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览沃 ROS 驱动程序（ livox_ros_driver English README ）
览沃ROS驱动程序是一个全新的 ROS 包，专门用于连接览沃生产的 LiDAR 设备。该驱动程序可以在安装了 ROS 环境（ indigo,kinetic,melodic ）的 ubuntu14.04/16.04/18.04 操作系统下运行。经测试可以运行览沃 ROS 驱动程序的硬件平台包括：intel x86 主流 cpu 平台，部分 ARM64 硬件平台（如，nvida TX2/Xavier 等）。
1. 安装依赖
运行览沃 ROS 驱动程序之前，必须安装 ROS 和 Livox-SDK。
1.1 ROS 环境安装
ROS 环境安装请参考 ROS 安装指南：
ROS 安装指南
注意：
1. 务必安装 ROS 完整版 ( ros-distro-desktop-full )； 2. 国内安装 ROS 时，由于网络环境问题，有可能安装失败或者安装错误，请耐心查找错误原因，并解决问题； 3. ROS 安装一共有 7 到 8 个步骤，请仔细阅读安装指南；
1.2 Livox-SDK 安装
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从 Github 下载或者克隆 Livox-SDK 到本地；
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参考对应的 README.md 文档安装和运行 Livox-SDK；
2. 获取并构建览沃 ROS 驱动源代码包
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从览沃 GitHub 获取览沃 ROS 驱动程序
git clone https://github.com/Livox-SDK/livox_ros_driver.git ws_livox/src注意：务必使用上面的命令克隆代码到本地，否则会因为文件路径的问题而编译出错
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参照如下命令，构建览沃 ROS 驱动程序 :
cd ws_livox catkin_make -
使用如下命令更新当前 ROS 包环境 :
source ./devel/setup.sh
3. 运行览沃 ROS 驱动程序
使用 ROS launch 文件加载览沃 ROS 驱动
命令格式如下：
roslaunch livox_ros_driver [launch file] [param]
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如果 [param] 参数项为空，则览沃 ROS 驱动程序会根据配置文件中的具体配置来连接对应的设备，具体连接规则如下：
当配置文件中指定的设备连接状态配置为使能连接时 (true) ，览沃 ROS 驱动程序只会连接该配置文件中指定的设备；
说明：
（1）该配置文件位于 "ws_livox/src/livox_ros_driver/config" 目录下；
（2）当配置文件中指定的设备连接状态全部配置为禁止连接 (false) 时，览沃 ROS 驱动程序会自动连接扫描到的所有设备；
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如果 [param] 参数为 LiDAR 的广播码，以 LiDAR（ 广播码为 0TFDG3B006H2Z11 ） 和 LiDAR ( 广播码为 1HDDG8M00100191 ) 为例，使用的具体命令如下 :
roslaunch livox_ros_driver livox_lidar_rviz.launch bd_list:="0TFDG3B006H2Z11&1HDDG8M00100191"
广播码说明
每台览沃 LiDAR 设备拥有一个唯一的广播码。广播码由14位字符长度的序列号和一个额外的字符组成（ 1、2或者 3），一共 15 位字符长度，上述序列号位于 LiDAR 机身外壳的二维码下面（见下图）。广播码被用来指定要连接的 LiDAR 设备，详细组成格式如下：
注意：上图中 X ，在 MID-100_Left/MID-40/Horizon/Tele 产品中对应为 1 ，在 MID-100_Middle 中对应为 2，在MID-100_Right 中对应为 3 。
4. Launch 文件与览沃 ROS 驱动程序内部参数配置说明
4.1 Launch 配置文件描述
览沃驱动程序中所有的 launch 文件都位于 "ws_livox/src/livox_ros_driver/launch" 路径下，不同的 launch 文件拥有不同的配置参数值， 应用在不同的场景中:
| launch 文件名 | 功能 |
|---|---|
| livox_lidar_rviz.launch | 连接览沃雷达设备 向外发布 pointcloud2 格式的点云数据 自动加载rviz |
| livox_hub_rviz.launch | 连接览沃中心板设备 向外发布 pointcloud2 格式的点云数据 自动加载rviz |
| livox_lidar.launch | 连接览沃雷达设备 向外发布 pointcloud2 格式的点云数据 |
| livox_hub.launch | 连接览沃中心板设备 向外发布 pointcloud2 格式的点云数据 |
| livox_lidar_msg.launch | 连接览沃雷达设备 向外发布览沃自定义点云数据 |
| livox_hub_msg.launch | 连接览沃中心板设备 向外发布览沃自定义点云数据 |
| lvx_to_rosbag.launch | 转换 lvx 文件为 rosbag 文件 直接将 lvx 文件转换为 rosbag 文件 |
| lvx_to_rosbag_rviz.launch | 转换 lvx 文件为 rosbag 文件 从 lvx 文件中读取点云数据，并转换为 pointcloud2 格式向外发布 |
