解决 ROS 主从机通信问题：从机读取主机 Livox+Fast-LIO 建图数据并 RVIZ 可视化
问题背景
在基于香橙派（主机，IP：10.164.150.221）和华硕 ROG 笔记本（从机，IP：10.164.150.69）的 ROS 主从机项目中，遇到以下问题：
- 从机可以执行
rostopic list看到主机发布的话题（如/livox/imu、/livox/lidar、/Laser_map），但无法读取话题数据。 - 从机执行
rostopic hz /livox/lidar提示Cannot load message class for [livox_ros_driver2/CustomMsg]。 - 从机执行
rostopic hz /livox/imu显示no new messages。 - 从机无法通过 RVIZ 查看主机 Fast-LIO 生成的建图数据。
核心需求：实现主从机 ROS 通信，从机读取主机传感器数据并可视化建图结果。
环境说明
| 设备 | 角色 | IP 地址 | 运行节点 | ROS 版本 |
|---|---|---|---|---|
| 香橙派 5 Pro | 主机 | 10.164.150.221 | roscore、livox_driver2、fast-lio、ego-planner | Noetic |
| 华硕 ROG 笔记本 | 从机 | 10.164.150.69 | rviz（可视化） | Noetic |
解决流程
一、修正主从机 ROS 环境变量配置
ROS 主从机通信的核心是环境变量的正确配置，错误的ROS_IP/ROS_MASTER_URI会导致通信失败。
1. 主机（香橙派）配置
编辑~/.bashrc文件：
nano~/.bashrc添加/修改以下内容：
# ROS Master 配置exportROS_HOSTNAME=orangepiexportROS_MASTER_URI=http://10.164.150.221:11311exportROS_IP=10.164.150.221生效配置：
source~/.bashrc验证配置：
echo$ROS_IP$ROS_MASTER_URI# 预期输出：10.164.150.221 http://10.164.150.221:113112. 从机（华硕 ROG）配置
编辑~/.bashrc文件：
nano~/.bashrc添加/修改以下内容：
# 从机指向主机 MasterexportROS_HOSTNAME=rog-ROG-Strix-G614JVexportROS_MASTER_URI=http://10.164.150.221:11311exportROS_IP=10.164.150.69# 从机自身IP，禁止设为localhost或主机IP生效配置：
source~/.bashrc验证配置：
echo$ROS_IP$ROS_MASTER_URI# 预期输出：10.164.150.69 http://10.164.150.221:11311二、同步主从机/etc/hosts文件
ROS 依赖主机名解析，需保证主从机互相识别对方的主机名和 IP。
1. 主机和从机统一配置/etc/hosts
sudonano/etc/hosts添加以下内容：
10.164.150.221 orangepi10.164.150.69 rog10.164.150.69 rog-ROG-Strix-G614JV2. 验证主机名解析
- 主机 ping 从机：
pingrog -c3 - 从机 ping 主机：
若 ping 通则解析正常，若不通检查防火墙或网络连接。pingorangepi -c3
三、修复主机开机自启脚本的环境变量问题
主机通过ego_planner_tibos.sh脚本自动启动 ROS 节点，但非交互式 Shell 不会自动加载.bashrc，导致节点环境变量失效。
1. 问题脚本的核心缺陷
原脚本中nohup roslaunch ... &命令无法继承正确的 ROS 环境变量，节点默认使用localhost通信，从机无法接收数据。
2. 修正后的自启脚本ego_planner_tibos.sh
#!/bin/bash# 第一步：显式设置 ROS 环境变量（优先级最高）exportROS_HOSTNAME=orangepiexportROS_MASTER_URI=http://10.164.150.221:11311exportROS_IP=10.164.150.221# 延迟等待系统初始化sleep60source/home/orangepi/.bashrcsource/opt/ros/noetic/setup.bash# 启动 Livox 驱动节点（强制传递环境变量）sleep10cd/home/orangepi/code/livox_wssourcedevel/setup.bashnohupbash-c"export ROS_HOSTNAME=orangepi; export ROS_IP=10.164.150.221; roslaunch livox_ros_driver2 msg_MID360.launch">/home/orangepi/livox.log2>&1&# 启动 Fast-LIO 建图节点sleep15cd/home/orangepi/code/livox_wssourcedevel/setup.bashnohupbash-c"export ROS_HOSTNAME=orangepi; export ROS_IP=10.164.150.221; roslaunch fast_lio mapping_mid360.launch">/home/orangepi/fast_lio.log2>&1&# 启动 ego-planner 规划节点sleep10cd/home/orangepi/code/fast_drone_wssourcedevel/setup.bashnohupbash-c"export ROS_HOSTNAME=orangepi; export ROS_IP=10.164.150.221; roslaunch ego_planner single_run_in_exp.launch">/home/orangepi/ego_planner.log2>&1&cd/home/orangepi/bag_save_autosleep999999exit13. 脚本关键优化点
