本节我们来认识一个新的传感器，该传感器在自动驾驶、室内导航等应用非常多，比如扫地机器人上就是用的它作为感知环境的重要工具，该传感器是激光雷达。

激光雷达（Light Detection And Ranging）,缩写LiDAR，翻译称为激光探测和测距。

激光雷达的原理也很简单，就像蝙蝠的定位方法一样，我们都知道蝙蝠的定位，比如下面的回声定位。

普通单线激光雷达通常有一个发射器和一个接收器。发射器将激光辐射到前面的目标，物体将反射激光，然后激光雷达的接收器可以检测到反射激光。

激光飞行距离可以通过计算发送和反馈之间的时间间隔来计算。TOF(飞行时间法Time of flight，也叫时差法)。

除了TOF还有其他测距方法，比如三角法，这里就不扩展放一篇文章了，大家自己看。

• 详细介绍激光三角测距原理

目前市场上几乎所有的激光雷达都采用三角测距，比如思岚:

需要注意的是，激光雷达虽然只有一个发射器和一个接收器，但可以通过电机旋转，从而达到360度测距周围环境的目的。

五位数长这样

四位数长这样

这样长三位数

如此长的两位数

不要钱这么长

仿真的，不要钱

因为激光雷达属于射线传感器，这种传感在Gazebo插件被封装成动态库libgazebo_ros_ray_sensor.so。

然后我们来看看LiDAR主题新闻界面sensor_msgs/msg/LaserScan。

ros2 interface show  sensor_msgs/msg/LaserScanCopy to clipboardErrorCopied 

# Single scan from a planar laser range-finder # # If you have another ranging device with different behavior (e.g. a sonar # array), please find or create a different message, since applications # will make fairly laser-specific assumptions about this data  std_msgs/Header header # timestamp in the header is the acquisition time of                              # the first ray in the scan.                              #                              # in frame frame_id, angles are measured around                              # the positive Z axis (counterclockwise, if Z is up)                              # with zero angle being forward along the x axis  float32 angle_min            # start angle of the scan [rad] float32 angle_max            # end angle of the scan [rad] float32 angle_increment      # angular distance between measurements [rad]  float32 time_increment       # time between measurements [seconds] - if your scanner                              # is moving, this will be used in interpolating position                              # of 3d points float32 scan_time            # time between scans [seconds]  float32 range_min            # minimum range value [m] float32 range_max            # maximum range value [m]  float32[] ranges             # range data [m]                              # (Note: values < range_min or > range_max should be discarded) float32[] intensities        # intensity data [device-specific units].  If your                              # device does not provide intensities, please leave                              # the array empty.Copy to clipboardErrorCopied 

雷达的数据结构有点复杂，但我相信你可以通过注释和名可以看到7788，不理解也没关系，一般来说，我们不会直接操作雷达的数据。这里的小鱼skip。

有了前面的经验，我们需要在URDF添加以下内容

<gazebo reference="laser_link">       <sensor name="laser_sensor" type="ray">       <always_on>true</always_on>       <visualize>true</visualize>       <update_rate>5</update_rate>       <pose>0 0 0.075 0 0 0</pose>       <ray>           <scan>            <horizontal>
              <samples>360</samples>
              <resolution>1.000000</resolution>
              <min_angle>0.000000</min_angle>
              <max_angle>6.280000</max_angle>
            </horizontal>
          </scan>
          <range>
            <min>0.120000</min>
            <max>3.5</max>
            <resolution>0.015000</resolution>
          </range>
          <noise>
            <type>gaussian</type>
            <mean>0.0</mean>
            <stddev>0.01</stddev>
          </noise>
      </ray>

      <plugin name="laserscan" filename="libgazebo_ros_ray_sensor.so">
        <ros>
          <remapping>~/out:=scan</remapping>
        </ros>
        <output_type>sensor_msgs/LaserScan</output_type>
        <frame_name>laser_link</frame_name>
      </plugin>
      </sensor>
    </gazebo>Copy to clipboardErrorCopied

可以看到:

1. 雷达也可以设置更新频率update_rate，这里设置为5
2. 雷达可以设置分辨率，设置为1，采样数量360个，最终生成的点云数量就是360
3. 雷达也有噪声，模型为gaussian
4. 雷达有扫描范围range，这里配置成0.12-3.5，0.015分辨率
5. 雷达的pose就是雷达的joint中位置的设置值

编译

colcon buildCopy to clipboardErrorCopied

运行

ros2 launch fishbot_description gazebo.launch.pyCopy to clipboardErrorCopied

CLI看话题

ros2 topic list
ros2 topic info /scanCopy to clipboardErrorCopied

ros2 topic echo /scanCopy to clipboardErrorCopied

接着我们尝试使用rviz2进行可视化激光雷达数据

添加和修改RVIZ2的如下：（通过LaserScan插件可以看到激光数据）

相信你改完之后依然是看不到任何激光雷达的数据的，反看topic的echo出来的数据，不是0就是inf(无限大)，再看看gazebo你会发现，激光雷达并没有达到任何一个物体上。

所以我们可以手动的给激光雷达周围添加一下东西，点击Gazebo工具栏的正方体，圆球或者圆柱，随意放置几个到我们激光雷达的最大扫描半径内。

接着我们再看一下RVIZ2，这里小鱼把size改大了10倍0.01->0.1。

到这里我们就把fishbot的各个传感器都仿真出来了，第九章的内容也暂且告一段落，迎接我们的是第十章，也就是fishbot的导航仿真，nav2了。

如果你想先本教程一步学习Nav2，可以到nav2中文网哦～

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