搭建ROS小车底盘-第九篇ros_arduino_python介绍

搭建ROS小车底盘-第九篇ros_arduino_python介绍

说明：

• 介绍ros_arduino_python包相关功能
• 这个包包括一个Python驱动程序和ROS节点，用于Arduino兼容的控制器。
• Arduino必须使用USB端口或RF串行链路（例如XBee）连接到PC或SBC。

特征

• 直接支持以下传感器：

  • Ping sonar
  • Sharp infrared (GP2D12)夏普红外（GP2D12）
  • Onboard Pololu motor controller current板载Pololu电机控制器电流
  • Phidgets Voltage sensorPhidg​​ets电压传感器
  • Phidgets Current sensor (DC, 20A)Phidg​​ets电流传感器（DC，20A）

• 还可以从通用模拟和数字传感器读取数据

• 可以控制数字输出（例如打开和关闭开关或LED）

• 支持PWM伺服

• 如果使用所需的硬件，可配置基本控制器。

Arduino节点

arduino-node.py

• 用于Arduino兼容微控制器的ROS节点。
• 传感器可以以独立的速率轮询（参见本页末尾的示例配置文件）。
• 例如，主电压可以以1Hz的频率轮询，而声纳传感器可以以20Hz的速度轮询。

订阅主题

• /cmd_vel (geometry_msgs/Twist)，基本控制器的移动命令

发布主题

• /odom (nav_msgs/Odometry)，来自基本控制器的Odometry消息。
• ~sensor_state (ros_arduino_msgs/SensorState)，传感器名称和值的数组。
• ~sensor/name (sensor_msgs/Range,)，每个传感器值都在相应类型的“sensor”命名空间下的自己的主题上发布。

服务

• ~servo_write (ros_arduino_msgs/ServoWrite),将索引为'id'的伺服器的目标位置设置为'value'（以弧度表示）。'id'到引脚映射是在Arduino固件中进行的。
• ~servo_read (ros_arduino_msgs/ServoRead),从具有索引“id”的伺服获取最后设置的位置（以弧度表示）。
• ~digital_set_direction (ros_arduino_msgs/DigitalSetDirection),将数字引脚设置为INPUT（0）或OUTPUT（1）
• ~digital_write (ros_arduino_msgs/DigitalWrite),将数字引脚设置为低（0）或高（1）

参数

• ~port (str, default: /dev/ttyUSB0 -- some controllers use /dev/ttyACM0),串行端口
• ~baud (int, default: 57600),串行连接的波特率。
• ~timeout (float, default: 0.1),串口超时（秒）
• ~rate (int, default: 50),速率运行主控制循环。应至少与更快的传感器速率一样快。
• ~sensorstate_rate (int, default: 10),发布传感器数据的频率。各个传感器是按照自己的话题和自己的速度发布的。
• ~use_base_controller (bool, default: False),是否使用基本控制器。
• ~base_controller_rate (int, default: 10),发布odometry数据的频率
• ~base_frame (New in Hydro) (string, default: base_link),接受odometry数据的坐标系
• ~wheel_diameter (float, default: none)，车轮直径（米）
• ~wheel_track (float, default: none)，轮距（米）。（驱动轮中心之间的距离）
• ~encoder_resolution (int, default: none)，每圈的编码器分辨率。
• ~gear_reduction (float, default: 1.0)，减速比
• ~motors_reversed (bool, default: False)，反转车轮旋转方向
• ~Kp (int, default: 20)，PID参数：比例
• ~Kd (int, default: 12)，PID参数：微分
• ~Ki (int, default: 0)， PID参数：积分
• ~Ko (int, default: 50)，PID参数：输出
• ~accel_limit (float, default: 0.1)，轮速变化最大的加速度
• ~sensors (dict, default: None)，附加到Arduino的传感器字典

提供tf转换

• odom → base_link ， 导航需要的变换

配置

• Arduino节点使用指定所需参数的YAML文件进行配置。

• 名为arduino_params.yaml的示例参数文件包含在config目录中，如下所示。

• 在编辑之前制作此文件的副本（例如my_arduino_params.yaml）。

• 注意，许多参数被注释掉，必须设置和取消注释，然后才能将该节点与Arduino配合使用。

• 当前有效的传感器类型名称（区分大小写）：

  • Ping
  • GP2D12
  • Analog (generic)
  • Digital (generic)
  • PololuMotorCurrent
  • PhidgetsVoltage
  • PhidgetsCurrent (20 amps, DC)

• 配置文件内容：

port: /dev/ttyUSB0
baud: 57600
timeout: 0.1

rate: 50
sensorstate_rate: 10

use_base_controller: False
base_controller_rate: 10

# === Robot drivetrain parameters
#wheel_diameter: 0.146
#wheel_track: 0.2969
#encoder_resolution: 8384 # from Pololu for 131:1 motors
#gear_reduction: 1.0
#motors_reversed: True

# === PID parameters
#Kp: 20
#Kd: 12
#Ki: 0
#Ko: 50
#accel_limit: 1.0

# === Sensor definitions.  Examples only - edit for your robot.
#     Sensor type can be one of the follow (case sensitive!):
#         * Ping
#         * GP2D12
#         * Analog
#         * Digital
#         * PololuMotorCurrent
#         * PhidgetsVoltage
#         * PhidgetsCurrent (20 Amp, DC)

sensors: {
  #motor_current_left:   {pin: 0, type: PololuMotorCurrent, rate: 5},
  #motor_current_right:  {pin: 1, type: PololuMotorCurrent, rate: 5},
  #ir_front_center:      {pin: 2, type: GP2D12, rate: 10},
  #sonar_front_center:   {pin: 5, type: Ping, rate: 10},
  arduino_led:          {pin: 13, type: Digital, rate: 5, direction: output}
}

• 示例启动文件：

<launch>
   <node name="arduino" pkg="ros_arduino_python" type="arduino_node.py" output="screen">
      <rosparam file="$(find ros_arduino_python)/config/my_arduino_params.yaml" command="load" />
   </node>
</launch>

• 使用说明：
• 驱动程序需要Python 2.6.5或更高版本和PySerial 2.3或更高版本。
• 已经在Ubuntu Linux 10.04（Maveric）和11.10（Oneric）上测试。