从零开始做自动驾驶定位(二): 数据集

目录

• 1. 数据集介绍
• 2. KITTI数据转成ROS的bag文件
• 3. bag文件测试
• 参考文献

本文章配套源代码地址：https://github.com/Little-Potato-1990/localization_in_auto_driving

测试数据：https://pan.baidu.com/s/1TyXbifoTHubu3zt4jZ90Wg 提取码: n9ys

本篇对应代码Tag为 2.0

1. 数据集介绍

1.1 整体介绍

做算法，首先要先搞数据，开源代码自然用公开的数据集最好，本系列文章的代码就选KITTI数据集为测试数据。
KITTI数据集由德国卡尔斯鲁厄理工学院和丰田美国技术研究院联合创办，是目前国际上最大的专门面向自动驾驶的数据集。该数据集用于评测激光里程计(lidar odometry)，视觉里程计(visual odometry)，立体图像(stereo)，光流(optical flow)，3D物体检测(object detection)和3D跟踪(tracking)等算法在车载环境下的性能。KITTI包含市区、乡村和高速公路等场景采集的真实图像数据。

1.2 采集平台

如下图2-1所示：
图2-1 数据采集车示例图

这张图可以看出它的传感器组成，包括一个64线激光雷达，在车顶的正中心，激光雷达两侧各放一个彩色摄像头和一个黑白摄像头，也就是一共四个摄像头。在雷达左后方，有一个组合导航系统（OXTS RT 3003），它可以输出RTK/IMU组合导航结果，包括经纬度和姿态，同时也输出IMU原始数据。

各个传感器之间的安装关系如下图2-2所示：
图2-2 采集车传感器之间的安装关系

根据这张图可以很容易计算各个传感器之间，以及他们和车之间的相对位移。不过不需要自己计算，KITTI为每组数据都提供了对应的标定文件。

1.3 选择和使用

我们的主要目的是利用激光雷达点云数据和RTK数据做融合，所以只使用数据集里的RawData数据，它包含RTK、IMU、激光雷达、摄像头等传感器的数据和他们之间的标定关系，并且时间戳已经对应好。
由于我们是使用ROS作为调试环境，所以我把一部分数据转成了ROS的bag文件，放在百度网盘里，如果不想自己转换数据，就可以直接下载这里面的bag文件使用，文件在“转换后的bag文件/2011_10_03”文件夹里。由于百度网盘单个文件大小有限制，所以我做了分卷压缩，下载完成之后需要在当前目录下输入如下指令，把他们再合成一个文件才能解压：

cat bag_file*>bag.tar.gz

本文章后半部分会介绍数据转换的方法，如果想用数据集里其他数据做测试，可以根据介绍的方法自行生成bag文件。

2. KITTI数据转成ROS的bag文件

转换是通过一个开源工具kitti2bag来完成，它可以通过pip安装。

1. 升级numpy
   这一步很重要，不然后面运行会报错。使得numpy的版本满足kitti2bag的依赖要求：

sudo pip install -U numpy

2. 安装kitti2bag

sudo pip install kitti2bag

3. 下载文件并设置目录
   从我给的百度网盘链接里找到“RawData原始数据”文件夹，找到文件“2011_10_03_drive_0027_sync.zip”和文件“2011_10_03_calib.zip”，下载下来，并解压缩。
   最终文件应该按照这样的目录存放:
   图2-3 数据集文件结构图

4. 转换文件
   在系统中打开终端，cd进入上一步目录，即对应的"2011_10_03"文件夹的上一级目录，输入下面的指令，就会自动开始转换：

kitti2bag -t 2011_10_03 -r 0027 raw_synced

执行结束之后，会生成一个文件“kitti_2011_10_03_drive_0027_synced.bag”，这个就是使用KITTI数据集生成的bag文件了。

3. bag文件测试

制作完bag文件之后，要播放文件测试一下，看显示出来的数据对不对。
使用rviz查看bag文件。
制作好的rviz文件放在了github上的代码里，在kitti_test文件夹下。

执行步骤如下：

1. 启动ros

roscore

2. 启动rviz
   打开终端，cd到“kitti_test”文件夹下，输入指令：

   rviz display_bag.rviz
   

3. 播放bag
   再次强调一下
   由于百度网盘单个文件大小有限制，所以我做了分卷压缩，需要下载文件夹中bag_file所有的分卷，即bag_file00,bag_file01…,下载完成之后需要在当前目录下输入如下指令，把他们再合成一个文件才能解压：

cat bag_file*>bag.tar.gz

打开终端，cd到bag所在目录，输入指令：

rosbag play kitti_2011_10_03_drive_0027_synced.bag

如果不出意外，此时我们就会在rviz上看到下面的画面了：
图2-4 数据包播放截图

参考文献

[1] 从零开始做自动驾驶定位(二): 数据集