V1.0 2022/10/18

抜粋版
はじめてのＬｉＤＡＲ開発キット（Ｌｉｖｏｘ版）～Ｌｉｖｏｘ ＬｉＤＡＲを使って自動運転, ３Ｄ地図, ドローンに活用～

開発編

スペクトラム・テクノロジー株式会社
https://spectrum-tech.co.jp
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開発キット 目次• ubuntu運用マニュアル• ubuntuについて• Linux基本コマンド• ubuntu基本操作• 日常運用（ウイルススキャン、更新）• 開発キット 全体像
1. ハード概要
2. ソフト概要
3. Autoware開発

4.

Autoware全体像
Autoware基本① lidar動作確認② Rosbag記録、再生③ RQT表示④ 地図作成⑤ 自己位置推定⑥ 物体検出⑦ Autowareデモ1

３Ｄ地図開発①②

Livox_mapping
Cloudcompare

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抜粋版のためページと一致しません

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開発キット 目次
5. その他アプリ開発①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩Livox detection sim
Livox detection
Livox lane detection
Livox free space
Livox relocalization
horizon highway slamloam_livox
Yolov3物体検出
ApolloLio_livox

6. 参考①

Drone搭載用lidar例

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Ubuntu運用マニュアル
1. UbuntuについてＬｉｎｕｘの中でも一番シェアの高いＯＳです。２００４年にＤｅｂｉａｎ系から派生。

2. Linux基本コマンド① システム関係• 起動：電源を入れると自動で起動します。
• 再起動：$ reboot又は、左上のメニューの「ゲストを再起動• 終了：$ shutdown
又は、左上のメニューの「ゲストをシャットダウン」• ログアウト $ exit
ルートからログアウトします• 日本語／英語の入力切替：半角／全角のボタン（ＥＳＣボタンの下）

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Ubuntu運用マニュアル
2.

Linux基本コマンド② ディレクトリ操作、コピー、移動、削除
masa@ubuntu:~$cd /home/masa/Documents
ディレクトリの切り替え
masa@ubuntu :/home/masa/Documents$ ls ファイルとディレクトリの表示（表示したら操作したいファイルを右クリックでコピペして操作します
masa@ubuntu:~$ cp ファイル名 ディレクトリ 配下のディレクトリのファイルを別のディレクトリへコピー
masa@ubuntu:~$ mv ファイル名 ディレクトリ
配下のディレクトリのファイルを別のディレクトリへ移動
masa@ubuntu:~$ rm ファイル名
ファイルの削除
便利な機能rm –help
コマンドのオプションが分からない場合は、ヘルプで問い合わせる。すべてのコマンド共通(マイナスを２個とhelp)③ ユーザ権限、プロセス他
masa@ubuntu :~ $ su スーパーユーザ（root)に切り替え、パスワードを入力
masa@Ubuntu:~$ sudo
ルート権限で各種コマンドを実施します。
masa@ubuntu:~$ ps a
現状の動いているプロセスを表示
masa@ubuntu:~$ kill
特定のプロセスを強制終了
masa@ubuntu:~$ apt-get install pkg
パッケージのインストールなどに使用
masa@ubuntu:~$ date
日付、時間の設定を行います。
masa@ubuntu:~$ leafpad /etc/network/interfaces
インタフェースに記述してい内容を変更します。Viよりも使いやすいです。

④ モジュール、usb、メモリ、ＨＤＤなどの表示
masa@ubuntu:~$ lsmod
masa@ubuntu:~$ lsusb
masa@ubuntu:~$ free –mt
masa@ubuntu:~$ df

linuxのモジュールリスト表示
usbのデバイス表示
メモリ使用状態表示
ＨＤＤ（マイクロＳＤ）の使用状態表示
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Ubuntu運用マニュアル
3. 基本操作① 表示画面と内容主に使用するもの
・ブラウザ：Ｃｈｒｏｍｅ・フォルダ：Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ内に必要なファイルがあります。
・コマンド：コマンド画面を立ち上げて、python3のプログラムを動作させます。

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Ubuntu運用マニュアル
4. 日常運用①

セキュリティ対策（アンチウイルス更新、スキャン）• アンチウイルス対策として無料のclamAVをインストールしてます。
• 手動での運用を基本としてます。

パターンファイル更新$ sudo freshclam
手動スキャン時にも更新されます
手動でスキャン
$ sudo clamscan --infected --remove --recursive
自動化可能ですが、バックグランドで重くなる可能性大。コマンド入力後時間がかります。