4.2 览沃 ROS 驱动程序内部主要参数配置说明
览沃 ROS 驱动程序中的所有内部参数都位于 launch 文件中，下面将对经常用到的三个参数进行详细说明:
| 参数名 | 详细说明 |
|---|---|
| publish_freq | 设置点云发布频率 浮点数据类型，推荐值 5.0，10.0，20.0，50.0 等。 |
| multi_topic | LiDAR 设备是否拥有独立的 topic 发布点云数据 0 -- 所有 LiDAR 设备共同使用同一个 topic 发送点云数据 1 -- 每个 LiDAR 设备各自拥有独立的 topic 发布点云数据 |
| xfer_format | 设置点云格式 0 -- 览沃 pointcloud2(PointXYZRTL) 点云格式 1 -- 览沃自定义点云数据格式 2 -- PCL库中标准 pointcloud2(pcl::PointXYZI) 点云格式 |
览沃 ROS 驱动程序点云数据详细说明 :
1.1 览沃 pointcloud2(PointXYZRTL) 点云格式，详细如下 :
float32 x # X axis, unit:m
float32 y # Y axis, unit:m
float32 z # Z axis, unit:m
float intensity # the value is reflectivity, 0~255
uint8 tag # livox tag
uint8 line # laser number in lidar
1.2 览沃自定义数据包格式，详细如下 :
Header header # ROS standard message header
uint64 timebase # The time of first point
uint32 point_num # Total number of pointclouds
uint8 lidar_id # Lidar device id number
uint8[3] rsvd # Reserved use
CustomPoint[] points # Pointcloud data
览沃自定义点云（CustomＰoint）格式 :
uint32 offset_time # offset time relative to the base time
float32 x # X axis, unit:m
float32 y # Y axis, unit:m
float32 z # Z axis, unit:m
uint8 reflectivity # reflectivity, 0~255
uint8 tag # livox tag
uint8 line # laser number in lidar
1.3 PCL 库中标准 pointcloud2(pcl::PointXYZI) 点云格式 :
请参考 PCL 库 point_types.hpp 文件中 the pcl::PointXYZI 数据结构。
5. 配置 LiDAR 参数
在 "ws_livox/src/livox_ros_driver/config" 路径下, 有两个 json 配置文件，分别为 livox_hub_config.json 和 livox_lidar_config.json 。
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直接连接 LiDAR 时，使用 livox_lidar_config.json 来配置 LiDAR 参数，文件内容示例如下：
{ "lidar_config": [ { "broadcast_code": "0TFDG3B006H2Z11", "enable_connect": true, "enable_fan": true, "return_mode": 0, "coordinate": 0, "imu_rate": 1, "extrinsic_parameter_source": 0 } ] }上面 json 文件中各参数属性说明如下表：
LiDAR 配置参数说明
属性 类型 描述 默认值 broadcast_code 字符串 LiDAR 广播码，15位字符，由14位字符长度序列号加一个字符长度附加码组成 0TFDG3B006H2Z11 enable_connect 布尔值 是否连接此 LiDAR
true -- 连接此 LiDAR
false -- 禁止连接此 LiDARfalse enable_fan 布尔值 是否自动控制此 LiDAR 风扇
true -- 自动控制 LiDAR 风扇
false -- 禁止自动控制此 LiDAR 风扇true return_mode 整型 回波模式
0 -- 第一个回波模式
1 -- 最强回波模式
2 -- 双回波模式0 coordinate 整型 原始点云数据的坐标轴类型
0 -- 直角坐标系
1 -- 球坐标系0 imu_rate 整型 IMU 传感器数据的推送频率
0 -- 关闭 IMU 传感器数据推送
1 -- 以 200Hz 频率推送 IMU 传感器数据
其他值 -- 未定义，会导致不可预测的行为发生
目前只有 Horizon/Tele 支持此选项，MID 序列不支持0 extrinsic_parameter_source 整型 是否使能外参自动补偿
0 -- 不补偿 LiDAR 外参
1 -- 自动补偿 LiDAR 外参
说明：连接多个 LiDAR 时，如果要使用外参自动补偿功能，必需先使用 livox viewer 标定好外参并保存到 LiDAR 中0 -
连接中心板时，使用 livox_hub_config.json 来配置中心板和 LiDAR 相关的参数，文件内容示例如下：
{ "hub_config": { "broadcast_code": "13UUG1R00400170", "enable_connect": true, "coordinate": 0 }, "lidar_config": [ { "broadcast_code": "0TFDG3B006H2Z11", "enable_fan": true, "return_mode": 0, "imu_rate": 1 } ] }
