Velodyne VLP-16 激光雷达 ROS2 运行与问题排查全记录 (Ubuntu 24.10)

Velodyne VLP-16 激光雷达 ROS2 运行与问题排查全记录 (Ubuntu 24.10)

Ubuntu 24.10 没有看见有前辈配置教程，小辈斗胆试一试😄；

本文档详细记录了在 Ubuntu 24.10 和 ROS2 Jazzy 环境下，成功运行 Velodyne VLP-16 激光雷达并解决一系列连接与配置问题的全过程。
小白建议使用 Cursor 等 AI agent 自动帮你配置完成即可；
然后输出一个运行参数的 markdown文档，方便以后自己直接输出命令；

几个前辈配置雷达的文档：值得看一看
ROS2 下如何使用veloodyne激光雷达
SLAM实操入门（六）：连接Velodyne的16线激光雷达并可视化

前期准备：下载与编译 Velodyne ROS2 驱动

1 .下载 Velodyne ROS 2 驱动程序

• 目标: 获取 Velodyne VLP-16 激光雷达的 ROS 2 驱动程序。
• 下载地址: GitHub - ros-drivers/velodyne
• 步骤:

  1. 打开终端，进入你的 ROS 2 工作空间的 src 目录：

     cd ~/velodyne_ws/src
     

  2. 克隆 Velodyne 驱动仓库：

     git clone https://github.com/ros-drivers/velodyne.git
     

  3. 确认仓库已正确克隆，检查 src/velodyne 目录是否存在：

     ls
     

2 .编译驱动程序

• 目标: 在 ROS 2 工作空间中编译 Velodyne 驱动程序，确保所有节点和依赖正确生成。
• 步骤:

  1. 返回工作空间根目录：

     cd ~/velodyne_ws
     

  2. 安装依赖（确保所有必要依赖已安装）：

     rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
     

     注：需要提前配置好 rosdep，如果未配置，可参考 ROS 2 官方文档初始化 rosdep。

  3. 编译工作空间：

     colcon build
     

  4. 编译完成后，加载环境变量：

     source install/setup.bash
     

  5. 验证编译结果，检查是否生成了必要的节点：

     ros2 pkg list | grep velodyne
     

     预期输出应包含 velodyne_driver、velodyne_pointcloud 等包。

注意: 如果编译过程中遇到依赖缺失或错误，请根据错误提示使用 apt 或 pip 安装缺失的库，并重新运行 colcon build。

最终正确运行步骤 ✅

硬件与网络配置

• 物理连接: 使用网线将 VLP-16 雷达与电脑连接，并确保雷达已通电。
• 设置电脑静态 IP:
  • 进入系统 设置 > 网络 > 有线连接 > ⚙️ > IPv4。
  • 方法设置为 手动。
  • 地址: 192.168.1.100
  • 子网掩码: 255.255.255.0
  • 网关: 留空
  • 点击 应用 并重启有线连接（开关一次）。
• 断开 WiFi: 为避免网络路由冲突，请暂时关闭电脑的 WiFi 连接。
  

2. 启动节点与可视化

终端 A: 启动雷达驱动

# 1. 进入工作空间
cd ~/velodyne_ws

# 2. 加载环境配置文件
source install/setup.bash

# 3. 启动 Launch 文件
ros2 launch velodyne velodyne-all-nodes-VLP16-launch.py

终端 B: 启动 RViz 2

# 1. 进入工作空间
cd ~/velodyne_ws  

# 2. 加载环境配置文件
source install/setup.bash  

# 3. 启动 RViz2
rviz2

3. 配置 RViz 2

1. 设置全局坐标系 (Fixed Frame): 在左侧 Global Options 中，将 Fixed Frame 的值修改为 velodyne，然后按回车。
2. 添加点云显示 (Add PointCloud 2): 点击左下角 Add 按钮，选择 By topic -> /velodyne_points -> PointCloud2 -> OK.

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详细问题排查之旅 🕵️‍♂️

第1阶段: 基础运行错误 -> Package not found

• 问题: 运行 ros2 run velodyne_driver velodyne_driver_node 提示
  • Package not found。
• 原因: 当前终端没有加载工作空间的环境变量，系统不知道去哪里找这个节点。
• 解决: 在运行 ROS2 命令前，必须在当前终端执行 source install/setup.bash。

第2阶段: RViz2 ，无数据显示 -> Fixed Frame: No tf data. Actual error: Frame [velodyne] does not exist

• 问题: 启动了驱动和 RViz2，但在 RViz2 中配置好后，依然看不到任何点云。
• 线索: RViz2 左侧 Global Status 提示黄色警告: Fixed Frame: No tf data. Actual error: Frame [velodyne] does not exist。
• 分析: 这意味着 RViz2 没有收到任何来自 /velodyne_points 话题的数据。
• 验证: 运行 ros2 topic echo /velodyne_points，发现终端没有任何输出。
• 结论: 问题根源在于雷达驱动节点没有成功发布点云数据。

第3阶段: 锁定网络连接问题

• 分析: 驱动不工作，最大嫌疑是网络连接中断。
• 验证1 (Ping): 运行 ping 192.168.1.201 (雷达出厂默认IP)，结果是 100% packet loss (100%丢包)。这证实了网络不通。
• 排查1 (IP配置): 检查并指导用户将电脑有线网口设置为静态IP 192.168.1.100。
• 排查2 (网络冲突): 即便设置了静态IP，ping 依然失败。通过 ip addr 命令发现，电脑同时连接了有线网和WiFi，可能存在路由冲突。指导用户关闭WiFi。
• 僵局: 即便关闭了WiFi，ping 依然失败。这表明问题比想象的更底层。

第4阶段: 柳暗花明，发现真实IP地址

• 终极武器 (tcpdump): 当所有常规方法失效后，我们使用网络抓包工具 tcpdump 来监听网口，查看是否有任何来自雷达的数据。

sudo tcpdump -i enp6s0

• 重大突破: tcpdump 的输出中赫然出现了 IP 192.168.1.200.2368 > ... 的信息。
• 真相大白: 这台雷达的IP地址不是默认的 192.168.1.201，而是 192.168.1.200！

第5阶段: 最后的障碍与根源修复

• 验证2 (Ping新IP): 运行 ping 192.168.1.200，成功了！ 0% packet loss！

• 问题复现: 尝试使用 ros2 launch ... device_ip:=192.168.1.200 启动，但通过日志发现驱动节点依然在监听旧的 .201 地址。

• 根源定位:

  1. 通过 find_by_name 和 view_file 追踪 velodyne-all-nodes-VLP16-launch.py 文件。
  2. 发现它加载了一个名为 VLP16-velodyne_driver_node-params.yaml 的配置文件。
  3. 在这个 .yaml 文件中，device_ip 被硬编码为 192.168.1.201。

• 最终修复:

  1. 使用 replace_file_content 工具，直接修改 VLP16-velodyne_driver_node-params.yaml 文件，将 device_ip 的值改为 192.168.1.200。
  2. 由于修改了源文件，回到工作空间根目录，运行 colcon build 重新编译，使修改生效。

• 成功: 再次启动，所有节点正常工作，RViz 2 成功显示点云！