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Ubuntu運用マニュアル
4. 日常運用②

インストール済パッケージの更新リスト、アップグレード• Linuxの場合は、頻繁に更新が発生します。アップグレードを定期的に実施してください。
• 更新前には、バックアップを取ることをお勧めします。特にアップグレードはまれに動作不良、戻せない状態が発生します。自己責任で実施してください。

更新リスト取得$ sudo apt-get update
アップグレード実施$ sudo apt-get upgrade

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8ＬｉＤＡＲ開発キット 全体像(Livox版）
ＰＣハードウエア
GPUCPU
cpu,16GB RAM+

Livoxハードウエア
Mid-70

自動運転系

Avia

Nvidia RTX30、20シリーズ等に対応

USBメモリＯＳ

関連ソフト系
オプションで提供します。

Horizon

３D地図系

プログラム言語

SLAM
Livox_mapping
Lioall rights reserved 2022 spectrum technology co.

１．ハードウエア概要①必要なハードウエア仕様
ハードウエアの概要です。
区分

プロダクツ

USBメモリ（livox版）

128GB USB3.0
livox関連ソフト

メーカ

備考

お客様準備品

PC本体

LiDAR

cpu

Intel i9, i7, amd Ryzen 9,7など
cpu

GPU

RTX30,20シリーズ

メモリ

16GB以上SSD

512GB以上

Mid-70Detection Range (@ 100 klx):260 m @ 80%
reflectivity
FOV:70.4° (Circular)
Angular Precision（1σ ）:< 0.1º
Beam Divergence:0.28° (Vertical) × 0.03°(Horizontal)
Point Rate:100,000 points/s (first or strongestreturn)Avia

Detection Range (@ 0 klx):450 m @ 80% reflectivityFOV:Non-repetitve scanning pattern:70.4° (Horizontal) ×77.2° (Vertical)
Angular Precision（1σ ）:< 0.05º
Beam Divergence:0.28° (Vertical) × 0.03°(Horizontal)
Point Rate:240,000 points/s (first or strongest
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return)

ＧＰＵが搭載できるものに限ります。

nvidiaLivox

弊社からの提供も可能です。
livox製の他の製品も対応可能です。検証は、mid-70で実施しました。

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•

２．ソフトウエア概要•①ソフトウエア一覧

弊社からのマニュアルに基づいてインストールします。
OS,GPUは、お客様で実施してください。

ソフトウエアの概要です。
区分

ソフト名

バージョン

OSubuntu

18.04 LTS

GPU用cuDNN

8.4.2+cuda11.4プログラム言語

python3

3.6.9

Livox関係

Livox-sdk

2.3.0

Livox-ros-driver

2.6.0

Livox-autoware-driver

Versionなし

Autoware

1.14

ROS

melodicapollo5.5Docker-ce>19.03.5

Nvidia-driver>465

ＡＩ用プログラム

tensorflow

1.15

各種アプリ

Livox_mapping, detection,
cloudcompareなど多数

自動運転

コンテナ関連all rights reserved 2022 spectrum technology co.

備考
cuda11ではautowareの一部が動作しません。

docker版で使用

仮想化等で使用11

３．Ａｕｔｏｗａｒｅ開発 全体像(Autoware）
AutowareはLinuxとROSをベースとした自動運転システム用オープンソースソフトウェアです。名古屋大学、長崎大学、産総研による共同成果の一部として、自動運転の研究開発用途に無償で公開しました。レーザレーダ、カメラ、GNSSなどの環境センサを利用して、自車位置や周囲物体を認識しながら、カーナビから与えられたルート上を自律走行できます。
https://www.autoware.org/

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３．Ａｕｔｏｗａｒｅ開発

コマンド入力$ cd/home/masa/Documents/lidar/livox_autoware_ws/livox_au
toware_driver$ ./run_livox.sh$ roslaunch runtime_manager runtime_manager.launch① Autoware基本：lidar動作確認

https://github.com/Livox-SDK/livox_autoware_driver
Autoware起動：毎回実施

Dockerなどの設定については、設定編参照

cd /home/masa/Documents/lidar/livox_autoware_ws/livox_autoware_driver./run_livox.shdockerに入り、autoware@ubuntu2:/home/autoware$が起動
roslaunch runtime_manager runtime_manager.launch
マネジャ起動でok

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３．Ａｕｔｏｗａｒｅ開発② Autoware基本：Rosbag記録、再生
Rosbag再生

