autolabor-m2-doc/navigationKit/software.md

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# 软件介绍
## 完整视频
以下为完整介绍视频,包含全部文档内容。
<video width="860" height="485" controls>
<source src="http://video.autolabor.com.cn/M2/m2-full-instructions.mp4" type="video/mp4">
您的浏览器不支持 video 标签。
</video>
## 功能简介
<video width="860" height="485" controls>
<source src="http://video.autolabor.com.cn/M2/m2-function-introduction.mp4" type="video/mp4">
您的浏览器不支持 video 标签。
</video>
### 启动入口
Autolabor M2软件的所有功能启动入口都在桌面的相应文件夹内
包括
1. 2D SLAM
2. 3D SLAM
3. RTK 寻迹
4. 硬件测试
### 2D SLAM 过程
#### 启动
点击桌面图标 SLAM 建图导航->2D->开始建图
#### 建图过程
使用配套的控制手柄控制机器人平台移动,覆盖空间中的待建图区域。
使用手柄时,注意手柄已经正确连接,并且解除了底盘急停状态,详情可参考手柄使用说明。
建图过程中注意控制移动速度应不高于手柄二挡并且尽量走S形路线覆盖建图区域。
建图的质量将直接影响后续定位和导航的效果,如建图质量不佳可重新进行。
SLAM算法适用于周围有明显特征的人造环境室内例如有平整的墙面直角特征。
不适用于琐碎复杂的环境,例如有较多桌腿或凳子腿,窗帘捶地,有较多植物。
#### 保存
建图完成后点击 SLAM建图导航->2D->保存并停止建图然后等待rviz窗口退出即保存完成。
构建好的地图将保存在 /home/autolabor/catkin_ws/src/applications/autolabor/m2/2dslam_cartographer/data 路径下
文件名为 map.pbstream.
### 3D SLAM 过程
#### 启动
点击桌面图标 SLAM 建图导航->3D->开始建图
#### 建图过程
使用配套的控制手柄控制机器人平台移动,覆盖空间中的待建图区域。
使用手柄时,注意手柄已经正确连接,并且解除了底盘急停状态,详情可参考手柄使用说明。
建图过程中注意控制移动速度应不高于手柄二挡并且尽量走S形路线覆盖建图区域。
建图的质量将直接影响后续定位和导航的效果,如建图质量不佳可重新进行。
SLAM算法适用于周围有明显特征的人造环境室内例如有平整的墙面直角特征。
不适用于琐碎复杂的环境,例如有较多桌腿或凳子腿,窗帘捶地,有较多植物。
#### 保存
建图完成后点击 SLAM建图导航->3D->保存并停止建图然后等待rviz窗口退出即保存完成。
构建好的地图将保存在 /home/autolabor/catkin_ws/src/applications/autolabor/m2/3dslam_cartographer/data 路径下
文件名为 map.pbstream.
### RTK 寻迹
#### 配置千寻账号
RTK寻迹功能在使用前需配置千寻账号和4G网卡确保机器人平台可以连接互联网。
打开 /home/autolabor/catkin_ws/src/applications/autolabor/m2/rtktracking_mpc/rtktracking_mpc.launch 文件
编辑 al_rtk_ros_driver 节点中的 account 和 password 属性,替换成您自己的千寻账号和密码。
![image-20240627100358442](imgs/software/image-20240627100358442.png)
#### 4G网络
准备与Linux 兼容的USB 4G网卡和4G SIM 卡插入主机USB接口确认互联网连接正常即可。
可使用系统附带的浏览器访问互联网网站测试。
主要注意由于主机以太网网口已经被多线激光雷达占用并将默认路由指向了以太网网口。如果4G网卡在系统启动前插入USB口可能造成无法连接互联网。
可通过拔掉4G网卡再插入的方式解决。
通过WIFI连接互联网同理如遇到无法连接互联网的情况可通过关闭WIFI再重新打开解决。
## 文件的组织形式
<video width="860" height="485" controls>
<source src="http://video.autolabor.com.cn/M2/m2-file-organization.mp4" type="video/mp4">
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</video>
### 工作空间
Autolabor M2 套件的ROS工作空间位于 /home/autolabor/catkin_ws 目录下
![image-20240627103707291](imgs/software/image-20240627103707291.png)
包含所有ros软件包的源代码、launch文件、算法配置文件和urdf文件。
其中软件包位于 catkin_ws/src/ 路径下
启动launch文件和配置文件位于 catkin_ws/src/applications/autolabor/m2 路径下
### 软件包
1. driver 包含所有硬件驱动程序
2. mapping 包含用于2D/3D SLAM建图的cartographer 算法包
