TUP-Vision-2023-JLUFIX

基于沈阳航空航天大学TUP战队2023赛季视觉基础程序开发仓库，尝试完善算法，缝合代码

Version

V3.1

程序基于ros-galactic框架

• update

Time	Function	Description
2024/01/27	添加imu数据的topic	便于联合标定
2024/01/29	改成绝对角度，对齐时间戳	消除通信延迟问题
2024/01/31	小符模式固定转速	免计算转速，提高稳定性
2024/03/04	装甲板选择逻辑	没有合适装甲板时瞄观测装甲板的预测位置，放宽火控朝向角范围
2024/03/29	大符补偿	去掉bigdelay和smalldelay，删除转速计算不合理的延时，在predict中实现小符固定转速及大符补偿

1.Brief

程序整体架构采用前后端分离的模式，以实现更加高效的模块化编程。自瞄分为检测模块和预测模块，检测节点订阅相机图像并将图像送入网络推理输出目标信息，预测节点则订阅目标信息并进行跟踪预测。

功能模块流程图：

autoaim
sentry_autoaim
buff

2.Introduction

• Packages

Name	Function	Description
global_user	定义全局接口	包含通用函数/结构体/枚举类型
global_interface	自定义消息	全局msg定义
serialport	串口驱动	定义与下位机的通信协议
camera_driver	相机驱动	包含大恒/海康/USB相机驱动接口
armor_detector	装甲板检测节点	识别出待打击目标
armor_processor	装甲板预测节点	对待打击目标进行预测
buff_detector	能量机关检测节点	识别出待打击扇叶
buff_processor	能量机关预测节点	对待打击扇叶进行预测

• Custom messages

Message	Topic	Description
Autoaim.msg	/armor_detector/armor_msg	目标装甲板消息
Buff.msg	/buff_detector/buff_msg	目标能量机关消息
CarPos.msg	/car_pos	车辆位置消息
Decision.msg	/robot_decision/decision	决策消息
DetectorArray.msg	/armor_detector/detections	目标消息
GameInfo.msg	/game_info	比赛消息（下位机从裁判系统读入）
Gimbal.msg	/armor_processor/gimbal_msg /armor_processor/tracking_msg /buff_processor/gimbal_msg /buff_processor/tracking_msg	云台消息（自瞄控制消息）
ObjHP.msg	/obj_hp	目标血量消息（从裁判系统读入）
Serial.msg	/serial_msg	串口消息

3.Environment

Library	URL	Description
OpenVINO	https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/tools/openvino-toolkit/download.html	目前使用的版本是OpenVINO2023.1，直接offline下载一键安装即可，需要给权限
glog	https://github.com/google/glog/releases/tag/v0.5.0
yaml-cpp	https://github.com/jbeder/yaml-cpp/releases/tag/yaml-cpp-0.5.3	需指定将yaml-cpp库编译成共享库
Ceres	http://ceres-solver.org/installation.html	Click "latest stable release"
Eigen	https://gitlab.com/libeigen/eigen/-/releases/3.4.0	编译此库前首先对ceres库进行编译
OpenCV	https://github.com/opencv/opencv/tree/4.2.0 \ https://github.com/opencv/opencv_contrib/tree/4.x	编译时两个包放一块，注意编译时需传入指定参数
海康相机库	https://www.hikrobotics.com/cn/machinevision/service/download?module=0	编译安装时给权限
大恒相机库	https://www.daheng-imaging.com/index.php?m=content&c=index&a=lists&catid=59&czxt=9&sylx=21&syxj=44#mmd	编译安装时给权限

4.Debug

• Prepare

  • 参数配置文件位置：src/global_user/config/autoaim.yaml(参数配置详解见:Autoaim_Config )
  • 对应的launch文件位置：src/global_user/launch/autoaim_bringup.launch.py
  • 首先根据实际情况更改相机类型（camera_type）和型号(camera_name)（包括armor_detector空间和armor_processor空间下对应的参数），调试视频则把camera_type赋为3；
  • 与下位机通信调试时将配置文件中的using_imu参数改为true，同时把launch文件中的using_imu参数置为True；
  • 调试的参数主要是CS模型(singer_model)和IMM模型对应的参数(trans_prob_matrix\model_prob_vector\process_noise\measure_noise)。

