ROS1系统学习---12 ROS1三维可视化工具RViz
RViz（ROS Visualization Tool）是ROS中一款非常重要、非常强大的三维可视化工具。它能够将机器人、传感器数据、环境地图等机器人系统中的各种信息以图形化方式显示出来，帮助我们更直观地理解和调试机器人应用，是开发和调试机器人时不可或缺的帮手。
1、RViz 安装
在ROS中，Rviz通常作为desktop-full版本的一部分被自动安装。如果你不确定是否安装，或者只想单独安装Rviz，可以按照以下步骤操作。
ROS为不同需求提供了多种安装组合，你可以根据自己的需要选择
Desktop-Full（推荐）
包含Rviz、Gazebo、rqt以及2D/3D感知包等几乎所有核心工具。
sudo apt install ros-noetic-desktop-fullDesktop
包含ROS-Base以及Rviz、rqt等图形化工具，但没有Gazebo模拟器
sudo apt install ros-noetic-desktopROS-Base
仅包含核心的通信和构建库，没有Rviz等图形界面工具
sudo apt install ros-noetic-ros-base对于ROS Kinetic或Melodic用户，只需将命令中的 noetic 替换为 kinetic 或 melodic 即可。
单独安装Rviz
如果你已经安装了ROS，但发现Rviz不可用，可以单独安装它：
# 对于Noetic
sudo apt install ros-noetic-rviz
# 对于Kinetic/Melodic
# sudo apt install ros-kinetic-rviz
# sudo apt install ros-melodic-rviz
```[citation:6]2、快速启动与界面熟悉
1、启动Rviz
首先，你需要运行ROS的核心节点：
roscore接着，重新打开一个新的终端，运行以下命令启动Rviz：
rosrun rviz rviz或者直接输入：
rviz
```[citation:6]
2、认识Rviz界面
成功启动后，你将看到类似下图的界面，主要分为以下几个区域：
3D视图区：主屏幕，用于三维可视化显示所有数据。
工具栏：提供视角控制、设置目标、发布导航点等交互工具。
显示项列表：管理所有已添加的显示插件（如机器人模型、激光雷达、地图等），并可配置它们的属性。
视角设置区：快速切换不同的观测视角。
时间显示区：显示当前的系统时间和ROS时间。
3、核心使用技巧与案例
Rviz的核心功能是通过"显示插件（Displays）"来可视化各种数据。
基本使用流程
添加显示插件：
点击左侧"Displays"面板下方的 Add 按钮，会弹出一个插件列表。这里列出了Rviz所有支持的数据类型。例如，为了显示机器人的运动，你需要添加 TF 插件；为了显示激光雷达数据，则需要添加 LaserScan 插件。配置话题与属性：
例如，添加一个"LaserScan"插件后，你需要将其"Topic"属性设置为你的激光雷达数据实际发布的话题，比如
添加插件后，最关键的一步是配置它订阅的话题（Topic）。数据是通过ROS话题发布到系统中的，Rviz插件需要订阅正确的话题才能收到数据。/scan。保存配置：
配置好所有插件后，可以通过 File -> Save Config 将当前布局和配置保存为一个.rviz文件。下次启动时可以直接加载这个文件，无需重新配置。
3、应用案例：在Rviz中查看机器人模型和传感器数据
假设你有一个机器人，它已经配置好了URDF模型，并且能够发布激光雷达和深度相机的数据。
1、启动机器人模型和相关节点：
# 启动机器人模型，这通常会发布TF变换和机器人关节状态
roslaunch your_robot_model display.launch
# 启动激光雷达驱动节点
roslaunch your_robot_sensor lidar.launch2、启动并配置Rviz：
rosrun rviz rviz添加机器人模型：点击"Add"，选择"RobotModel"。如果TF配置正确，机器人的三维模型会立刻出现在3D视图中。
添加激光雷达数据：点击"Add"，选择"LaserScan"，并将"Topic"设置为你的雷达话题（如
/scan）。你应该能看到红色的扫描点覆盖在障碍物上。添加深度相机点云：点击"Add"，选择"PointCloud2"，并将"Topic"设置为相机点云话题（如
/camera/depth/points）。你可以看到环境的彩色三维点云。
通过这样的配置，你就可以在一个界面中实时监控机器人的姿态、周围环境的障碍物信息以及三维结构，极大地便利了导航、感知等算法的开发。
4、常见错误与解决方法
在使用Rviz时，你可能会遇到一些棘手的报错。下表列举了一些典型问题及解决方案。
1、Rviz无法启动，提示libGL error或Segmentation fault
常见于Docker环境或系统驱动问题。
• 安装GLX库：sudo apt install libgl1-mesa-glx。
• 检查显卡驱动：确保已安装正确的NVIDIA驱动，尤其在物理机上。
2、Rviz在Wayland下无法启动
某些系统默认使用Wayland显示协议，可能与Rviz不兼容。
• 强制使用X11：启动时加上QT_QPA_PLATFORM=xcb，即 QT_QPA_PLATFORM=xcb rviz。可以将此命令添加到~/.bashrc中。
3、Rviz能打开，但3D视图一片黑
• 固定坐标系未设置：在"Global Options"下的"Fixed Frame"中，通常需要设置为 map 或 odom 等有效的坐标系。
• 未添加任何显示插件：记得通过"Add"按钮添加你需要可视化的数据类型。
4、机器人模型显示不正常或TF报错
• TF变换缺失或错误：在终端输入 rosrun tf view_frames 可以查看TF树，检查是否存在断裂或错误的变换。确保你的机器人模型正确发布了TF信息。
5、机械臂规划成功但无法执行
在MoveIt!环境中，可能会报错"start point deviates..."。
• 初始状态误差过大：机械臂的当前实际关节角度与MoveIt!规划的起始角度相差超过阈值（默认0.01）。可以手动在Rviz中将机械臂调整到初始状态，或适当调整容差参数。