数只有当前轨迹id和配置参数. 咱们看看激光雷达和超声雷达的内容

激光雷达,超声雷达与点云数据处理与传递

存在3中雷达数据, 一种是单线雷达点云(LaserScan), 一种是多回声波雷达点云(MultiEchoLaserScanMessage),一种是点云(PointCloud2)可以处理多线雷达,

  // laser_scan 的订阅与注册回调函数, 多个laser_scan 的topic 共用同一个回调函数
  for (const std::string& topic :
       ComputeRepeatedTopicNames(kLaserScanTopic, options.num_laser_scans)) {
    subscribers_[trajectory_id].push_back(
        {SubscribeWithHandler<sensor_msgs::LaserScan>(
             &Node::HandleLaserScanMessage, trajectory_id, topic, &node_handle_,
             this),
         topic});
  }
  // multi_echo_laser_scans的订阅与注册回调函数
  for (const std::string& topic : ComputeRepeatedTopicNames(
           kMultiEchoLaserScanTopic, options.num_multi_echo_laser_scans)) {
    subscribers_[trajectory_id].push_back(
        {SubscribeWithHandler<sensor_msgs::MultiEchoLaserScan>(
             &Node::HandleMultiEchoLaserScanMessage, trajectory_id, topic,
             &node_handle_, this),
         topic});
  }

以激光雷达为例, 进入HandleLaserScanMessage

// 调用SensorBridge的传感器处理函数进行数据处理
void Node::HandleLaserScanMessage(const int trajectory_id,
                                  const std::string& sensor_id,
                                  const sensor_msgs::LaserScan::ConstPtr& msg) {
  absl::MutexLock lock(&mutex_);
  // 根据配置,是否将传感器数据跳过
  if (!sensor_samplers_.at(trajectory_id).rangefinder_sampler.Pulse()) {
    return;
  }
  map_builder_bridge_.sensor_bridge(trajectory_id)
      ->HandleLaserScanMessage(sensor_id, msg);
}

注释已经写了一部分内容了,除此之外还调用了sensor_bridge的同名函数HandleLaserScanMessage, 看参数表示这个激光雷达的数据是某个轨迹id的某个sensorid的信息.

在进到这里看看. 在sensor_bridge.cc中实现

// 处理LaserScan数据, 先转成点云,再传入trajectory_builder_
void SensorBridge::HandleLaserScanMessage(
    const std::string& sensor_id, const sensor_msgs::LaserScan::ConstPtr& msg) {
  carto::sensor::PointCloudWithIntensities point_cloud;
  carto::common::Time time;
  std::tie(point_cloud, time) = ToPointCloudWithIntensities(*msg);
  HandleLaserScan(sensor_id, time, msg->header.frame_id, point_cloud);
}

ToPointCloudWithIntensities把ros格式的LaserScan转化成carto格式的PointCloudWithIntensities,

std::tuple<::cartographer::sensor::PointCloudWithIntensities,
           ::cartographer::common::Time> 

返回值是一个打包好的std::tuple, 内容是carto格式的点云和时间戳, 然后再由std::tie解压成变量point_cloud和time, 传入真正的数据处理函数- HandleLaserScan. 进到这个函数再看看

    const size_t start_index =
        points.points.size() * i / num_subdivisions_per_laser_scan_;
    const size_t end_index =
        points.points.size() * (i + 1) / num_subdivisions_per_laser_scan_;

这一块标会一帧雷达数据被分成多少部分处理. 这个分块函数还是挺有意思的, 学习一下自己以后也可以巧妙的均匀切分数据了.

接下来就是检查分割后点云是否有错: 通过时间先后, 因为上一段分块的点云的末尾的一个点的时间戳不可能比这一块点云的第一个点的时间戳还早,否则就是错的.

    if (it != sensor_to_previous_subdivision_time_.end() &&
        // 上一段点云的时间不应该大于等于这一段点云的时间
        it->second >= subdivision_time) {
      LOG(WARNING) << "Ignored subdivision of a LaserScan message from sensor "
                   << sensor_id << " because previous subdivision time "
                   << it->second << " is not before current subdivision time "
                   << subdivision_time;
      continue;
    }
    // 更新对应sensor_id的时间戳
    sensor_to_previous_subdivision_time_[sensor_id] = subdivision_time;
    // 检查点云的时间
    for (auto& point : subdivision) {
      point.time -= time_to_subdivision_end;
    }
    CHECK_EQ(subdivision.back().time, 0.f);

然后调用当前类的HandleRangefinder方法,处理分段后的点云.

HandleRangefinder() 函数将点云点云从雷达坐标系下转到tracking_frame坐标系系下, 并转成

TimedPointCloudData格式的点云, 然后才传入到cartographer中.

值得注意的是,不论是激光雷达还是超声雷达,最终都调用的是SensorBridge::HandleLaserScan.

咱们再看看最后一种激光传感器类型-点云,不同于激光雷达和超声雷达, 这个Cartographer定义的传感器类型接受直接的点云数据, 所以免去了数据分割等数据处理. 他调用了SensorBridge::HandlePointCloud2Message这个方法, 这个方法同样调用了HandleRangefinder. 所以HandleRangefinder这个函数实现了各种雷达与点云传感器类型的统一.可以看到调用关系上点云少了一步.

