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fov-filter

当前版本：0.1.13

基于 ROS1 的 PointCloud2 FOV 过滤器。它直接读取 bag 包中的点云话题，按多个水平/垂直 FOV 区域以及距离范围做实时过滤，并把结果发布到 ROS 话题。

这个包自带 bag 播放控制，不依赖 rosbag play，因此支持：

  • 暂停 / 继续
  • 单步前进 / 单步后退
  • 动态新增、更新、删除 FOV 区域
  • 参数变化后立即对当前帧重新过滤并重发
  • 可选把被过滤掉的点云标成红色单独可视化

依赖

  • Python >= 3.8
  • numpy
  • PyYAML
  • ROS1 环境（提供 rospy、rosbag、sensor_msgs、std_msgs、rosgraph_msgs）

安装

建议在已 source ROS 环境后安装：

source /opt/ros/noetic/setup.bash
python -m pip install --force-reinstall --no-deps https://pip.wgists.me/dist/fov_filter/fov_filter-0.1.13-py3-none-any.whl
hash -r

检查当前环境中的版本和安装位置：

python -m pip show fov-filter
which fov-filter-ui

如果 which fov-filter-ui 指向 ~/.local/bin/fov-filter-ui，请确认它没有继续指向旧的 Python3.8 用户包；否则可能出现 conda 环境和 ~/.local/lib/python3.8/site-packages 混用的问题。

构建 wheel：

cd /home/ww/pip-repo/code/fov_filter
conda activate env1
python -m pip wheel --no-deps -w dist .

重新安装当前 wheel：

conda activate env1
python -m pip install --force-reinstall --no-deps https://pip.wgists.me/dist/fov_filter/fov_filter-0.1.13-py3-none-any.whl

构建结果在 dist/ 下，安装后可直接使用三个命令：

  • fov-filter
  • fov-filter-ctl
  • fov-filter-ui

启动

source /opt/ros/noetic/setup.bash
roscore

另开终端运行：

source /opt/ros/noetic/setup.bash
fov-filter \
  --bag /home/ww/bags/ren/go7.bag \
  --topic /mfla/frame_cloud \
  --topic-prefix /fov_filter/mfla_frame_cloud \
  --paint-rejected \
  --region front:-45:45:-15:20 \
  --region side_left:45:110:-20:25

UI 中配置的 FOV 区域表示“要删除/过滤掉的区域”。默认发布的话题。建议多路点云或多开播放器时使用 --topic-prefix，例如
--topic-prefix /fov_filter/mfla_frame_cloud，这样整组输出和控制话题都能按数据源区分：

  • /fov_filter/points_kept：过滤后保留的点云
  • /fov_filter/points_removed：被过滤掉的点云
  • /fov_filter/points_colored：可选的彩色可视化点云，保留点和移除点用不同颜色显示
  • /fov_filter/fov_regions：FOV 区域线框，RViz 中添加 MarkerArray 可直接查看
  • /fov_filter/state：当前播放与区域状态，JSON 字符串
  • /fov_filter/command：控制命令输入，JSON 字符串

RViz 可视化建���：

  1. 添加 PointCloud2，话题选 /fov_filter/points_kept 或 /fov_filter/points_colored
  2. 添加 MarkerArray，话题选 /fov_filter/fov_regions
  3. 如果只想看被删掉的点，添加 PointCloud2 并选择 /fov_filter/points_removed
  4. 如果启用了 --publish-clock 并使用 bag 时间，记得设置 ROS 参数 /use_sim_time=true

从 0.1.11 开始，播放器内部的自动播放循环使用墙钟调度，不再依赖 rospy.Rate.sleep()。因此即使 /use_sim_time=true 但 /clock 没有推进，UI 的播放按钮也不会被 ROS 仿真时间卡住。

动态控制

可以只打开桌面滑块面板，在 UI 中选择 bag 和点云话题后直接启动后台 fov-filter：

fov-filter-ui

UI 一站式启动流程：

  1. 点击“选择 bag”并选择 .bag 文件
  2. 等待 UI 自动扫描 PointCloud2 话题
  3. 在下拉框选择需要过滤的点云话题
  4. 点击“加载 / 启动 bag”
  5. 启动后继续在同一个 UI 中播放、单步、调 FOV、导出配置

如果播放器使用了自定义前缀，UI 和控制命令也使用同一个前缀：

fov-filter-ui --topic-prefix /fov_filter/mfla_frame_cloud
fov-filter-ctl --topic-prefix /fov_filter/mfla_frame_cloud status

