ROS 2接口

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本章介绍如何在Ubuntu系统中安装和使用Mech-Eye SDK的ROS 2接口。

最新ROS 2接口仅与Mech-Eye SDK 2.3.4或以上版本互相兼容。如安装最新版Mech-Eye SDK后希望继续使用已有的ROS程序，请根据迁移指南修改ROS程序。

使用前提

使用Mech-Eye SDK的ROS 2接口，需先满足以下使用前提：

ROS 2版本：推荐使用稳定版本的ROS 2，即Humble Hawksbill。
Ubuntu版本：推荐使用22.04，即ROS Humble Hawksbill的主要目标平台。

Mech-Eye SDK的ROS 2接口经测试与上述版本的ROS 2和Ubuntu系统兼容。本章提供的代码示例均源自上述版本。

安装Mech-Eye SDK：详见Mech-Eye SDK安装指南（Ubuntu）。
安装接口依赖的软件库。

安装依赖的软件库

Mech-Eye SDK的ROS 2接口依赖以下软件库：

OpenCV：3.0或以上
PCL：1.8或以上
（如需使用ros2 launch命令）xterm：无版本要求

使用ros2 launch命令可便捷地在RViz中可视化获取的点云数据，无需进行额外操作。

在ROS Humble Hawksbill安装完成后，请执行以下命令安装依赖的软件库：

sudo apt install libopencv-dev
sudo apt install ros-humble-cv-bridge
sudo apt install libpcl-dev
sudo apt install ros-humble-pcl-conversions
sudo apt install python3-colcon-common-extensions

克隆并构建接口

请执行以下步骤克隆并构建Mech-Eye SDK的ROS 2接口：

执行以下命令克隆ROS 2接口：

mkdir -p ~/colcon_ws/src && cd ~/colcon_ws/src
git clone https://github.com/MechMindRobotics/mecheye_ros2_interface.git

执行以下命令配置环境：

如使用Debian packages安装的ROS 2：

# Replace ".bash" with your shell if you're not using bash
# Possible values are: setup.bash, setup.sh, setup.zsh
source /opt/ros/humble/setup.bash

如从源构建的ROS 2：

# Replace ".bash" with your shell if you're not using bash
# Possible values are: setup.bash, setup.sh, setup.zsh
. ~/ros2_humble/install/local_setup.bash

执行以下命令构建ROS 2接口：
```
cd ~/colcon_ws
colcon build
```

使用接口

请执行以下步骤使用Mech-Eye SDK的ROS 2接口：

（可选）根据需求修改~/colcon_ws/src/mecheye_ros2_interface/src/路径下MechMindCamera C++编程语言文件（.cpp）中的配置：
- 自动保存获取的文件至本地：将save_file的值设置为true，获取的文件将自动保存至/tmp/路径下。
- 通过指定IP地址连接特定的相机：
  1. 将camera_ip的值设置为该相机的IP地址。
  2. 将if (!findAndConnect(camera))函数注释，并将其下的行取消注释。
- 转换坐标系：修改fx、fy、u和v的值，将相机坐标系转换为其他坐标系。需用四元数表示旋转量。
  
  修改工作路径下的C++编程语言文件或MechMindCamera头文件（.h）后，需重新执行colcon build命令。

打开终端，然后执行以下命令启动接口：

使用ros2 launch命令：

source ~/colcon_ws/install/setup.bash
ros2 launch ~/colcon_ws/src/mecheye_ros2_interface/launch/start_camera.py

使用ros2 run命令：

source ~/colcon_ws/install/setup.bash
ros2 run mecheye_ros_interface start

根据提示输入待连接相机的编号（index），并按Enter键连接相机。
打开一个新的终端，然后执行以下命令调用服务。将service_name替换为服务名称，将ServiceName替换为服务文件名称，parameter_name替换为参数名称，parameter_value替换为需设置的参数值。

服务列表中提供了各个服务的命令示例。
```
source ~/colcon_ws/install/setup.bash
    ros2 service call [/service_name] [mecheye_ros_interface/srv/ServiceName] "{parameter_name: parameter_value}"
```

