ROS串口通信詳解

一、ROS介紹

ROS（Robot Operating System）是一個開源的機械人操作系統，為機械人軟件開發提供了很多功能包，如導航、定位、感知等。

ROS主要基於發佈/訂閱模式進行通信，即Publisher和Subscriber。Publisher發佈指定的主題，Subscriber訂閱該主題，一旦該主題有數據發佈，Subscriber就會接收到數據並進行相應的處理。這種模式通信靈活性強且易於擴展。

二、ROS串口通信

ROS可以通過串口進行通信，串口通信主要通過ros_serial功能包實現。

例如在Ubuntu上使用ros_serial連接串口，需要進行以下步驟：

1、安裝ros_serial功能包

sudo apt-get install ros-kinetic-rosserial

2、將需要連接的設備權限設置為當前用戶

sudo usermod -a -G dialout YOUR_USER_NAME

3、將ROS的環境變量添加到當前終端中

source /opt/ros/kinetic/setup.bash

4、啟動roscore，打開另一個終端，啟動ros_serial節點

roscore
rosrun rosserial_python serial_node.py _port:=/dev/ttyUSB0 _baud:=115200

以上步驟完成後，就可以進行ROS和設備之間的串口通信了。

三、ROS串口通信代碼示例

以下代碼為通過ROS和Arduino進行串口通信的例子。

Arduino代碼

#include <ros.h>
#include <std_msgs/Int16.h>

ros::NodeHandle nh;
std_msgs::Int16 data;

ros::Publisher pub("/arduino", &data);

void setup() {
  nh.initNode();
  nh.advertise(pub);
}

void loop() {
  data.data = analogRead(A0);
  pub.publish(&data);
  nh.spinOnce();
  delay(50);
}

ROS代碼

#include <ros.h>
#include <std_msgs/Int16.h>

ros::NodeHandle nh;

void arduino_cb(const std_msgs::Int16& msg){
  ROS_INFO("Data : %d",msg.data);
}

ros::Subscriber<std_msgs::Int16> sub("/arduino", arduino_cb);

void setup(){
  nh.initNode();
  nh.subscribe(sub);
}

void loop(){
  nh.spinOnce();
  delay(1);
}

四、ROS串口通信的注意事項

1、ROS串口通信需要設置波特率。

2、ROS串口通信協議要和Arduino程序中Serial通信協議保持一致。

3、在ROS程序中使用的消息類型需要和Arduino程序中變量類型一致。

4、ROS串口節點和終端的串口通信都需要用到ros_serial功能包。

總結

ROS串口通信為機械人軟件開發提供了很多便利，能夠實現ROS和各類設備的連接和通信。