外部终端启动播放器仍然支持：

  1. 先启动 fov-filter
  2. 再启动 fov-filter-ui
  3. 在 UI 里拖动帧滑块，并结合区域数值输入做精调

UI 提供：

  • 播放 / 暂停 / 前进一帧 / 后退一帧
  • 在 UI 中选择 bag 文件，自动扫描其中的 PointCloud2 话题，并通过下拉框选择后加载
  • 如果当前没有可用播放器，UI 会自动启动后台 fov-filter
  • 如果当前已有同前缀播放器，UI 会通过 load_bag 命令热加载新的 bag 和话题
  • bag 帧位置滑块
  • 播放倍率步进输入器
  • 区域列表
  • 点击“新增区域”直接创建区域，双击列表中的区域名称可行内重命名
  • 水平 / 垂直角 / 距离的滑块 + 手动输入
  • 动态新增 / 删除区域
  • paint_rejected、publish_rejected、loop 开关
  • 配置文件加载 / 导出按钮
  • 橙红主按钮 + 暖色滑块的统一配色

暂停：

fov-filter-ctl pause

继续播放：

fov-filter-ctl play

单步前进和后退：

fov-filter-ctl next
fov-filter-ctl prev

动态新增区域：

fov-filter-ctl add \
  --name center \
  --h-min -30 --h-max 30 \
  --v-min -10 --v-max 15 \
  --d-min 0.0 --d-max 1.6

更新区域：

fov-filter-ctl update \
  --name center \
  --h-min -20 --h-max 20 \
  --v-min -8 --v-max 12 \
  --d-min 0.0 --d-max 1.2

删除区域：

fov-filter-ctl remove --name center

查看当前状态：

fov-filter-ctl status

从 TOML/YAML 重新加载配置：

fov-filter-ctl load-config /home/ww/pip-repo/code/fov_filter/config.example.toml

导出当前启用区域为 filter_regions YAML：

fov-filter-ctl export-config ./filter_regions.yaml

如果要把 UI/RViz 里按发布点云角度标出来的区域导出给 RSHELIOS 驱动使用，导出时加 --lidar-model rshelios：

fov-filter-ctl export-config ./filter_regions.yaml --lidar-model rshelios

RSHELIOS 解码器在发布点云前用雷达内部水平角过滤，而发布点云的 y 轴符号会让水平角近似变成 (360 - 驱动内部角度) % 360。因此这个选项只在导出 filter_regions 时把水平角转换为驱动内部角度；UI、Marker 和实时过滤仍然按 RViz 中看到的发布点云坐标工作。导出的 YAML 缩进与 rslidar_sdk 常用配置保持一致。

配置文件

可使用 --config 指定 TOML/YAML 文件。示例 TOML 见 config.example.toml。UI 和 fov-filter-ctl export-config 导出的 YAML 顶层为 filter_regions:。

参数说明

  • --bag：bag 文件路径
  • --topic：需要读取的 PointCloud2 话题
  • --topic-prefix：整组输出/控制话题前缀，默认 /fov_filter
  • --region：启动时添加的区域，格式 name:hmin:hmax:vmin:vmax[:enabled][:dmin:dmax]
  • --rate：播放倍率，默认 1.0
  • --start-paused：启动后先暂停
  • --loop：播到末尾后循环
  • --paint-rejected：发布彩色可视化点云并将过滤点标红
  • --publish-clock：同步发布 /clock
  • --marker-topic：RViz FOV 区域 MarkerArray 话题，默认随 --topic-prefix 生成为 .../fov_regions

水平角定义为 atan2(y, x)，内部按 [0, 360) 归一化比较，因此同时支持 -45..45 和 315..45 这两种写法。垂直角定义为 atan2(z, hypot(x, y))，范围 [-90, 90] 度。距离使用三维欧氏距离，单位米，当前默认编辑范围为 0~2m。命中启用区域的点会发布到 /fov_filter/points_removed，未命中的点会保留到 /fov_filter/points_kept。

若未配置任何启用中的区域，则默认不过滤，直接保留所有有效点。

bag 加载排查

播放器现在会更宽容地读取 bag：会尝试打开未索引 bag，使用 bag 自身时间做播放调度，并在状态消息中的 load_warnings 给出加载提示。若指定话题不存在，会直接列出 bag 内可用的 PointCloud2 话题，方便确认 --topic 是否写错。

UI 启动的后台播放器日志会写到：

/tmp/fov_filter_ui_player_<UI进程号>.log

查看最新日志：

tail -f "$(ls -t /tmp/fov_filter_ui_player_*.log | head -1)"

如果日志中能看到 收到命令 op=play，但没有 播放推进到 index=...，优先检查是否运行的是旧版本：

conda activate env1
python -m pip show fov-filter
which fov-filter-ui

当前 0.1.13 已避免 /use_sim_time 卡住播放循环；正常播放时日志会持续打印 播放推进到 index=...。