中心板 json 配置文件内容与 LiDAR 配置文件的主要区别在于，增加了中心板配置项 hub_config ，中心板相关的具体配置内容见下表：
HUB 配置参数说明
| 属性 | 类型 | 描述 | 默认值 |
| -------------- | ------ | ------------------------------------------------------------ | --------------- |
| broadcast_code | 字符串 | HUB 广播码，15位字符，由14位字符长度的序列号加一个字符长度的附加码组成 | 13UUG1R00400170 |
| enable_connect | 布尔值 | 是否连接当前 Hub，<br/>true -- 连接此 Hub，意味着所有与此中心板相连接的 LiDAR 数据都会被接收 <br/>false -- 禁止连接此 Hub，意味着所有与此中心板相连接的 LiDAR 数据都不会被接收 | false |
| coordinate | 整型 | 原始点云数据的坐标轴类型<br/>0 -- 直角坐标系<br/>1 -- 球坐标系 | 0 |
*特别说明*
（1）中心板配置项 hub_config 中配置参数 enable_connect 和 coordinate 是全局性的，控制着所有 LiDAR 的行为，因此中心板 json 配置文件中 LiDAR 相关的配置不包括这两项内容。
（2）中心板自身支持补偿 LiDAR 外参，无需览沃 ROS 驱动程序来补偿。
## 6. 览沃 ROS 驱动程序的时间戳同步功能
#### 6.1 硬件要求
准备一台 GPS 设备，确保此 GPS 能够通过串口或者 USB 虚拟串口输出 GPRMC/GNRMC 格式的 UTC 时间信息，同时支持 PPS 信号输出；将 GPS 串口连接到运行览沃驱动程序的主机，将 GPS 的 PPS 信号连接到 LiDAR 的 PPS 信号线，详细的连接说明以及更多时间戳同步方式介绍请参考如下链接：
[时间戳同步](https://github.com/Livox-SDK/Livox-SDK/wiki/Timestamp-Synchronization)
*特别说明*：
（1）览沃 ROS 驱动程序的时间戳同步功能是基于 Livox-SDK 的 LidarSetUtcSyncTime 接口实现，且只支持 GPS 同步，是览沃设备多种同步方式的一种；
（2）务必将 GPS 的 GPRMC/GNRMC 时间信息的输出频率设置为 1Hz，其他频率不推荐；
（3）GPRMC/GNRMC 格式字符串示例如下：
$GNRMC,143909.00,A,5107.0020216,N,11402.3294835,W,0.036,348.3,210307,0.0,E,A31 $GNRMC,021225.00,A,3016.60101,N,12007.84214,E,0.011,,260420,,,A67 $GPRMC,010101.130,A,3606.6834,N,12021.7778,E,0.0,238.3,010807,,,A6C $GPRMC,092927.000,A,2235.9058,N,11400.0518,E,0.000,74.11,151216,,D49 $GPRMC,190430,A,4812.3038,S,07330.7690,W,3.7,3.8,090210,13.7,E,D*26
#### 6.2 使能时间戳同步功能
览沃 ROS 驱动程序只有在与 LiDAR 连接的时候才支持时间戳同步功能，时间戳相关的配置项 timesync_config 位于 livox_lidar_config.json 文件中，详细的配置内容见下表：
时间戳同步功能配置说明
| 属性 | 类型 | 描述 | 默认值 |
| ---------------- | ------ | ------------------------------------------------------------ | -------------- |
| enable_timesync | 布尔值 | 是否使能时间戳同步功能<br/>true -- 使能时间戳同步功能<br/>false -- 禁止时间戳同步功能 | false |
| device_name | 字符串 | 要连接的串口设备名称，以 "/dev/ttyUSB0" 为例，表示向览沃驱动程序发送时间戳信息的设备是 ttyUSB0 | "/dev/ttyUSB0" |
| comm_device_type | 整型 | 发送时间戳信息的设备类型<br/>0 -- 串口或者USB虚拟串口设备<br/>其他 -- 不支持 | 0 |
| baudrate_index | 整型 | 串口设备的波特率型<br/>0 -- 2400 波特率<br/>1 -- 4800 波特率<br/>2 -- 9600 波特率<br/>3 -- 19200 波特率<br/>4 -- 38400 波特率<br/>5 -- 57600 波特率<br/>6 -- 115200 波特率<br/>7 -- 230400 波特率<br/>8 -- 460800 波特率<br/>9 -- 500000 波特率<br/>10 -- 576000 波特率<br/>11 -- 921600 波特率 | 2 |
| parity_index | 整型 | 串口信号的奇偶校验类型<br/>0 -- 8bit数据无校验位<br/>1 -- 7bit数据1bit偶校验<br/>2 -- 7bit数据1bit奇校验<br/>3 -- 7bit数据1bit 0，无校验 | 0 |
## 7. lvx 点云数据文件（v1.0/v1.1） 转换为 rosbag 文件
览沃 ROS 驱动程序支持 lvx 点云数据文件转换为 rosbag 文件，具体命令如下：
`roslaunch livox_ros_driver lvx_to_rosbag.launch lvx_file_path:="/home/livox/test.lvx"`
替换如上命令中的 "/home/livox/test.lvx" 为本地 lvx 数据文件路径后，直接运行即可；如果转换成功，将会在上述路径下产生同名 rosbag 格式点云数据文件。