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@todateman

Unitree LiDAR L2 の点群データをRviz2で確認

Last updated at Posted at 2025-08-09

はじめに

最近本業でROS2を使ったロボットの開発を始めたので、夏休みの間に自分でもLiDARやROS2の扱いに慣れようと思ってUnitree LiDAR L2を買いました。

PXL_20250809_135931181[1].jpg

Aliexpressで買ったのですが、日本円で5万円台の激安3D LiDARです。
（安くてそこそこ高精度と評価の高いLivox Mid-360は安いとは言っても10万円ほどするので、個人が趣味で買うにはちょっと躊躇します。）

セットアップ方法は公式のUnilidar SKD2で説明されているのですが、細部まで記載されておらずちょっとハマったので自分がRviz2で点群データを確認できるところまでセットアップした流れを紹介します。

Screenshot from 2025-08-09 22-29-28.png

今回もいつものごとく、ハマったらClaude Codeに助けてもらっています。:sweat_smile:

前提条件

  • Ubuntu 20.04/22.04
  • ROS2 Humble
  • PCL-1.10
  • LiDAR IP: 192.168.1.62 <-出荷時の初期IPのようです。
  • ユーザーが dialout グループに所属していること
bash
# dialoutグループの確認
groups
# 必要に応じて追加
sudo usermod -a -G dialout $USER

1. Unilidar SDK2の入手

bash
cd ~
git clone https://github.com/unitreerobotics/unilidar_sdk2.git
cd unilidar_sdk2

2. UDP（イーサネット）接続での設定

2.1 ネットワーク設定の確認

LiDARのデフォルトIP（192.168.1.62）に接続できるよう、ローカルIPを設定します。

# 現在のIP設定確認
ip addr show

# LiDARとの接続確認
ping -c 3 192.168.1.62

2.2 UDP接続用ファイル修正

unilidar_sdk2/unitree_lidar_sdk/examples/example_lidar_udp.cpp
// 修正前
std::string local_ip = "192.168.1.2";
unsigned short local_port = 6201;

// 修正後（環境に合わせて調整）
std::string local_ip = "192.168.1.3";     // 実際のローカルIPに変更
unsigned short local_port = 6202;          // ポート競合を回避
unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/launch/launch.py
# UDP接続用設定
def generate_launch_description():
    node1 = Node(
        parameters= [
            {'initialize_type': 2},          # UDP通信
            {'local_ip': '192.168.1.3'},     # 実際のローカルIPに変更
            {'local_port': 6203},            # ポート競合を回避
        ]
    )

2.3 UDP接続でのビルドと実行

bash
# C++ SDKのテスト
cd unilidar_sdk2/unitree_lidar_sdk/build
cmake .. && make -j2
cd ..
./bin/example_lidar_udp

# ROS2パッケージでの実行
cd unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2
colcon build
source /opt/ros/humble/setup.bash
source install/setup.bash
ros2 launch unitree_lidar_ros2 launch.py  # unitree lidarのROS2パッケージとRviz2が同時に起動します。

source /opt/ros/humble/setup.bash と source install/setup.bash は ~/.bashrcに追記しておくと毎回ターミナルを立ち上げるたびに実行しなくて済みます。

3. (必要に応じて)シリアルポート接続での設定

3.1 LiDARをシリアルモードに切り替え

重要: LiDARは工場出荷時にEthernetケーブルを使用するUDPモードで設定されているため、付属のUSB-Cケーブルで接続できるようにするにはまずUDP接続でシリアルモードに変更する必要があります。

bash
cd unilidar_sdk2/unitree_lidar_sdk
./bin/set_to_serial_mode

3.2 シリアルポート用ファイル修正

unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/launch/launch.py
# シリアル接続用設定
def generate_launch_description():
    node1 = Node(
        parameters= [
            {'initialize_type': 1},          # シリアル通信
            {'serial_port': '/dev/ttyACM0'}, # シリアルポートデバイス
            {'baudrate': 4000000},           # ボーレート設定
        ]
    )