• Compile

    colcon build --symlink-install 
    . install/setup.bash
  

• Command

    ros2 launch global_user autoaim_bringup.launch.py
  

• Startup

  • Step1:设置shell脚本权限

    sudo chmod 777 your_shell_script_path
    

  • Step2:配置程序启动首选项

    gnome-terminal -- your_shell_script_path
    

• Log

  • 日志保存路径设置

    sudo gedit ~/.bashrc
    export ROS_HOME=~/ros_logs
    

2.能量机关调试

• Prepare

  • 参数配置文件位置：src/global_user/config/buff.yaml
  • 对应的launch文件位置：src/global_user/launch/buff_bringup.launch.py
  • 首先根据实际情况更改相机类型（camera_type）和型号(camera_name)（包括buff_detector空间和buff_processor空间下对应的参数），调试视频则把camera_type赋为3，同时更改launch文件中的相机类型；
  • 与下位机通信调试时将配置文件中的using_imu参数改为true，同时把launch文件中的using_imu参数置为True；
  • 调试时可以适当修改时间延迟量（delay_small和delay_big）。

• Compile

    colcon build --symlink-install 
    . install/setup.bash
  

• Command

    ros2 launch global_user buff_bringup.launch.py
  

5.Develop log

Date	Issue	Debug
2023-04-24	添加新网络模型，区分大小装甲板。
2023-04-14	相机驱动节点加入ros2bag录制图像数据和回放数据功能	比赛前须打开此功能。
2023-03-xx	Fixed image transport delay problem.(0.5ms左右)	将图像订阅者的qos的depth设置为1。
2022-12-11	Update buff node.
2022-12-01	Merge armor_detector node and armor_processor node to one node.
2022-11-11	添加ros2 parameter callback，配合rqt_reconfigure插件可以实现节点动态调参(目前仅可在usb相机驱动节点使用)。	全局均可使用，普通数据类型可以直接修改，目前不支持对数组容器的动态修改。
2022-11-06	Construct system models and filter algorithms template class.
2022-11-05	Fixed serialport node bugs and armor processor node bugs.
2022-10-28	加入tf2，serialport包将陀螺仪数据加入到tf树，world->gyro(+ transformation == world->camera)	Delete
2022-10-23	加入2022.1版本的OpenVINO，并在armor_detector节点调试成功，在7代i7NUC上测试网络推理部分耗时在15ms～30ms左右。（10～15ms）	在步兵和英雄10代i5的nuc上调试程序总延时在6~8ms。
2022-10-20	调试发现网络推理部分加载模型出现异常，ros下加载.xml文件后初始化失败。
2022-10-05	完成相机驱动功能包的开发，包括相机驱动和相机节点两部分，针对大恒、海康和usb相机。	迈德威视的驱动暂未添加，不可使用。

6.Supplement

Issue	Debug	Add
串口权限永久解决	1) whoami --查看用户名 2) sudo usermod -aG dialout username
程序运行出现WARNING:selected interface "lo" is not multicast-capable: disabling multicast / ERROR:Failed to find a free participant index for domain 0	FIXED:创建一个脚本/etc/network/if-up.d/ros2-lo-multicast：#!/bin/sh ip link set lo multicast on
Error:recvUC: malformed packet received from vendor 1.16 state parse	Issue:ros2/ros2#1163
Error:编译时出现死机情况	加入参数--parallel-workers threads_num(>=1)
运行时出错，无法找到libopenvino	在.bashrc文件中export ldlibrary路径

7.弹丸命中率测试

Date	Description	ShootCount	HitNum	TP
2023-04-06	步兵射击机动状态下的英雄	55	50	90.1%