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Astra Pro camera configuration and use

Leslie Shang included in ROS SLAM
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基于OPENNI2的开发环境配置

OpenNI2简介

OpenNI 中文译为开放自然语言交互，用官方的表述来讲就是 a standard framework for 3D sensing，用于3D感知的开发接口。

OpenNI2 是第二代版本，相对于第一代更加专注于对3D设备的支持和数据的获取，移除了手势识别等中间件的方式，代码更加的精简，简而言之 OpenNI2 就是一个RGBD相机的用户态驱动，对上提供统一的接口，方便用户获取RGBD的图像数据，对下提供统一的标准类，方便RGBD厂商进行适配。

目前 OpenNI2 支持的设备包括 PS1080、PSLink、orbbec、Kinect 等设备，由于其清晰的代码结构，很容易对第三方设备进行适配。

OpenNI2 的源码地址为：https://github.com/OpenNI/OpenNI2

PrimeSense 是 Kinect 一代的芯片供应商，位于以色列，也是开源体感开发包 OpenNI 的维护者。自从被 Apple 收购后，销声匿迹，OpenNI 也停止更新。

现在可以从网站http://structure.io/openni下载到 OpenNI 2 SDK 和文档。

下载OpenNI2

注： 奥比中光官方网站下载的 OpenNI 2 文件以及在 structure.io 或 PCL 等官方网站上下载的 OpenNI 的对应文件中都缺少相应的所需文件如 orbbec.dll 和 orbbec.ini 等等

这里选择在Universal Download Thread for Astra Series Cameras下载 OpenNI 2 for Linux，这个网站在国外，下载链接可能打不开，可以科学上网进行下载，注意要根据系统信息选择合适的驱动

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以 Linux-x64 为例

安装配置及示例程序测试

  1. 解压下载的 OpenNI 包

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    unzip OpenNI-Linux-x64-2.3

  2. 解压完成后，给安装文件install.sh加上可执行权限

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    sudo chmod a+x install.sh

  3. 运行安装脚本，可以产生OpenNIDevEnvironment，其中包含了 OpenNI 的开发环境

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    sudo ./install.sh

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  4. 添加环境变量，OpenNI 要依据一些环境变量来定位文件

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    source OpenNIDevEnvironment

  5. 要运行带图形界面的示例程序（比如 SimpeViewer），需要额外安装 freeGLUT 库。如果只是运行命令行程序（如 SimpleRead），则不必安装

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    # To run visual samples(e.g., SimpleViewer), you will need freeglut3 header and libaries, please install: 
sudo apt-get install build-essential freeglut3 freeglut3-dev

  6. 编译示例文件

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    cd Samples/SimpleViewer
make

    编译make时可能会报错如下：error: ‘char* __builtin_strncpy(char*, const char*, long unsigned int)’ specified bound 256 equals destination size [-Werror=stringop-truncation]

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    该错误的关键在于[-Werror=stringop-truncation]，这是gcc把警告当成错误造成的，该问题在使用gcc8.0以上的编译器时会出现，因为gcc在8.0之后的版本加入了 stringop truncation 的验证警告

    解决办法：

    直接修改源码 Viewer.cpp

    找到调用报错函数 strncpy(…) 的位置，在下方添加一行代码，将相应容器的最后一位手动设置为结束符'\0'，如下：

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    第二种修改方式是将 strncpy 中长度改为小于目标缓冲区边界值，即将 length 调整为 sizeof(buf) -1，修改后如下：

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    重新编译通过：

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  7. 插入相机，可通过lsusb命令查看是否检测到相机

  8. 运行示例程序

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    cd Bin/x64-Release/
./SimpleViewer

    如果一切顺利，应该获得如下图所示效果：

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    如果运行时显示找不到设备 no devices found，如下所示：

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    原因：没有正确安装驱动，之前sudo ./install.sh只是安装了安装驱动所需的 udev 文件，但实际上并没有安装驱动，因此 OpenNI2 在调用相关API时，就找不到深度相机。

    解决方法：将Redist中包含的 Astra-pro 驱动相关文件拷贝到 OpenNI2 的指定位置，这样 OpenNI2 就能正确识别出深度相机了，具体指令如下：