3.3 シリアルポートデバイスの確認

bash
# シリアルポートデバイスの確認
ls -la /dev/ttyACM*
ls -la /dev/ttyUSB*

# 権限確認（dialoutグループに所属していることを確認）
groups

3.4 シリアル接続でのテストと実行

重要: シリアル通信では、LiDAR電源投入後に毎回C++ SDKでのテストが必要です。

bash
# 1. C++ SDKでのシリアル接続テスト（L2の電源投入後には必須）
cd unitree_lidar_sdk
./bin/example_lidar_serial

# 2. ROS2パッケージでの実行（シリアルテスト成功後）
cd unitree_lidar_ros2
colcon build
source /opt/ros/humble/setup.bash
source install/setup.bash
ros2 launch unitree_lidar_ros2 launch.py

3.5 シリアル通信でのC++ SDKテスト不要化

電源投入毎にC++ SDKテストが必要な原因は、ROS2ノードの初期化処理に重要なステップが不足しているためです。

ROS2ノードで不足している処理:

  1. startLidarRotation() - LiDARモーター回転開始
  2. resetLidar() - デバイスリセット
  3. コマンド間の適切な待機時間（1秒）

以下の修正を実施することで、C++ SDKテストの実行コマンドを省略(厳密にはunitree lidarのROS2パッケージとRviz2の起動と同時に上記の処理を実行する)できます。

3.5.1. unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/launch/launch.pyの修正

unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/launch/launch.py

# 動作モード修正前
def generate_launch_description():
    node1 = Node(
        parameters= [                
                {'work_mode': 0},
        ]

# 動作モード修正後
def generate_launch_description():
    node1 = Node(
        parameters= [                
                {'work_mode': 8},
        ]

3.5.2. unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/include/unitree_lidar_ros2.hの149行目付近に追記：

unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/include/unitree_lidar_ros2.h
lsdk_->setLidarWorkMode(work_mode_);

// シリアル通信用の追加初期化処理
if (initialize_type_ == 1) {  // シリアルモードのみ
    lsdk_->startLidarRotation();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    
    lsdk_->resetLidar();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
}

修正後に下記を実行

cd unitree_lidar_ros2
colcon build
source /opt/ros/humble/setup.bash
source install/setup.bash
ros2 launch unitree_lidar_ros2 launch.py

4. Rviz2での可視化

4.1 Rviz2の起動

bash
# 自動でRviz2も起動される（launch.pyに含まれている）
ros2 launch unitree_lidar_ros2 launch.py

# または個別で起動
source /opt/ros/humble/setup.bash
rviz2 -d install/unitree_lidar_ros2/share/unitree_lidar_ros2/view.rviz

4.2 トピック確認

bash
# 利用可能なトピックの確認
ros2 topic list

# 期待されるトピック
# /unilidar/cloud (sensor_msgs/msg/PointCloud2)
# /unilidar/imu (sensor_msgs/msg/Imu)

# トピック情報の確認
ros2 topic info /unilidar/cloud
ros2 topic info /unilidar/imu

# データ頻度の確認
ros2 topic hz /unilidar/cloud
ros2 topic hz /unilidar/imu

5. 動作モードの設定

LiDARの動作モードはuint32_tの各ビットで制御されます：

ビット位置 機能 値0 値1
0 FOV切り替え 標準FOV (180°) 広角FOV (192°)
1 測定モード 3D測定モード 2D測定モード
2 IMU有効化 IMU有効 IMU無効
3 通信モード イーサネットモード シリアルモード
4 起動モード 電源投入時自動開始 電源投入時待機
cpp
// 例：シリアル通信 + 3D + IMU有効 + 自動開始
uint32_t workMode = 8;  // ビット3のみ1（シリアルモード）

