ROS 教程之 vision : 用各种摄像头获取图像

可能有很多人想在ROS下学习视觉，先用摄像头获取图像，再用opencv做相应算法处理，可是ROS下图像的采集可不像平常的read一下那么简单，需要借助外部package的使用。而摄像头即可以用笔记本自带的摄像头，也可以用外部的kinect，当然还可以是外部接入的usb接口的摄像头。前两者照着《ROS by Example 1》的 第10章来学习，安装一下相应的package很容易上手。但是Lz在用ROS操作外部接入的摄像头时遇到了一些问题，用书中的uvc_cam package读入不了图像，Lz采用的镜头是SONY
的CCD镜头，然后接了一个UVC图像采集卡(关于这个采集卡，去淘宝搜就有，无需安装驱动，在ubuntu下直接可以用)，这个采集卡出来的图像格式是MJPEG。在废了一些功夫后，解决了如何采集图像的问题，一一记录下来。

本文将从两个方向介绍如何采集图像到ROS下：

1、首先简要介绍如何用笔记本自带的摄像头采集图像，这部分主要就是《ROS by example 1》中第10章的内容，但贴出了lz在使用过程中遇到的问题和解决办法。

2、用ROS如何采集笔记本或台式机上上外部摄像头的图像，硬件：ccd摄像头+uvc图像采集卡（usb接口），出来的视频流是MJPEG格式。

一、用笔记本自带摄像头采集图像。

笔记本自带的摄像头的设备号一般为/dev/video0

第一步：安装Webcam 驱动

$ sudo apt-get install git-core
$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/ericperko/uvc_cam.git
$ rosmake uvc_cam

其中第二行   catkin_ws/src  对应你自己建立的catkin工作空间

在新的终端中输入，假设你已经安装了《ROS by example 1》中的rbx1 package：

roslaunch rbx1_vision uvc_cam.launch device:=/dev/video0

如果见到ERROR:cannot launch node of type [uvc_cam/uvc_cam_node]：uvc_can.....这个错误的话，如下图。出现这个问题应该是你还没有安装uvc_camera 的驱动。

新建一个终端窗口输入：

sudo apt-get install ros-hydro-uvc-camera

hydro为的ros版本号，请替换为你自己的ROS版本。

这个问题也是LZ在查看了ros answer后找到的解决方法，原链接：http://answers.ros.org/question/193121/can-anybody-please-tell-how-to-use-web-camera-in-ros/

现在重新输入你之前的

roslaunch rbx1_vision uvc_cam.launch device:=/dev/video0

这个时候在终端窗口中还会看到ERROR:Problem setting exposure....可以忽略。

新建终端输入：

rosrun image_view image_view image:=/camera/rgb/image_color

这时候应该就可以看到弹出一个窗口，等待几秒，就可以见到图像了。

二、用外部摄像头采集图像

这部分废了LZ一些时间，本来想直接用上面读取笔记本自带摄像头的方法应该也可以用在这。于是，我直接按照上面的方式输入：

roslaunch rbx1_vision uvc_cam.launch device:=/dev/video1
rosrun image_view image_view image:=/camera/rgb/image_color

结果，没有图像，以为是图像宽度和高度设置错误，改成640*480,有了！结果是下面这样：

由于UVC图像采集卡出来的视频格式是MJPEG，lz查看了uvc_cam的程序以后，进行简单修改，折腾一番后还是无功而返。

于是，开始排查问题，第一步看摄像头采集卡有没有问题：在软件中心，查找 guvcview ,安装这个软件,然后在video&Files中device一栏选择为你的外部摄像头，看有没有图像。如果没有图像，说明你的视频采集卡有问题或者CCD摄像头有问题。

硬件没问题以后，只能从ROS的摄像头驱动想办法了，ROS支持的摄像头开发包有很多，这里有一个列表进行了罗列,还有这里有一篇文章进行了各个驱动的简单对比。在查看usb_cam
的wiki说明的时候，发现pixel_format 一栏默认的是mjpeg,大喜！于是决定启用这个package.

安装usb_cam package的流程和上面的uvc_cam几乎一样：

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/bosch-ros-pkg/usb_cam.git
$ cd ~/catkin_ws
$ catkin_make

安装好以后就是如何使用了。

在catkin_ws/src/rbx1/rbx1_vision/launch 下创建一个新的空白文件，命名为usb_cam.launch,名字和文件夹是你自己设定的，前面是lz存放的方式。在usb_cam.launch文件中输入：

<launch>
    <arg name="device" default="/dev/video0" />

    <node name="usb_cam_node" pkg="usb_cam" type="usb_cam_node" output="screen">
	<remap from="usb_cam_node/image_raw" to="camera/rgb/image_color" />
        <param name="video_device" value="$(arg device)" />
        <param name="image_width" value="640" />
        <param name="image_height" value="480" />
        <param name="framerate" value="30" />
        <param name="brightness" value="128" />
        <param name="contrast" value="128" />
        <param name="saturation " value="70" />
    </node>
</launch>

其中：对比度，饱和度，亮度，那三个参数是LZ自己摄像头上比较好的配置，根据guvcview那个软件配置的，launch文件中的remap 将image_raw 映射到image_color是为了和书中的内容对应。

然后启动：

roslaunch rbx1_vision usb_cam.launch device:=/dev/video1
rosrun image_view image_view image:=/camera/rgb/image_color

当然你也可以不用image_view去看，可以在终端中输入：

rqt

用rqt去查看图像，如下：

    注意：usb_cam这个驱动默认的视频格式是mjpeg,如果你想用这个驱动来读取笔记本自带摄像头的图像，需要usb_cam.launch中修改视频像素格式，在launch文件中添加如下语句：

<param name="pixel_format " value="yuyv" />

其中笔记本的视频格式yuyv是通过guvcview软件查看获得。

这个渣渣图像，是一开始usb_cam默认参数配置的结果。一开始遇到的时候，把lz吓坏了，这像素用来做算法会是个坑啊。于是lz关闭所有ROS节点，将摄像头断电，uvc图像采集卡拔下来重新插上，重新给摄像头上电，然后启动guvcview,会出来一套默认的参数，效果很好，于是记下了那几个参数，就是前面的对比度（128），亮度（128），饱和度（70）.将这几个参数修改以后，果然好了很多。

至此，无论是关于外部摄像头（实验室大多数情况）采集图像还是用笔记本摄像头采集图像，都已经解决了，下面就是在ROS下操作opencv写算法了，照着《ROS by example 1》中第10章学习就行了。

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