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    # 当前目录为 OpenNI2/OpenNI-Linux-x64-2.3
sudo cp ./Redist/OpenNI2/Drivers/* /usr/lib/OpenNI2/Drivers
sudo cp ./Redist/libOpenNI2.* /usr/lib
sudo cp -r Include/ /usr/include/openni2

基于ros的开发环境配置

安装依赖

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# Assuming you have sourced the ros environment, same below
sudo apt install libgflags-dev  ros-$ROS_DISTRO-image-geometry ros-$ROS_DISTRO-camera-info-manager ros-$ROS_DISTRO-image-transport ros-$ROS_DISTRO-image-publisher libgoogle-glog-dev libusb-1.0-0-dev libeigen3-dev

安装 libuvc

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git clone https://github.com/libuvc/libuvc.git
cd libuvc
mkdir build && cd build
cmake .. && make -j4
sudo make install
sudo ldconfig

新建ros工作空间

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mkdir -p ~/ros_ws/src

下载代码

ros_astra_camera.zip

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 cd ~/ros_ws/src
 unzip ros_astra_camera.zip

编译

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cd ~/ros_ws
catkin_make

编译可能出现问题

如果编译报错:

  1. 出现错误

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    [ 98%] Built target astra_camera_node
/usr/bin/ld: CMakeFiles/camera_node.dir/src/libuvc_camera/camera_driver.cpp.o: in function `libuvc_camera::CameraDriver::~CameraDriver()':
camera_driver.cpp:(.text+0xcb4): undefined reference to `uvc_free_frame'
/usr/bin/ld: camera_driver.cpp:(.text+0xcd4): undefined reference to `uvc_exi

    主要原因是找不到相应的库，在 ros_astra_camera 的 CMakeList.txt 中find_package(libuvc REQUIRED) 下方添加语句：

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    set(libuvc_INCLUDE_DIRS "/usr/local/include/libuvc")
set(libuvc_LIBRARIES "/usr/local/lib/libuvc.so")

    libuvc 的路径根据自己的安装位置进行更改。

  2. 出现错误 'nullptr' was not declared in this scope

    在 ros_astra_camera 的 CMakeList.txt 中添加：

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    add_definitions(-std=c++11)

更新设备管理选项

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cd ~/ros_ws
source ./devel/setup.bash
roscd astra_camera
./scripts/create_udev_rules

命令执行完成后可以在/etc/udev/rules.d/查看是否有orbbec-usb.rules文件，如果文件里没有对应的设备号，可以根据自己的id号来更新设备管理选项：即修改 ATTR{idProduct} 和 ATTR{idVendor} 项值即可。

此处可以使用lsusb来查看自己的相机在设备列表中的id号，例如:

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再看对应orbbec-usb.rules文件

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注：其中2bc5:0403是深度模块，2bc5:0502是RGB模块。

重启服务

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sudo service udev reload
sudo service udev restart

修改launch文件内容

在 ros_astra_camera/launch 文件下修改 astrapro.launch 文件

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因为astra pro相机的RGB模块是 0501，因此需要将 product 参数的值修改为 0x0501，不然不能显示RGB图像。

启动相机

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roslaunch astra_camera astrapro.launch

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启动后在pc上打开 rviz，添加 image 组件，

通过订阅 /camera/rgb/image_raw 可以获得RGB图像信息，

通过订阅 /camera/depth/image 可以获得深度图像信息，

订阅 /camera/ir/image 可以获得红外信息

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官方提供了点云ros包 astra_visual

astra_visual.zip

运行 astra_visual 包内的 pointCloud_pub.launch，并在 rviz 中添加 pointCloud2 组件订阅主题

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roslaunch astra_visual pointCloud_pub.launch

即可看到 rviz 中间有一团点云在闪动，查看源码即可看到点云生成过程

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运行可能出现问题

  • 报权限错误，并且出现获取不到设备的警告时，需要检测是否可以识别 video0 设备以及 usb 设备，可以给摄像头读写权限：

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    sudo chmod 777 /dev/bus/usb/002/*

  • 如果出现 process has died 的错误：

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    1. 请确保当前只有一个使用相机的程序在运行，可以查看后台程序，查找是否之前已经开启过相机程序
    2. 如果是在虚拟机进行运行的话，调整USB兼容性为 USB 3.1

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Updated on 2022-11-23
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