// 例：UDP通信 + 3D + IMU有効 + 自動開始
uint32_t workMode = 0;  // すべて0（デフォルト）

5.1 ROS2での動作モード設定

unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/launch/launch.py
# work_modeパラメータで設定（デフォルト値：0）
{'work_mode': 0},    # UDP通信 + 3D + IMU有効 + 自動開始

# 例：シリアル通信 + 2D測定モード + IMU無効
{'work_mode': 14},   # ビット1,2,3 = 1 (2D + IMU無効 + シリアル)

# 例：UDP通信 + 広角FOV + 3D測定
{'work_mode': 1},    # ビット0 = 1 (広角FOV)

5.2 C++ SDKでの動作モード設定

unilidar_sdk2/unitree_lidar_sdk/examples/example_lidar_udp.cpp
// setWorkModeメソッドで設定
unitree_lidar_sdk::UnitreeLidarReader lidar_reader;
uint32_t work_mode = 0;  // 設定したいモード値

// 接続後にモード設定を実行
lidar_reader.setWorkMode(work_mode);

5.3 動作モード設定の適用方法

bash
# 1. ROS2での設定変更
# launch.pyのwork_modeパラメータを編集後、再起動
cd unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2
colcon build
source install/setup.bash
ros2 launch unitree_lidar_ros2 launch.py

# 2. C++ SDKでの設定変更
# ソースコード編集後、リビルドして実行
cd unilidar_sdk2/unitree_lidar_sdk/build
cmake .. && make -j2
cd ..
./bin/example_lidar_udp

6. トラブルシューティング

6.1 UDP接続の問題

bash
# ポート使用状況の確認
sudo netstat -tuln | grep 6201

# ファイアウォール設定の確認
sudo ufw status

# LiDAR接続確認
ping -c 3 192.168.1.62

6.2 シリアル接続の問題

bash
# シリアルデバイスの確認
dmesg | grep ttyACM
ls -la /dev/ttyACM*

# 権限の確認
groups
ls -la /dev/ttyACM0

# 必要に応じて権限追加
sudo chmod 666 /dev/ttyACM0

6.3 ROS2の問題

bash
# ROS2デーモンのリスタート
ros2 daemon stop
ros2 daemon start

# ノードの確認
ros2 node list

# パッケージの再ビルド
colcon build --packages-select unitree_lidar_ros2

7. 座標系とデータフォーマット

7.1 座標系定義

  • LiDAR座標系: 右手座標系、原点は底面マウント部中央
  • IMU座標系: LiDAR座標系に対して平行移動のみ
  • 変換行列: LiDARからIMUへの変換は [-0.007698, -0.014655, 0.00667] の平行移動

↓はUnitree 4D LiDAR L2 User Manualからの引用です。
image.png

7.2 データ仕様

  • 点群データ: 18リング構成、最大100m測定範囲
  • IMUデータ: 6軸（加速度・角速度）+ クォータニオン
  • フレーム名: unilidar_lidar (点群), unilidar_imu (IMU)

8. 設定ファイルの保存場所

修正が必要な主要ファイル：

  1. unilidar_sdk2/unitree_lidar_sdk/examples/example_lidar_udp.cpp - UDP接続設定
  2. unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/launch/launch.py - ROS2起動設定
  3. unilidar_sdk2/unitree_lidar_ros2/src/unitree_lidar_ros2/rviz/view.rviz - Rviz2設定

9．Docker化+ROS Bridge/Foxglove Bridge対応

ここまでの設定をローカル環境内で実施してもよいのですが、LiDARを持ち運び用のPCに接続して点群MAPを作成したりSLAMの実験を行うときには面倒な作業ですし、他のプログラムの環境に干渉する恐れもあります。
なので、Dockerコンテナ内でUnitree LiDAR L2を使えるようにしました。
ローカルネットワーク内の他のPCからもTOPICをPub/Subできるよう、ROS BridgeとFoxglove Bridgeも組み込んでいます。

