rviz2 三维可视化：机器人的"上帝视角"

拿到功能包的真实安装路径，后面 -d 加载的 rviz 配置文件就在它的 rviz/ 子目录里：

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 pkg list | grep car1_description
ros2 pkg prefix car1_description
ros2 pkg executables car1_description   # 预期无输出：本包只有 launch，没有可执行文件

✔ 若 pkg list 查不到，说明包没编译——先回 EXP-04 用 colcon build 编译。

这个 launch 会同时启动 三个节点：关节状态 GUI、机器人状态发布器、rviz2 本体。理解它，就知道"画面上的车是谁画出来的"：

ros2 pkg prefix car1_description   # 复用它拿到 share 路径
cat /home/iflytek/ros2_ws/install/car1_description/share/car1_description/launch/display.launch.py

ros2 launch car1_description display.launch.py

✔ 此时 rviz 里应该已经能看到一辆小车模型了（因为 car1.rviz 自动勾了 RobotModel 和 TF）。记住这条命令——它是唯一正确的起法，因为它一次性把"生产者"（robot_state_publisher）和"消费者"（rviz2）都起好了。

打开的本机配置 car1.rviz 内容如下——先认清"哪些是自动加载的"：

# car1.rviz 里的关键设置（本机文件实测）
Global Options:
  Fixed Frame: base_footprint        # ← 观测基准 = 车底投影点
Displays:
  - Grid        (Value: true)            # 地面网格
  - RobotModel  (Topic: /robot_description)  # 车模型
  - TF          (Show Names: true, Show Axes: true)  # 坐标系轴+名字

# rviz 视口鼠标操作速查
左键拖拽     → 旋转视角（绕着焦点转）
中键拖拽     → 平移视角（整个画面平移）
滚轮         → 缩放（近大远小）
右键短按     → 弹出上下文菜单（Focal Point / Reset View）
视口左上      → 显示当前视角名 "Current View"
下方工具栏     → Interact / MoveCamera / Select 三种工具切换

rviz 的 TF 图层和命令行的 tf2_echo 读的是同一份 /tf 数据。顺序很关键：先查节点和话题（确认生产者活着），再查变换的值。跳过第一步直接 tf2_echo，就是新手最常见的翻车点：

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash

# ① 先确认生产者：这三个节点必须都在
ros2 node list

# ② 再看话题存不存在
ros2 topic list | grep -E "tf|robot_description"

# ③ 最后才查变换（前两步没做就查 = 必然报 frame does not exist）
ros2 run tf2_ros tf2_echo base_footprint base_link

✔ 若第 ① 步 node list 里没有 robot_state_publisher，说明你只开了 rviz 没开生产者——回第 3 步用 launch 起全套，别怀疑 tf2_echo。

真机踩过的两个坑（这台上实测到的）：

# 坑1：Ctrl+C 杀不干净 tf2_echo（ros2 run 是两层，包装器死了子进程变孤儿，会一直刷同一句报错）
pkill -x tf2_echo        # 确认 pgrep -x tf2_echo 为空

# 坑2：两个终端的域号必须一致，否则根本不在一个 ROS 图里
echo $ROS_DOMAIN_ID      # 终端 1 和终端 2 各查一次

滑动滑块 → 它把关节角发到 /joint_states → robot_state_publisher 重算 TF → rviz 里的模型跟着动。整条链路肉眼可见：

# 不用敲命令，直接拖动滑块窗里的滑条
# 若找不到滑块窗：它可能被 rviz 挡住，从任务栏切换到 joint_state_publisher_gui

回终端 1 按 Ctrl+C 停掉 launch（三个节点一起退出），然后只敲 rviz2——这就是前面警告里说的"只开消费者"：

# 终端 1 按 Ctrl+C 停掉整组 launch（生产者一起没了）
rviz2 -d ~/ros2_ws/install/car1_description/share/car1_description/rviz/car1.rviz

# 另开终端复现报错：
ros2 topic list | grep -E "tf|robot_description"   # 空
ros2 run tf2_ros tf2_echo base_footprint base_link

✔ 本节灵魂：rviz2 只是"消费者/显示器"，它的一切都来自话题与 TF。看不动画面时，先查数据源（node list / topic list），别怀疑视图工具。

.rviz 文件本质是 YAML。先看清它订阅了哪些话题，心里有数再打开就不会被满屏图层吓到：

ros2 pkg prefix car1_navigation
cat /home/iflytek/ros2_ws/install/car1_navigation/share/car1_navigation/rviz/navigation.rviz | grep "Value: /"

预期输出 15 条——先 12 个图层话题：

本机已备好一个只起 rviz 的 launch，专门用来先看界面：

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 launch car1_navigation rviz_navigation.launch.py

✔ 先看到"全空"再看到"点亮"，才知道每一层是被哪个节点喂出来的——这是本章最重要的观察方法。

这一步一次性拉起 bringup（底盘+IMU+EKF）、lidar、localization（map_server + amcl）、navigation_base（Nav2）。地图用默认的 slam_map（本机唯一的地图），不要改成 map_01。
因为终端 1 已经开着 rviz，这里必须用 use_rviz:=false 关掉 launch 自带的第二个 rviz，否则会弹出两个窗口。

source /opt/ros/humble/setup.bash
source ~/ros2_ws/install/setup.bash
ros2 launch car1_navigation navigation.launch.py use_rviz:=false

✔ 这就是"图层即诊断"：rviz 里哪层不亮，就说明对应的那个节点/话题有问题——比翻日志快得多。

rviz 画不出东西时，第一件事就是回到命令行确认"数据在不在"。用频率、QoS、内容一眼判断：

ros2 topic hz /scan                          # 雷达图层：COIN-D6 通常 10Hz 上下（以现场为准）
ros2 topic info /map --verbose               # 地图图层：QoS 里应有 Durability: TRANSIENT_LOCAL
ros2 topic echo /plan --once                 # 路径图层：派了目标点后才有数据
ros2 run tf2_ros tf2_echo map base_link      # 定位图层：map→车体

navigation.rviz 里确实预装了这三个工具：SetInitialPose(/initialpose)、SetGoal(/goal_pose)、PublishPoint(/clicked_point)。用法就是拖箭头：

# rviz 顶部工具栏两个关键按钮：
2D Pose Estimate  → 在地图上按住拖一个箭头 = 告诉 amcl "车大概在这，朝这个方向"
                     松手后 /initialpose 发出，粒子云立刻向该处聚拢
2D Goal Pose      → 拖一个目标箭头 = 给 nav2 派目标
                     松手后 /goal_pose 发出 → 出现全局路径(绿) + 局部路径(蓝)

# 展开左侧 Displays 面板里的某项，改它的子属性：
LaserScan → Topic: /scan · Size (m): 0.03 · Color Transformer: Intensity
RobotModel → Alpha: 0.8        # 半透明，能看穿外壳看内部结构
TF        → Show Names: true · Marker Scale: 0.3
Map       → Color Scheme: map / costmap   # 地图配色
Grid      → Cell Size: 1 · Plane Cell Count: 20

把调好的视图存成 .rviz（YAML），队友 -d 一键还原——团队排查口径从此一致：

# rviz 菜单：File → Save Config As → 存到包内 config/nav_debug.rviz
git add config/nav_debug.rviz
git diff config/nav_debug.rviz   # 纯 YAML，谁改了哪层一目了然
# 队友复现：
rviz2 -d config/nav_debug.rviz