Setup>Livoxを選択、TFを押す
Sensing>Livox lidarチェックを外すこと。二重表示になる。
Simulation>Ref： autoware>shared_dir>autoware-20221005xxx.bagを選択
Playを押し、topics:sensor_msgs/pointclouds2が表示されていればokで、その後pause
Rvizタグglobal option>fixed frame:livox_frame
Gpu未搭載だとsensing>points raw>topic:/livox/lidarを選択
動かないかもSimulation
pause外してplay又は、最初からplayでもok録画したlidar画像が出ればok
録画した時間が下部に表示

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３．Ａｕｔｏｗａｒｅ開発④ Autoware基本：地図作成
3D地図作成：ndt_mapping

Setup>Livoxを選択、TFを押す
Sensing>Livox lidarチェック
同じフォルダ内のRosbagでデータを記録、保存
ndt_mapping.rvizではうまく表
computing＞ndt_mapping示しない。特にglobal
Simulation>rosbagのデータをplay, pause
option:mapの場合、不明
Rvizタグ
本来は、点群データをダ
File>open config:
ウンサイズする機能が/home/autoware/Autoware/src/drivers/awf_drivers/livox_ros_driver/livox_ros_driver/c
ndt_mappingのappにはonfig/ livox_mapping.rviz を選択ありますが、動作しませglobal option>fixed frame:livox_frameん。他のツール等で実施が必要
pointcloud2>:/livox/lidarを選択
play再開で地図を確認

位置調整は、shift+左クリックでドラッグ

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３．Ａｕｔｏｗａｒｅ開発⑤ Autoware基本：自己位置推定
3D地図作成：ndt_matching

Setup>Livoxを選択、TFを押す
map>refでpcdデータを選択し（100個等全て選択）、point cloudを押し、読み込む、TFも押す
Sensing>Livox lidarチェック、 point downsample:random_filterチェック
Computing>ndt_matchingをチェック、app:initial posをチェック
Simulation>rosbagのデータをplay, pause
Rvizタグfixed frame>map, map>points_map,sensing>filtered points：livox_frameとmapのリンクがないのでエラー$ rosrun tf2_ros static_transform_publisher 0 0 0 0 0 0 map livox_frame 別端末でリンク付けする
play再開で地図とlidarのsensingの双方を確認

RQT図

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4. ３Ｄ地図開発① Livox_mapping

地図変換：SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)に使用する地図作成ソフト
https://github.com/Livox-SDK/livox_mapping
起動
source /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/devel/setup.bash

端末毎に実施のこと

RosbagからPCDに変換
roscorecoreを起動
rosrun pcl_ros bag_to_pcd test.bag /livox/lidar bag_to_pcd_out

pcdの確認その１
Cloudcompareをアプリから起動
File>open: /home/masa/shared_dir/bag_to_pcd_out:全ファイル選択

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4. ３Ｄ地図開発①Livox mapping

https://github.com/Livox-SDK/livox_mapping
SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)に使用する地図作成ソフト
起動
source /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/devel/setup.bash

端末毎に実施のこと

デモ１
roslaunch livox_mapping mapping_mid.launch
cd /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/src/livox_mapping
rosbag play CYT_02.bagall rights reserved 2022 spectrum technology co.

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4. ３Ｄ地図開発①Livox mapping

https://github.com/Livox-SDK/livox_mapping
SLAM (Simultaneous Localization And Mapping)に使用する地図作成ソフト
起動
source /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/devel/setup.bash

端末毎に実施のこと

デモ２
roslaunch livox_mapping mapping_mid.launch
cd /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/src/livox_mapping
rosbag play HKUST_01.bagall rights reserved 2022 spectrum technology co.

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4. ３Ｄ地図開発② cloudcompare

Pcdの点群データの加工、比較などを行うオープンソース
https://www.danielgm.net/cc/
https://hdtopography.github.io/learning/cloudcompare/CloudCompare.html 東大の人が解説
起動
Cloudcompareをアプリから起動
File>open: /home/masa/shared_dir/bag_to_pcd_out:全ファイル選択：例

基本操作
セグメンテーション（切り出し、断面）合成
ノイズ除去
リサンプリング
メッシュ化
クラウド間距離
Pcdから他の形式に変換：plyへ

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4. ３Ｄ地図開発② cloudcompare

Pcdの点群データの加工、比較などを行うオープンソース
https://www.danielgm.net/cc/
https://hdtopography.github.io/learning/cloudcompare/CloudCompare.html 東大の人が解説
起動
Cloudcompareをアプリから起動
File>open: /home/masa/shared_dir/bag_to_pcd_out:全ファイル選択：例

