ROS2与STM32入门教程-micro-ROS在Crazyflie上应用

说明

• 该演示旨在展示 micro-ROS 的低资源消耗及其可扩展和模块化通信系统的优势。
• 特别是，它专注于 micro-ROS 的中间件层，其中 eProsima Micro XRCE-DDS 是默认实现。
• 该软件基于DDS-XRCE有线协议，为micro-ROS客户端-服务器通信提供以下特性：

Multi-transport protocol support (UDP, TCP and Serial).
Peer-to-peer communication.
Server discovery.
Best-effort and reliable communication.
Message fragmentation

• 相关micro-ROS_crazyflie_demo源码可以点这里下载

构想

• MAV（微型飞行器）飞行操作员通过 GCS（地面控制站）指挥飞越给定区域。
• 整个区域分布各种远程传感器用于采集环境数据（温度、压力和湿度）。
• 飞行操作员应命令 MAV 朝向远程传感器，一旦位于远程传感器上方，MAV 应与远程传感器建立连接以收集其数据。
• 最后，飞行操作员应命令 MAV 飞向起始位置。

参与者与话题

• 在此演示中，有三个不同的micro-ROS参与者（MAV、GCS 和远程传感器），它们发布/订阅六个主题：

/drone/odometry: MAV’s odometry.
/drone/attitude: MAV’s attitude.
/flight/cmd: flight commands.
/sensor/temperature: Remote Sensors’ temperature.
/sensor/pressure: Remote Sensors’ pressure.
/sensor/humidity: Remote Sensors’ humidity.

MAV

• MAV是微型飞行器Crazyflie 2.1 ：它运行一个micro-ROS客户端应用程序，负责发布其姿态和里程计，并订阅飞行命令和远程传感器数据。

GCS

• GCS是地面站：运行micro-ROS-Agent 应用程序的通用计算机，负责发布飞行命令，并订阅 MAV 的姿态和里程数据。

Remote Sensors

• Remote Sensors是远程传感器：SparkFun 气象站连接到 Raspberry Pi 3A+，该 Raspberry Pi 3A+ 运行 micro-ROS-Agent 和 micro-ROS-Client 应用程序，负责发布远程传感器的数据。

• 下图展示了这个demo的当前状态。

通讯

• 在这个演示中，参与者之间有两种不同类型的通信。

• 一方面，GCS 和 MAV 之间的链路遵循客户端-服务器通信模式。 GCS 使用 micro-ROS-Agent 应用程序作为服务器，而 MAV 通过 micro-ROS-Client 应用程序作为客户端。

• 另一方面，MAV 和远程传感器之间的链接遵循点对点模式。 两个参与者都充当客户端，通过在远程传感器端运行的微型 ROS-Agent 应用程序进行通信。 在这种情况下，micro-ROS-Agent应用程序充当集中式代理，MAV 和远程传感器在其中交换其话题，而无需 ROS 2 输出。 该应用程序还允许 MAV 动态发现远程传感器。

硬件

• 以下是重现此演示所需的硬件列表：（无人机采购）

1 x Crazyflie 2.1,
1 x Crazyradio PA,
1 x Flow deck v2,
1 x Crazyflie-compatible remote controller

刷固件

• 运行构建的docker

docker-compose run cf_builder

• 配置和编译固件

ros2 run micro_ros_setup configure_firmware.sh crazyflie_position_publisher
ros2 run micro_ros_setup build_firmware.sh

• 按照官方说明将 Crazyflie 置于 DFU 模式。
• 烧录固件

ros2 run micro_ros_setup flash_firmware.sh

使用

• 安装并连接Crazyradio PA（需要设置udev权限）
• 运行docker

docker-compose up -d

• 无人机通电，连接PA
• 停止应用

docker-compose down

项目目的

• 该软件尚未准备好用于生产用途。 它既没有针对特定用例进行开发也没有进行测试。
• 但是，适用的开源许可证的许可条件允许您根据您的需求调整软件。
• 在安全相关设置中使用该软件之前，请确保该软件满足您的要求并根据任何适用的安全标准（例如 ISO 26262）进行调整。