宇树机器狗go2—slam建图(1)点云格式

0.前言

上一篇番外文章教大家如何在宇树机器狗go2的gazebo仿真环境中实现简单的导航运动，本期文章会教大家如何让宇树的机器狗go2在仿真环境中进行slam建图时经常会遇到的一些点云格式，在后续的slam建图和slam算法解析的时候会经常与这些点云信息打交道。宇树机器狗go2仿真会作为一个长期项目来进行不定期更新，仿真不只限于在gazebo上实现，后面还会在isaac sim等仿真平台上教大家如何搭建，其目的还是帮助各位都能以较低的成本加入到宇树机器狗go2的学习中。gazebo的仿真对电脑的需求会低于isaac sim等仿真平台，这对实验条件要求会低很多，更很适合学校小实验室或个人进行仿真实验。

同时我也希望能有更多的开发者加入近来一起完成机器狗go2的仿真实验项目的建设，如有更好的方案和建议可以私聊或申请共创作者。

1.ros PointClould点云格式

宇树机器狗go2配上livox的mid360进行gazebo仿真使用的就是ros PointClould点云格式（livox官方gazebo仿真功能包给的是ros PointClould点云格式，但可通过修改点云属性文件livox_points_plugin.cpp来将PointCloud点云）：

使用rostopic命令会在终端中打印出话题的消息类型、发布者和接收者。

rostopic info /scan

ros PointClould的点云消息格式如下：sensor_msgs /PointCloud Message

std_msgs/Header header
geometry_msgs/Point32[] points
sensor_msgs/ChannelFloat32[] channels

header：类型为 Header，包含了消息的元数据，如时间戳（stamp）、坐标系（frame_id）等。时间戳可用于确定数据采集的时间，坐标系则表明这些点云数据所在的参考系。
points：类型为 geometry_msgs/Point32[]，是一个三维点的数组。每个 Point32 包含三个浮点型字段 x、y、z，分别表示点在三维空间中的坐标。
channels：类型为 sensor_msgs/ChannelFloat32[]，用于存储额外的属性信息。每个 ChannelFloat32 包含一个字符串 name 用于标识该通道的含义，以及一个浮点型数组 values 存储对应的值。例如，可以用一个通道存储点的强度信息，另一个通道存储点的颜色信息等。

2.ros PointClould2点云格式

宇树机器狗go2配上velodyne的vlp16进行gazebo仿真使用的就是ros PointClould2点云格式：

使用rostopic命令会在终端中打印出话题的消息类型、发布者和接收者。

rostopic info /velodyne_points

ros PointClould2的点云消息格式如下：sensor_msgs /PointCloud2 Message

std_msgs/Header header
uint32 height
uint32 width
sensor_msgs/PointField[] fields
bool is_bigendian
uint32 point_step
uint32 row_step
uint8[] data
bool is_dense

header： Header 类型，包含时间戳和坐标系等元数据。
height 和 width：height 和 width 用于描述点云的二维结构。如果点云是无序的，height 通常为 1，width 表示点的数量；如果点云是有序的（如立体相机采集的深度图），则 height 和 width 分别表示点云的行数和列数。
fields：类型为sensor_msgs/PointField[]，描述了点云中每个点的字段信息。每个 PointField 包含字段的名称（如 x、y、z、intensity 等）、偏移量（表示该字段在数据中的起始位置）、数据类型（如 FLOAT32、UINT8 等）和计数（通常为 1）。
is_bigendian：布尔类型，指示数据是否采用大端字节序。
point_step：无符号 32 位整数，表示每个点在数据缓冲区中占用的字节数。
row_step：无符号 32 位整数，表示每行点在数据缓冲区中占用的字节数。
data：无符号 8 位整数数组，存储了实际的点云数据。数据按照 fields 中定义的字段顺序和 point_step、row_step 的规则排列。
is_dense：布尔类型，指示点云中是否包含无效点（如 NaN 或 Inf）。如果为 true，则表示点云中所有点都是有效的。