里程计与IMU数据的走向

咱们看看Node::HandleImuMessage,

void Node::HandleImuMessage(const int trajectory_id,
                            const std::string& sensor_id,
                            const sensor_msgs::Imu::ConstPtr& msg) {
  absl::MutexLock lock(&mutex_);
  if (!sensor_samplers_.at(trajectory_id).imu_sampler.Pulse()) {
    return;
  }
  auto sensor_bridge_ptr = map_builder_bridge_.sensor_bridge(trajectory_id);
  auto imu_data_ptr = sensor_bridge_ptr->ToImuData(msg);
  // extrapolators_使用里程计数据进行位姿预测
  if (imu_data_ptr != nullptr) {
    extrapolators_.at(trajectory_id).AddImuData(*imu_data_ptr);
  }
  sensor_bridge_ptr->HandleImuMessage(sensor_id, msg);
}

发现imu的数据走向有2个:

1. 传入PoseExtrapolator,用于位姿预测与重力方向的确定,

2. 传入SensorBridge,使用其传感器处理函数进行imu数据处理

IMU数据通过sensor_bridge的ToImuData转化为了位姿推测器的imudata, 然后传递给了位姿推测器的AddImuData, 用于位姿预测. 同样, HandleImuMessage也采用了ToImuData转化了imu的data, 然后调用trajectory_builder_的AddSensorData添加数据到轨迹中, 实现定位.

在ToImuData方法中:

const auto sensor_to_tracking = tf_bridge_.LookupToTracking(
      time, CheckNoLeadingSlash(msg->header.frame_id));

这个是通过tf得到传感器相对于机器人坐标系的转换关系, 由于imu的hz是很高的(1000hz左右), 所以机器人一般以IMU所在位子为机器人的坐标, 以减小计算量.

里程计和IMU数据是一样的, 都是两个数据走向, 参照IMU.

GPS与landmark数据走向

landmark从Node类中的回调函数进来,只有一个走向,直接传入

SensorBridge::HandleLandmarkMessage()函数中,通过tf转换到机器人坐标系下后,再从SensorBridge传递给cartographer.

GPS数据和landmark数据一样, 只有一个走向, 和landmark不同的是, GPS数据需要进行坐标转换,因为GPS得到的raw data是lla坐标, 需要转化为ECEF坐标, 然后计算两帧GPS数据之间的相对坐标转换. 程序如下:

  // 通过这个坐标变换 乘以 之后的gps数据,就相当于减去了一个固定的坐标,从而得到了gps数据间的相对坐标变换
  trajectory_builder_->AddSensorData(
      sensor_id, carto::sensor::FixedFramePoseData{
                     time, absl::optional<Rigid3d>(Rigid3d::Translation(
                               ecef_to_local_frame_.value() *
                               LatLongAltToEcef(msg->latitude, msg->longitude,
                                                msg->altitude)))});

总结

综上所述, 所有的数据都要通过处理转化为Cartographer能够接受的数据结构, 然后通过调用trajectory_builder_的addsensordata方法, 把传感器数据给到Cartographer算法部. 这一部分没啥难点.

到此这篇关于C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递实现的文章就介绍到这了,更多相关C++ Cartographer数据传递内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网!

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递实现

下载Word文档到电脑,方便收藏和打印~

下载Word文档

猜你喜欢

C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递实现

这篇文章主要介绍了C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递实现,前面已经谈到了Cartographer中添加轨迹的方法和传感器的数据流动走向。发现在此调用了LaunchSubscribers这个函数来订阅相关传感器数据
2023-05-13

C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递如何实现

今天小编给大家分享一下C++ Cartographer源码中关于传感器的数据传递如何实现的相关知识点,内容详细,逻辑清晰,相信大部分人都还太了解这方面的知识,所以分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后有所收获,下面我们一起来了
2023-07-05

C++ Cartographer源码中关于Sensor的数据走向分析

本篇内容主要讲解“C++ Cartographer源码中关于Sensor的数据走向分析”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“C++ Cartographer源码中关于Sensor的数据走
2023-07-05

Android应用中实现如何获取所有传感器数据的

这篇文章给大家介绍Android应用中实现如何获取所有传感器数据的,内容非常详细,感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴,希望对大家能有所帮助。main.xml
2023-05-31

编程热搜

  • Python 学习之路 - Python
    一、安装Python34Windows在Python官网(https://www.python.org/downloads/)下载安装包并安装。Python的默认安装路径是:C:\Python34配置环境变量:【右键计算机】--》【属性】-
    Python 学习之路 - Python
  • chatgpt的中文全称是什么
    chatgpt的中文全称是生成型预训练变换模型。ChatGPT是什么ChatGPT是美国人工智能研究实验室OpenAI开发的一种全新聊天机器人模型,它能够通过学习和理解人类的语言来进行对话,还能根据聊天的上下文进行互动,并协助人类完成一系列
    chatgpt的中文全称是什么
  • C/C++中extern函数使用详解
  • C/C++可变参数的使用
    可变参数的使用方法远远不止以下几种,不过在C,C++中使用可变参数时要小心,在使用printf()等函数时传入的参数个数一定不能比前面的格式化字符串中的’%’符号个数少,否则会产生访问越界,运气不好的话还会导致程序崩溃
    C/C++可变参数的使用
  • css样式文件该放在哪里
  • php中数组下标必须是连续的吗
  • Python 3 教程
    Python 3 教程 Python 的 3.0 版本,常被称为 Python 3000,或简称 Py3k。相对于 Python 的早期版本,这是一个较大的升级。为了不带入过多的累赘,Python 3.0 在设计的时候没有考虑向下兼容。 Python
    Python 3 教程
  • Python pip包管理
    一、前言    在Python中, 安装第三方模块是通过 setuptools 这个工具完成的。 Python有两个封装了 setuptools的包管理工具: easy_install  和  pip , 目前官方推荐使用 pip。    
    Python pip包管理
  • ubuntu如何重新编译内核
  • 改善Java代码之慎用java动态编译

目录