话题列表

以下为Mech-Eye SDK的ROS 2接口提供的话题：

/mechmind/camera_info：相机内参
/mechmind/color_image：编码格式为bgr8的2D图
/mechmind/stereo_color_image_left：编码格式为bgr8的左相机2D图
/mechmind/stereo_color_image_right：编码格式为bgr8的右相机2D图
/mechmind/depth_map：编码为32位浮点数单通道图像的深度图
/mechmind/point_cloud：无纹理点云数据
/mechmind/textured_point_cloud：纹理点云数据

服务列表

以下为Mech-Eye SDK的ROS 2接口提供的服务及各服务的命令示例。

数据采集

capture_color_image：采集2D图。

示例：

ros2 service call /capture_color_image mecheye_ros_interface/srv/CaptureColorImage

capture_depth_map：采集深度图。

示例：

ros2 service call /capture_depth_map mecheye_ros_interface/srv/CaptureDepthMap

capture_point_cloud：采集无纹理点云。

示例：

ros2 service call /capture_point_cloud mecheye_ros_interface/srv/CapturePointCloud

capture_textured_point_cloud：采集纹理点云。

示例：

ros2 service call /capture_textured_point_cloud mecheye_ros_interface/srv/CaptureTexturedPointCloud

capture_stereo_color_images：采集两个2D相机的2D图像。
该服务仅可用于以下型号：DEEP、LSR S、LSR L、LSR XL和PRO XS。

示例：
ros2 service call /capture_stereo_color_images mecheye_ros_interface/srv/CaptureStereoColorImages

参数组管理

get_all_user_sets：获取所有可用参数组的名称。

示例：

ros2 service call /get_all_user_sets mecheye_ros_interface/srv/GetAllUserSets

get_current_user_set：获取当前选中的参数组的名称。

示例：

ros2 service call /get_current_user_set mecheye_ros_interface/srv/GetCurrentUserSet

set_current_user_set：选择需使用的参数组。
该服务有1个参数：
- value（string）：要选择的参数组的名称。
示例：选择名为123的参数组。
ros2 service call /set_current_user_set mecheye_ros_interface/srv/SetCurrentUserSet "{value: '123'}"
如参数组名称由纯数字组成，需将参数组名放至单引号之间。
add_user_set：添加1个新参数组。添加后该参数组将自动被选中。
该服务有1个参数：
- value（string）：要添加的参数组的名称。
示例：添加名为123的参数组。
ros2 service call /add_user_set mecheye_ros_interface/srv/AddUserSet "{value: '123'}"
如参数组名称由纯数字组成，需将参数组名放至单引号之间。
delete_user_set：删除指定的参数组。
该服务有1个参数：

value（string）：要删除的参数组的名称。

示例：删除名为123的参数组。
ros2 service call /delete_user_set mecheye_ros_interface/srv/DeleteUserSet "{value: '123'}"
如参数组名称由纯数字组成，需将参数组名放至单引号之间。

获取相机信息

device_info：获取当前连接的相机的信息。

可获取的信息包括：

型号
序列号
硬件版本
固件版本
IP地址
子网掩码
IP地址分配方式
端口号

示例：

ros2 service call /device_info mecheye_ros_interface/srv/DeviceInfo

调节相机参数

Mech-Eye SDK 2.3.4及以上版本按照参数的数据类型提供通用的方法，其ROS 2接口提供对应的服务。获取和调节相机参数值时，需调用与该相机参数的数据类型对应的服务，并将相机参数名作为服务的参数输入。相机参数的名称和数据类型可在Mech-Eye SDK安装路径中的头文件中查阅：/opt/mech-mind/mech-eye-sdk/include/area_scan_3d_camera/parameters/。