- 环境变量前置：脚本开头直接设置 ROS 核心变量，不依赖
.bashrc。 - 节点启动封装：用
bash -c "export ...; roslaunch ..."确保节点继承正确配置。 - 日志独立输出：每个节点日志定向到独立文件，方便问题排查。
- 合理延迟：
sleep避免节点启动冲突，适配硬件驱动加载节奏。
4. 启动并验证脚本
# 赋予脚本可执行权限chmod+x /home/orangepi/ego_planner_tibos.sh# 杀死旧进程killall-9 roslaunch rosout livox_ros_driver2_node fast_lio_node# 启动脚本/home/orangepi/ego_planner_tibos.sh&验证节点环境变量：
# 查看 Livox 节点的环境变量PID=$(ps-ef|grep-vgrep|greplivox_ros_driver2_node|awk'{print $2}')cat/proc/$PID/environ|tr'\0''\n'|grepROS_# 预期输出：# ROS_HOSTNAME=orangepi# ROS_IP=10.164.150.221# ROS_MASTER_URI=http://10.164.150.221:11311四、解决从机消息类加载失败问题
从机提示Cannot load message class，原因是缺少livox_ros_driver2和fast_lio的消息编译文件。
1. 从机编译对应功能包
# 创建并进入 ROS 工作空间mkdir-p ~/catkin_ws/src&&cd~/catkin_ws/src# 克隆功能包（与主机版本一致）gitclone https://github.com/Livox-SDK/livox_ros_driver2.gitgitclone https://github.com/hku-mars/fast-lio.git# 编译工作空间cd..catkin_make --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release# 生效编译结果sourcedevel/setup.bash验证消息文件：
ls~/catkin_ws/devel/include/livox_ros_driver2/# 预期看到 CustomMsg.h 文件五、从机 RVIZ 可视化主机建图数据
编译完成后，从机即可通过 RVIZ 连接主机 Master，查看建图数据。
1. 方式1：加载 Fast-LIO 自带 RVIZ 配置（推荐）
# 从机执行，确保 ROS 环境变量已生效source~/catkin_ws/devel/setup.bash rviz -d ~/catkin_ws/src/fast-lio/rviz_cfg/loam_livox.rviz2. 方式2：手动配置 RVIZ
- 启动空 RVIZ：
rviz - 核心配置：
- Global Options → Fixed Frame：选择
livox_frame或base_link。 - ROS Master → Network Address：填写主机 IP
10.164.150.221，端口11311。
- Global Options → Fixed Frame：选择
- 添加可视化话题：
数据类型 RVIZ 插件类型 对应话题 最终建图点云 PointCloud2 /Laser_map 实时配准点云 PointCloud2 /cloud_registered 里程计位姿 Odometry /Odometry 坐标系变换 TF /tf IMU 数据 IMU /livox/imu
验证通信与可视化效果
1. 从机验证话题数据
# 查看 IMU 数据频率rostopic hz /livox/imu# 预期输出：average rate: 200+ Hz# 查看激光雷达数据频率rostopic hz /livox/lidar# 预期输出：average rate: 10+ Hz# 查看建图点云数据rostopicecho/Laser_map2. RVIZ 可视化验证
若 RVIZ 能看到实时点云和地图，且无TF 变换错误，则配置成功。
常见问题排查：
- No transform from xxx to xxx：检查
/tf话题是否有数据，确认 Fixed Frame 选择正确。 - 话题显示灰色：确认从机
ROS_MASTER_URI指向主机，且主机节点正常运行。
在笔记本从机中运行：
roslaunch ego_planner rviz.launch## 完整脚本内容：