3. navigation 包含 move base 全局路径规划器、MPC 局部路径规划器、TEB局部路径规划器、Autolabor粒子滤波、Autolabor寻迹
### 配置文件
M2 的所有配置文件位于 catkin_ws/src/applications/autolabor 目录下,此目录下内容不建议修改,如需修改可通过派生修改的方式
![image-20240627104617412](imgs/software/image-20240627104617412.png)
1. 2dslam_cartographer 2d cartographer 建图和定位的启动文件和配置
2. 3dslam_cartographer 3d cartographer 建图和定位的启动文件和配置
3. rtktracking_mpc 北斗RTK寻迹导航的启动文件和配置
4. base_launch 底盘驱动launch文件
5. urdf 机器人描述文件
6. test 硬件测试
7. desktop 桌面快捷方式
对于1、2、3 的子目录
config 保存所有配置文件
data 保存用户数据例如地图RTK展开点坐标
## 自定义配置
<video width="860" height="485" controls>
<source src="http://video.autolabor.com.cn/M2/m2-custom-configuration.mp4" type="video/mp4">
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</video>
当您需要修改配置或者组织自己launch文件时我们建议您不要修改 applications/autolabor 目录下的内容,
而是在 applications 目录下创建一个自定义的目录,并创建包文件(package.xml 和 CMakelist.txt).
将autolabor/m2下您需要对应的功能目录复制到您自定义目录下修改编译。
具体步骤如下
1. 在 applications 目录下创建自定义目录 custom (名字可按照您需求修改)
2. 复制 applications/autolabor/m2 目录下 CMakeLists.txt 和 package.xml 文件到custom目录下
3. 使用文本编辑器打开 CMakelists.txt ,修改 project(m2) 为 project(custom) 需要与目录名一致
4. 使用文本编辑器打开 package.xml 修改 <name>m2</name><name>custom</name>
5. 复制您需要的功能目录到custom 目录,例如 2dslam_cartographer
6. 使用终端进入到custom包所在目录 cd ~/catkin_ws/src/applications/custom
7. 编译 catkin build --this
8. source 环境变量 source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
这样您可以在自定义包中修改launch文件和配置文件。而不会影响官方文件当您的配置出现故障时可重复以上步骤恢复。
## 配置文件介绍
<video width="860" height="485" controls>
<source src="http://video.autolabor.com.cn/M2/m2-configuration-introduction.mp4" type="video/mp4">
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</video>
### 2D SLAM
2dslam_cartographer 目录下
create_map_start.sh 建图启动脚本
create_map_stop.sh 停止并保存地图脚本
navigation_start.sh 导航脚本
navigation_stop.sh 停止导航脚本
2dslam_cartographer_mapping.launch 建图启动launch文件
2dslam_cartographer_navigation.launch 导航启动文件
config 目录下包含cartographer 建图/定位的配置文件以及move base 全局路径规划器,局部路径规划器配置文件。
data 目录保存用户构建的地图文件,文件名为 map.pbstream
### 3D SLAM
3dslam 的文件结构与2dslam完全相同
### RTK寻迹
rtktracking_mpc 文件夹下保存rtk寻迹功能所需的launch文件和配置
rtktracking_mpc_start.sh rtk寻迹启动脚本
rtktracking_mpc_stop.sh rtk寻迹停止脚本
rtktracking_mpc.launch 启动launch
config 目录包含 move base 全局路径规划器,局部路径规划器配置文件
data 目录保存WGS84到平面直角坐标系展开点配置文件
## 硬件测试
<video width="860" height="485" controls>
<source src="http://video.autolabor.com.cn/M2/m2-hardware-testing.mp4" type="video/mp4">
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</video>
硬件测试启动入口位于桌面硬件测试目录下,点击对应的图标即可启动
针对m2套件包含
1. 2D激光雷达测试
2. 3D激光雷达测试
3. IMU测试
4. 底盘遥控测试
5. RTK测试 需配置千寻账号4G网卡室外环境
M2套件不支持PICO深度相机测试