基本操作
セグメンテーション（切り出し、断面）• セグメンテーションする前に読み込んだ、pcdの複数ファイルをマージします。
• 切り出し：上のはさみのアイコンで、エリアを左クリック、で選択して切り出し。終了は右クリック• アイコンの マークでセグメントが行われ、ファイルができます。remainingもできます。

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4. ３Ｄ地図開発② cloudcompare

Pcdの点群データの加工、比較などを行うオープンソース
https://www.danielgm.net/cc/
https://hdtopography.github.io/learning/cloudcompare/CloudCompare.html 東大の人が解説
起動
Cloudcompareをアプリから起動
File>open: /home/masa/shared_dir/bag_to_pcd_out:全ファイル選択：例

基本操作
メッシュ化:点群を3角形で結んで面の集合体で分かりやすくします。（点群のデータによります）• Edit>mesh：Delaunay 2.5D(best fit)

分かりずらくなる例

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4. ３Ｄ地図開発② cloudcompare

Pcdの点群データの加工、比較などを行うオープンソース
https://www.danielgm.net/cc/
https://hdtopography.github.io/learning/cloudcompare/CloudCompare.html 東大の人が解説
起動
Cloudcompareをアプリから起動
File>open: /home/masa/shared_dir/bag_to_pcd_out:全ファイル選択：例

基本操作
クラウド間距離:ふたつの点群を選んで、距離を測定,二つ目はCTL＋左クリックで選択• Tools>distance>cloud to cloud• 最初の点群を選んで、右上のヒストグラムアイコンをクリック

X軸：distanceの単位はmm?
誤差の分布が分かりますall rights reserved 2022 spectrum technology co.

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5. その他アプリ開発① Livox detection sim

https://github.com/Livox-SDK/livox_detection_simu
車を検知するデモ
起動
source /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/devel/setup.bash

端末毎に実施のことデモroscore
cd /home/masa/Documents/lidar/livox_detection_simu
rviz -d ./config/show.rviz 別端末
python livox_detection_simu.py 別端末
rosbag play *.bag -r 0.1 別端末

Tensorflow-gpuで設定したが遅い？？不明

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5. その他アプリ開発④ Livox free spacehttps://github.com/Livox-SDK/livox_free_space
駐車場の空きを検知
起動
source /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/devel/setup.bash

デモroslaunch livox_free_space livox_free_space.launch
cd /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/src/livox_free_space/datarosbag play demo.bag 別端末でLidarを動作させて表示させる場合
roslaunch livox_ros_driver livox_lidar.launch

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5. その他アプリ開発⑤ Livox relocalization

https://github.com/Livox-SDK/livox_relocalization
作成した地図で自動運転し、車線追尾するデモ
地図ファイル設定変更
cd /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/src/livox_relocalization/launch/livox_relocalization.launch
map_file_pathのvalue変更 /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/src/livox_relocalization/map

起動source /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/devel/setup.bash

デモroslaunch livox_relocalization livox_relocalization.launch
cd /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/src/livox_relocalization
rosbag play mid40_re_example.bag
別端末で

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5. その他アプリ開発⑦ loam_livox

https://github.com/Livox-SDK/loam_livox
LiDAR Odemetry and Mapping (LOAM)でリアルタイムに地図作成し、自分の位置を特定する。
起動
source /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/devel/setup.bash

デモroslaunch loam_livox rosbag.launch
cd /home/masa/Documents/lidar/catkin_ws/src/loam_livox
rosbag play CYT_02.bag 別端末でroslaunch loam_livox rosbag_largescale.launchrosbag play HKUST_01.bag
別端末で

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5. その他アプリ開発⑨ apollo

baiduなどが推奨している中国版の自動運転
https://github.com/Livox-SDK/apollo
https://www.apollo.auto/
https://github.com/ApolloAuto/apollo
全体像

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中国国内にしか公開されていない情報もあり。
最新のv7.0ではlivoxが動作しません。V5.5を推奨

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5. その他アプリ開発⑩ Lio_livox
LiDAR-Inertial Odometry：慣性オドメトリを用いて移動ロボットの軌跡推定と地図作成をリアルタイムで実現するフレームワーク
https://github.com/Livox-SDK/LIO-Livox
livox horizon、Hap lidarのみ対応、mid-70はlivox-mappingを使用のこと。
未検証

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