#!/bin/bash# 核心ROS环境变量配置（所有节点共用，优先级最高）exportROS_HOSTNAME=orangepiexportROS_MASTER_URI=http://10.164.150.221:11311exportROS_IP=10.164.150.221# 系统初始化延迟sleep60source/home/orangepi/.bashrcsource/opt/ros/noetic/setup.bash# 1. 配置串口权限 + 启动mavros节点（优先启动，无人机通信基础）# 给串口/dev/ttyACM0赋权（后台执行+延迟，避免阻塞）sudochmod777/dev/ttyACM0&sleep2# 等待权限生效# 启动mavros节点，强制继承ROS环境变量nohupbash-c"export ROS_HOSTNAME=orangepi; export ROS_IP=10.164.150.221; roslaunch mavros px4.launch">/home/orangepi/mavros.log2>&1&sleep10# 等待mavros节点初始化完成# 2. 启动Livox激光雷达驱动节点sleep10cd/home/orangepi/code/livox_wssourcedevel/setup.bashnohupbash-c"export ROS_HOSTNAME=orangepi; export ROS_IP=10.164.150.221; roslaunch livox_ros_driver2 msg_MID360.launch">/home/orangepi/livox.log2>&1&# 3. 启动Fast-LIO建图节点（依赖livox和mavros数据）sleep15cd/home/orangepi/code/livox_wssourcedevel/setup.bashnohupbash-c"export ROS_HOSTNAME=orangepi; export ROS_IP=10.164.150.221; roslaunch fast_lio mapping_mid360.launch">/home/orangepi/fast_lio.log2>&1&# 4. 启动ego_planner规划节点（依赖建图和mavros数据）sleep10cd/home/orangepi/code/fast_drone_wssourcedevel/setup.bashnohupbash-c"export ROS_HOSTNAME=orangepi; export ROS_IP=10.164.150.221; roslaunch ego_planner single_run_in_exp.launch">/home/orangepi/ego_planner.log2>&1&cd/home/orangepi/bag_save_auto#nohup rosbag record --split --duration=60 /Odometry /cloud_registered /livox/imu /livox/lidar /mavros/imu/data_raw &# 保持脚本运行sleep999999exit1总结
本次问题的核心是ROS 环境变量配置错误+自启脚本环境失效+从机消息类缺失。解决流程可归纳为：
- 正确配置主从机
ROS_IP/ROS_MASTER_URI和/etc/hosts。 - 修复自启脚本，确保节点继承正确的网络配置。
- 从机编译对应功能包，解决消息类加载问题。
- RVIZ 加载配置或手动添加话题，实现可视化。
该流程适用于所有 ROS 主从机通信场景，尤其适合需要自动启动节点的嵌入式设备项目。
参考资料
https://github.com/ZJU-FAST-Lab/Fast-Drone-250
https://blog.csdn.net/kjb655/article/details/151579873?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%252256ee626d58a463dd6379252f9a6257ea%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334…%2522%257D&request_id=56ee626d58a463dd6379252f9a6257ea&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2allsobaiduend~default-2-151579873-null-null.142v102pc_search_result_base2&utm_term=ego%20planner%20mid360&spm=1018.2226.3001.4187
https://blog.csdn.net/qq_56338777/article/details/156907497?spm=1011.2415.3001.5331
https://blog.csdn.net/zhanghm1995/article/details/106781954?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%252226654f59f59406de58c21a128b46af44%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fall.%2522%257D&request_id=26654f59f59406de58c21a128b46af44&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2allfirst_rank_ecpm_v1~hot_rank-2-106781954-null-null.142v102pc_search_result_base2&utm_term=ros%E4%B8%BB%E4%BB%8E&spm=1018.2226.3001.4187
