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# Autolabor M2 ROS 驱动模块
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## 1. 介绍
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Autolabor ROS驱动模块包含**CANBus驱动**和**Autolabor M2底盘驱动**，其主要功能包括与Autolabor_CANbus模块通信，并通过线速度和角速度控制Autolabor M2底盘行驶。
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#### 特性
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- 可直接获取CANBus网络内数据，并通过CAN指令控制车辆
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- 获取动力轮编码器原始数值(角速度)
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- 获取转向轮编码器原始数值(角速度)
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- 分别控制动力轮的转速(角速度)
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- 控制转向轮的绝对转向角度
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- 可通过线速度与角速度控制移动底盘，无需单独控制前轮转向
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- 提供实时机器人底盘位置信息，方便闭环控制
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- 双动力轮电子差速控制，保证机器人在行驶过程中始终满足阿克曼原理
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- 根据前轮转向优化车辆运动速度，在保证车辆在行驶精度前提下，确保车辆行驶的流畅性
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## 2. 节点
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### 2.1 canbus_driver
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该节点提供与底层AutoCan的通讯，将CAN网络中的数据进行解析并发布至canbus_msg话题中，并开启canbus_server服务，提供其他节点调用，用以发送CAN指令到CAN网络中。
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该节点的结构如图所示：
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<div align=left>
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<img src="img/canbus_driver.png" width = 70% height = 70% />
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</div>
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#### 2.1.1 订阅话题
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无
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#### 2.1.2 发布话题
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/canbus_msg ([autolabor_canbus_driver/CanBusMessage](doc/CanBusMessage.md))
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将底层CAN网络中的数据发布在ROS话题中，提供其他节点读取
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#### 2.1.3 服务
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/canbus_server ([autolabor_canbus_driver/CanBusService](doc/CanBusService.md))
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~~~
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提供其他节点调用，用于往底层CAN网络中发布指令
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#### 2.1.4 参数
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~port_name (str, default: /dev/ttyUSB0)
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CANBus串口端口名
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~baud_rate (int, default: 115200)
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CANBus串口波特率
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~parse_rate (int, default: 100)
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数据解析器从串口获取新数据的频率
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### 2.2 pm1_driver
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此节点主要用于接收用户发送的速度信息，控制转向轮转动，并根据后轮当前角度结合阿克曼模型优化求解动力轮的转动速度，控制移动底盘进行移动，同时根据动力轮编码器的反馈，输出轮速里程计信息。
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该节点结构如下：
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<div align=left>
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<img src="img/pm1_driver.png" width = 70% height = 70% />
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</div>
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#### 2.2.1 订阅话题
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/cmd_vel ([geometry_msgs/Twist](http://docs.ros.org/api/geometry_msgs/html/msg/Twist.html))
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外部节点发送的速度信息
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/canbus_msg ([autolabor_canbus_driver/CanBusMessage](doc/CanBusMessage.md))
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```
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由canbus_driver发送的底层CANBus消息，其中包含转向轮当前绝对编码器以及动力轮的编码器信息
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#### 2.2.2 发布话题
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/odom ([nav_msgs/Odometry](http://docs.ros.org/api/nav_msgs/html/msg/Odometry.html))
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根据动力轮以及转向轮的编码器信息，依据车辆运动模型，计算出的轮速里程计信息
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```
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/wheel_angle ([std_msgs/Float64](http://docs.ros.org/api/std_msgs/html/msg/Float64.html))
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前阿克曼转向轮实时绝对转角，单位rad
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#### 2.2.3 服务
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/reset_odom ([std_srvs::Empty](http://docs.ros.org/api/std_srvs/html/srv/Empty.html))
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里程计清零，将里程计的原点放置在执行指令的位置
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#### 2.2.4 参数
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~odom_frame (str, default: odom)
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里程计坐标系名称
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~base_frame (str, default: base_link)
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移动底盘坐标系名称
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~poller_rate_hz (int, default: 20)
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查询底盘参数的频率，单位 Hz
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~publish_tf (bool, default: true)
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设置是否发布odom->base_link的TF转换
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#### 2.2.5 TF转换信息
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odom -> base_link
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提供车体坐标系与里程计坐标系间转换关系
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## 3 ROS使用说明
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### 3.1 底盘连接
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将M2的串口线插入笔记本电脑或工控机，打开底盘电源和急停开关
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打开Terminal输入
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ll /dev/ttyUSB*
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查看是否有设备列表，如果没有设备，请检查底盘与电脑的连接情况，如果设备多于一个，请通过拔插其他传感器设备，确定底盘的对应的设备节点名，假设节点名为 /dev/ttyUSB0。
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### 3.2 源码编译与执行
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下载源码
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mkdir ~/github_ws
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cd ~/github_ws
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git clone http://git.autolabor.com.cn/Autolabor/autolabor_m2_ros_driver.git
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编译源码
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cd autolabor_m2_ros_driver/
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catkin_make
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加载环境变量
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source devel/setup.bash
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修改launch文件参数
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gedit src/autolabor_canbus_driver/launch/m2_driver.launch
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定位
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<param name="port_name" value="/dev/ttyUSB0" />
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将value值改为之前查看的车底盘的设备节点名，修改后保存并关闭
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执行launch文件
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roslaunch autolabor_canbus_driver m2_driver.launch
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如果成功执行到这一步，并且没有发现任何错误，则车底层驱动就已经启动完毕，这个时候只要启动相应的控制节点就可以控制车底盘行走了。
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### 3.3 控制向前直线行走
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打开一个terminal
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执行 rostopic list 查看有无/cmd_vel 话题
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如果有的话，执行：
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rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist -- '[1.0,0.0,0.0]' '[0.0,0.0,0]'
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此时车轮会开始转动，如果想要停止的话，必须在执行命令的terminal中执行Ctrl+C，停止发送。
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