Навигация по вертикальным ArUco-маркерам

Алгоритм навигации по визуальным ArUco-маркерам, реализованный в образе Клевера, поддерживает гибкую настройку положения маркеров в пространстве, что позволяет располагать их на любой поверхности, под любым углом.

Установка вертикального крепления камеры

Для более точного распознавания маркеров необходимо установить камеру вертикально таким образом, чтобы объектив был направлен параллельно горизонту.

Конфигурационный файл позволяет настраивать расположение камеры в пространстве относительно коптера любым образом. Для удобства далее будет рассматриваться вариант установки камеры под 90° к горизонту, по направлению носа коптера.

Крепление камеры, 3D печать

Распечатайте крепление камеры.

Установите крепление в удобное место таким образом, чтобы в камере было минимальное количество лишних объектов (защита, ножки, пропеллеры, лучи) — все это будет негативно сказываться на распознавании маркеров.

Настройка расположения камеры

Чтобы задать расположение камеры под необходимым углом, откройте файл main_camera.launch, расположенный в ~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/.

nano ~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/main_camera.launch

Версии 0.20+

В параметрах direction_x, direction_y установите пустые значения вручную или введите строки:

sed -i "/direction_z/s/default=\".*\"/default=\"\"/" /home/pi/catkin_ws/src/clover/clover/launch/main_camera.launch
sed -i "/direction_y/s/default=\".*\"/default=\"\"/" /home/pi/catkin_ws/src/clover/clover/launch/main_camera.launch

Отредактируйте одну из конфигурационных строк или добавьте строку, представленную ниже:

<node pkg="tf2_ros" type="static_transform_publisher" name="main_camera_frame" args="0.05 0 0.05 -1.5707963 0 -1.5707963 base_link main_camera_optical"/>

Одновременно может использоваться только одна конфигурация камеры — если вы вставляете представленную выше строку, не забудьте закомментировать активную на данный момент. Для определения этого вам поможет подсветка синтаксиса — активная строка будет подсвечена отличным от комментариев цветом. Для комментирования в начало и конец строки добавьте символы <!-- и --> соответственно.

Если на используемой вами карте, маркеры имеют равное расстояние по осям X и Y, можете воспользоваться утилитой для создания карт gen_map.py. В ином случае, вам потребуется задать их вручную — для этого перейдите в директорию ~/catkin_ws/src/clover/aruco_map/map и создайте файл карты map_name.txt. Заполните вашу карту в соответствии с синтаксисом карт. Пример карты маркеров со случайным расположением маркеров:

При введении карты выберите один из маркеров в качестве начала координат и относительно него отмеряйте расстояние до всех остальных маркеров. Если все ваши маркеры ориентированы одинаково, вы можете не указывать все 8 параметров, а указать только первые 5: индекс маркера, размер и его расположение в пространстве по осям x, y, z соответственно.

106 0.33    0   0   0
103 0.33    1.53    0.23    0
153 0.40    -0.56   1.36    0

После того, как вы заполните карту, необходимо применить ее — для этого отредактируйте файл aruco.launch, расположенный в ~/catkin_ws/src/clover/clover/launch/. Измените в нем строку <param name="map" value="$(find aruco_pose)/map/map_name.txt"/>, где map_name.txt название вашего файла с картой.

При использовании маркеров, не привязанных к горизонтальным плоскостям (пол, потолок), необходимо также сделать пустым значение аргумента placement в том же файле:

<arg name="placement" default=""/>

После всех настроек вызовите sudo systemctl restart clover для перезагрузки сервиса clover.