共有以下参数数据类型：

_Int
_Float
_Bool
_Enum
_Roi
_Range
_FloatArray

get_int_parameter：获取指定的_Int类型相机参数的值。
该服务有1个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
示例：获取Scan2DExpectedGrayValue参数的值。
ros2 service call /get_int_parameter mecheye_ros_interface/srv/GetIntParameter "{name: Scan2DExpectedGrayValue}"
set_int_parameter：设置指定的_Int类型相机参数的值。
该服务有2个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
- value（int）：该相机参数的新参数值。
示例：将Scan2DExpectedGrayValue参数的值设置为101。
ros2 service call /set_int_parameter mecheye_ros_interface/srv/SetIntParameter "{name: Scan2DExpectedGrayValue, value: 101}"
get_float_parameter：获取指定的_Float类型相机参数的值。
该服务有1个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
示例：获取Scan2DExposureTime参数的值。
ros2 service call /get_float_parameter mecheye_ros_interface/srv/GetFloatParameter "{name: Scan2DExposureTime}"
set_float_parameter：设置指定的_Float类型相机参数的值。
该服务有2个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
- value（float）：该相机参数的新参数值。
示例：将Scan2DExposureTime参数的值设置为40.1。
ros2 service call /set_float_parameter mecheye_ros_interface/srv/SetFloatParameter "{name: Scan2DExposureTime, value: 40.1}"
get_bool_parameter：获取指定的_Bool类型相机参数的值。
该服务有1个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
示例：获取Scan2DToneMappingEnable参数的值。
ros2 service call /get_bool_parameter mecheye_ros_interface/srv/GetBoolParameter"{name: Scan2DToneMappingEnable}"
set_bool_parameter：设置指定的_Bool类型相机参数的值。
该服务有2个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
- value（bool）：该相机参数的新参数值。
示例：将Scan2DToneMappingEnable参数的值设置为True。
ros2 service call /set_bool_parameter mecheye_ros_interface/srv/SetBoolParameter "{name: Scan2DToneMappingEnable, value: True}"
get_enum_parameter：获取指定的_Enum类型相机参数的值。
该服务有1个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
示例：获取Scan2DExposureMode参数的值。
ros2 service call /get_enum_parameter mecheye_ros_interface/srv/GetEnumParameter "{name: Scan2DExposureMode}"
set_enum_parameter：设置指定的_Enum类型相机参数的值。
该服务有2个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
- value（string）：该相机参数的新参数值。
示例：将Scan2DExposureMode参数的值设置为Timed。
ros2 service call /set_enum_parameter mecheye_ros_interface/srv/SetEnumParameter "{name: Scan2DExposureMode, value: Timed}"
get_roi_parameter：获取指定的_Roi类型相机参数的值。
该服务有1个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
示例：获取Scan2DROI参数的值。
ros2 service call /get_roi_parameter mecheye_ros_interface/srv/GetROIParameter "{name: Scan2DROI}"
set_roi_parameter：设置指定的_Roi类型相机参数的值。
该服务有5个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
- x（uint32）：ROI的新左上角x坐标。
- y（uint32）：ROI的新左上角y坐标。
- width（uint32）：ROI的新宽度。
- height（uint32）：ROI的新高度。
示例：将Scan2DROI参数的值设置为20, 20, 600, 800（即一个600px宽、800px高、左上角位于(20,20)的ROI）。
ros2 service call /set_roi_parameter mecheye_ros_interface/srv/SetROIParameter "{name: Scan2DROI, x: 20, y: 20, width: 600, height: 800}"
get_range_parameter：获取指定的_Range类型相机参数的值。
该服务有1个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
示例：获取DepthRange参数的值。
ros2 service call /get_range_parameter mecheye_ros_interface/srv/GetRangeParameter "{name: DepthRange}"
set_range_parameter：设置指定的_Range类型相机参数的值。
该服务有3个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
- lower（int32）：该相机参数范围的新最小值。
- upper（int32）：该相机参数范围的新最大值。
示例：将DepthRange参数的值设置为200~1000。
ros2 service call /set_range_parameter mecheye_ros_interface/srv/SetRangeParameter "{name: DepthRange, lower: 200, upper: 1000}"
get_float_array_parameter：获取指定的_FloatArray类型相机参数的值。
该服务有1个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
示例：获取Scan2DHDRExposureSequence参数的值。
ros2 service call /get_float_array_parameter mecheye_ros_interface/srv/GetFloatArrayParameter "{name: Scan2DHDRExposureSequence}"
set_float_array_parameter：设置指定的_FloatArray类型相机参数的值。
该服务有2个参数：
- name（string）：相机参数的名称。
- array（float64[]）：该相机参数新参数值。
示例：将Scan2DHDRExposureSequence参数的值设置为[30.0, 35.5, 40.0]。
ros2 service call /set_float_array_parameter mecheye_ros_interface/srv/SetFloatArrayParameter "{name: Scan2DHDRExposureSequence, array: [30.0,35.5,40.0]}"

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