ROS探索總結（五十七）—— Rviz三維視覺化平臺
機器人系統中存在大量資料，這些資料在計算過程中往往都處於資料形態，比如影象資料中0~255的RGB值。但是這種資料形態的值往往不利於開發者去感受資料所描述的內容，所以常常需要將資料視覺化顯示，例如機器人模型的視覺化、影象資料的視覺化、地圖資料的視覺化等。
ROS針對機器人系統的視覺化需求，為使用者提供了一款顯示多種資料的三維視覺化平臺——rviz。
rviz是一款三維視覺化工具，很好的相容了各種基於ROS軟體框架的機器人平臺。在rviz中，可以使用XML對機器人、周圍物體等任何實物進行尺寸、質量、位置、材質、關節等屬性的描述，並且在介面中呈現出來。同時，rviz還可以通過圖形化的方式，實時顯示機器人感測器的資訊、機器人的運動狀態、周圍環境的變化等。
總而言之，rviz幫助開發者實現所有可監測資訊的圖形化顯示，開發者也可以在rviz的控制介面下，通過按鈕、滑動條、數值等方式，控制機器人的行為。
一、安裝並執行rviz
rviz已經整合在桌面完整版的ROS系統當中，如果已經成功安裝了桌面完整版的ROS，可以直接跳過這一步驟，否則，請使用如下命令進行安裝：
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$ sudo apt-get install ros-kinetic-rviz
安裝完成後，在終端中分別執行如下命令即可啟動ROS系統和rviz平臺：
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$ roscore
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$ rosrun rviz rviz
啟動成功的rviz主介面如下圖所示：
該介面主要包含以下幾個部分：
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0 ：3D檢視區，用於視覺化顯示資料，目前沒有任何資料，所以顯示黑色
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1 ：工具欄，提供視角控制、目標設定、釋出地點等工具
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2 ：顯示項列表，用於顯示當前選擇的顯示外掛，可以配置每個外掛的屬性
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3 ：視角設定區，可以選擇多種觀測視角
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4 ：時間顯示區，顯示當前的系統時間和ROS時間
rviz的執行已經沒問題了，那麼如何將資料在rviz中視覺化顯示呢？
二、資料視覺化
進行資料視覺化的前提當然是要有資料，假設需要視覺化的資料以對應的訊息型別釋出，我們在rviz中使用相應的外掛訂閱該訊息即可實現顯示。
首先，需要新增顯示資料的外掛。點選rviz介面左側下方的“Add”按鍵，rviz會將預設支援的所有資料型別的顯示外掛羅列出來，如下圖所示：
在列表中選擇需要的資料型別外掛，然後在“DisplayName”裡填入一個唯一的名稱，用來識別顯示的資料。例如顯示兩個鐳射感測器的資料，可以分別新增兩個LaserScan型別的外掛，命名為Laser_base和Laser_head進行顯示。
新增完成後，rviz左側的Dispaly中會列出已經新增的顯示外掛；點選外掛列表前的加號，可以開啟一個屬性列表，根據需求設定屬性。一般情況下，“Topic”屬性較為重要，用來宣告該顯示外掛所訂閱的資料來源，如果訂閱成功，在中間的顯示區應該會出現視覺化後的資料。
如果顯示有問題，請檢查屬性區域的“Status”狀態。Status有四種狀態：OK、Warning、Error和Disabled，如果顯示的狀態不是OK，那麼請檢視錯誤資訊，並詳細檢查資料釋出是否正常。
三、外掛擴充套件機制
rviz是一個三維視覺化平臺，預設可以顯示下表所示的通用型別資料，其中包含座標軸、攝像頭影象、地圖、鐳射等資料。
但作為一個平臺，rviz可以顯示的資料不僅僅如此。rviz支援外掛擴充套件機制，以上這些資料的顯示都基於預設提供的相應外掛。如果需要新增其他資料的顯示，也可以通過編寫外掛的形式進行新增。關於rviz外掛機制的使用，可參考以下連結：
ofollow,noindex">ROS探索總結（三十四）——rviz plugin
我們甚至可以基於rviz打造一款自己的人機互動軟體，例如下圖所示是古月君針對機械臂控制開發的一系列基於rviz的外掛，可以完成類似工業機器人示教器的功能：