必要なファイル類は公式からフォークした https://github.com/todateman/unilidar_sdk2 に反映しているので、もし必要なら利用してみてください。

9.1. Dockerコンテナを利用してUnitree L2 LiDARをWSL2のUbuntuで使用できるようにする

もし持ち運び可能なUbuntuマシンがなくWindowsマシンしかない場合は、WSL2でUbuntu22.04の環境を構築し、この環境でL2 LiDARを使用することができます。

WSL2でUbuntu22.04、git、Docker、Docker composeがセットアップできている前提です。

まずはWSL2からホストマシンのUSBデバイスを使えるようにするを参考に、ホストPC(WindowsPC)で接続したUnitree L2 LiDARをWSL2側にマウントさせます。

powershell
# まずはWindows側で認識しているUSBデバイスを確認
> usbipd list
Connected:
BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
1-3    04f2:b760  HP Wide Vision HD Camera, Camera DFU Device                   Not shared
1-4    04f3:0c00  ELAN WBF Fingerprint Sensor                                   Not shared
2-1    1a86:55d3  USB-Enhanced-SERIAL CH343 (COM4)                              Not shared
2-3    0489:e0f2  MediaTek Bluetooth Adapter                                    Not shared

usbipd: warning: USB filter 'USBPcap' is known to be incompatible with this software; 'bind --force' will be required.

# L2 LiDAR のBUS ID(2-1)をWSL2とシェアする
> usbipd bind --busid 2-1
usbipd: warning: USB filter 'USBPcap' is known to be incompatible with this software; 'bind --force' will be required.

> usbipd list
Connected:
BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
1-3    04f2:b760  HP Wide Vision HD Camera, Camera DFU Device                   Not shared
1-4    04f3:0c00  ELAN WBF Fingerprint Sensor                                   Not shared
2-1    1a86:55d3  USB-Enhanced-SERIAL CH343 (COM4)                              Shared
2-3    0489:e0f2  MediaTek Bluetooth Adapter                                    Not shared

usbipd: warning: USB filter 'USBPcap' is known to be incompatible with this software; 'bind --force' will be required.

# L2 LiDAR のBUS ID(2-1)をWSL2にアタッチする
> usbipd attach --wsl --busid 2-1
usbipd: info: Using WSL distribution 'Ubuntu-22.04' to attach; the device will be available in all WSL 2 distributions.
usbipd: info: Detected networking mode 'nat'.
usbipd: info: Using IP address 172.31.128.1 to reach the host.

> usbipd list
Connected:
BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
1-3    04f2:b760  HP Wide Vision HD Camera, Camera DFU Device                   Not shared
1-4    04f3:0c00  ELAN WBF Fingerprint Sensor                                   Not shared
2-1    1a86:55d3  USB-Enhanced-SERIAL CH343 (COM4)                              Attached
2-3    0489:e0f2  MediaTek Bluetooth Adapter                                    Not shared

usbipd: warning: USB filter 'USBPcap' is known to be incompatible with this software; 'bind --force' will be required.

WSL2(Ubuntu)側で確認

bash
# アタッチ前
$ lsusb
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

# アタッチ後
$ lsusb
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 001 Device 002: ID 1a86:55d3 QinHeng Electronics USB Single Serial
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

# 下記のコマンドでWSL2側で認識しているポート名が分かる
$ ls /dev/ttyACM*
/dev/ttyACM0

あとは https://github.com/todateman/unilidar_sdk2/ のリポジトリを

bash
git clone https://github.com/todateman/unilidar_sdk2.git

でクローンして、README_DOCKER_JP.mdの内容に沿ってDockerコンテナを立ち上げれば、あっけなくWindowsPCのWSL2で実行しているUbuntuで実行したDockerコンテナでUnitree L2 LiDARから取得した点群データが確認できるはず。

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