Запуск публикации изображений с камеры с помощью пакета ROS

Запуск пакетов ROS из командной строки не удобен по ряду причин: командную строку долго набирать с клавиатуры, в ней неудобно настраивать параметры, командная строка не запускается сама при старте системы. Поэтому далее мы выполним создание собственного учебного пакета ROS zuza, в рамках которого будем запускать автоматически публикацию изображений с камеры, а также вести дальнейшие разработки для создания системы автономной навигации.

ROS пакет создаётся с помощью системы catkin – официальной системы компиляции/сборки пакетов ROS (на момент написания учебного пособия). В catkin используются макросы cmake и скрипты Python для реализации дополнительного функционала поверх системы cmake (https://ru.wikipedia.org/wiki/CMake ). Работа catkin похожа на cmake, но в catkin добавлен автоматический поиск пакетов и возможность одновременной сборки нескольких взаимосвязанных проектов. Подробно концепция системы сборки catkin описана на странице http://wiki.ros.org/catkin/conceptual_overview .

Для создания catkin пакета нужно создать рабочую область в каталоге пользователя:

mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

Команда catkin_make – инструмент для работы с рабочими областями catkin (англ. catkin workspaces). После первого выполнения она создаёт ссылку на файл CMakeLists.txt в каталоге src, а также создаёт каталоги ‘build’ и ‘devel’. Внутри каталога devel находятся несколько предустановочных скриптов, которые настраивают системные переменные для нашей рабочей области. Нужно запустить соответствующий установочный файл с помощью команды source:

source devel/setup.bash

Чтобы проверить правильность инициализации переменных окружения установочным скриптом, убедитесь, что переменная окружения ROS_PACKAGE_PATH включает в себя текущий каталог, в котором Вы находитесь:

echo $ROS_PACKAGE_PATH
/home/pi/catkin_ws/src:/opt/ros/kinetic/share

Далее мы переходим к созданию ROS пакета. Каждый catkin пакет должен соответствовать нескольким условиям:

• Содержать в себе файл с описанием пакета package.xml соответствующего формата;

• Содержать в себе файл CMakeLists.txt, который будет использовать система сборки catkin;

• Каждый пакет должен храниться в своём собственном каталоге.

Создание пакета производится с помощью команд:

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg zuza std_msgs rospy roscpp
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash

Данные команды создадут и соберут пустой catkin пакет в указанном каталоге (в нашем примере – catkin_ws).

Для того чтобы пакеты в catkin_ws были доступны сразу при запуске сеанса, нужно добавить строчку в файл .bashrc:

source /home/pi/catkin_ws/devel/setup.bash

Создадим launch-файл zuza.launch для старта пакета cv_camera в каталоге ~/catkin_ws/src/zuza/launch , следующего содержания:

<launch>
	<!-- main nodelet manager -->
    <node pkg="nodelet" type="nodelet" name="nodelet_manager" args="manager" output="screen" clear_params="true">
        <param name="num_worker_threads" value="4"/>
    </node>

	<!-- camera node - настройка публикации изображения с помощью модуля cv_camera -->
	<node pkg="nodelet" type="nodelet" name="main_camera" args="load cv_camera/CvCameraNodelet nodelet_manager" clear_params="true">
        <param name="frame_id" value="main_camera_optical"/>
        <param name="camera_info_url" value="file://$(find zuza)/camera_info/fe130_320_01.yaml"/>
		<!-- setting camera FPS -->
        <param name="rate" value="100"/>
        <param name="cv_cap_prop_fps" value="40"/> 
        <param name="image_width" value="640"/>
        <param name="image_height" value="480"/>
    </node>
</launch>

Данный файл описывает параметры запуска модулей nodelet (http://wiki.ros.org/nodelet ) и cv_camera (http://wiki.ros.org/cv_camera) в режиме нодлета с указанными параметрами. Пакет nodelet является механизмом запуска разных алгоритмов внутри одного процесса с передачей массивов данных по ссылке (без копирования) между этими алгоритмами.

Запуск нашего пакета на выполнение осуществляется с помощью команды

roslaunch zuza zuza.launch.

Проверить работу пакета можно с помощью утилит командной строки (rostopic list и прочих), a также с помощью программы image_view:

rosrun image_view image_view image:=/main_camera/image_raw

Подробно про создание и запуск ROS пакетов можно прочитать по ссылке: http://wiki.ros.org/ROS/Tutorials/catkin/CreatingPackage

После успешного запуска работы камеры через ROS можно приступать к калибровке камеры.