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Autolabor M2 ROS 驱动模块

1. 介绍

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。

特性

可直接获取CANBus网络内数据，并通过CAN指令控制车辆
- 获取动力轮编码器原始数值(角速度)
- 获取转向轮编码器原始数值(角速度)
- 分别控制动力轮的转速(角速度)
- 控制转向轮的绝对转向角度
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
提供实时机器人底盘位置信息，方便闭环控制
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
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

2. 节点

2.1 canbus_driver

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。

该节点的结构如图所示：

2.1.1 订阅话题

无

2.1.2 发布话题

/canbus_msg (autolabor_canbus_driver/CanBusMessage)

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

2.1.3 服务

/canbus_server (autolabor_canbus_driver/CanBusService)

提供其他节点调用，用于往底层CAN网络中发布指令

2.1.4 参数

~port_name (str, default: /dev/ttyUSB0)

CANBus串口端口名

~baud_rate (int, default: 115200)

CANBus串口波特率

~parse_rate (int, default: 100)

数据解析器从串口获取新数据的频率

2.2 M2_driver

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。

该节点结构如下：

2.2.1 订阅话题

/cmd_vel (geometry_msgs/Twist)

外部节点发送的速度信息

/canbus_msg (autolabor_canbus_driver/CanBusMessage)

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

2.2.2 发布话题

/odom (nav_msgs/Odometry)

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

/wheel_angle (std_msgs/Float64)

前阿克曼转向轮实时绝对转角，单位rad

2.2.3 服务

/reset_odom (std_srvs::Empty)

里程计清零，将里程计的原点放置在执行指令的位置

2.2.4 参数

~odom_frame (str, default: odom)

里程计坐标系名称

~base_frame (str, default: base_link)

移动底盘坐标系名称

~poller_rate_hz (int, default: 20)

查询底盘参数的频率，单位 Hz

~publish_tf (bool, default: true)

设置是否发布odom->base_link的TF转换

2.2.5 TF转换信息

odom -> base_link

提供车体坐标系与里程计坐标系间转换关系

3 ROS使用说明

3.1 底盘连接

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

打开Terminal输入

ll /dev/ttyUSB*

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。

3.2 源码编译与执行

下载源码

mkdir ~/github_ws
cd ~/github_ws
git clone http://git.autolabor.com.cn/Autolabor/autolabor_m2_ros_driver.git

编译源码

cd m2_driver_ros/
catkin_make

加载环境变量

source devel/setup.bash

修改launch文件参数

gedit src/autolabor_canbus_driver/launch/m2_driver.launch

定位

<param name="port_name" value="/dev/ttyUSB0" />

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

执行launch文件

roslaunch autolabor_canbus_driver m2_driver.launch

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。

3.3 控制向前直行

打开一个terminal

执行 rostopic list 查看有无/cmd_vel 话题

如果有的话，执行：

 rostopic pub -r 10 /cmd_vel geometry_msgs/Twist -- '[1.0,0.0,0.0]' '[0.0,0.0,0]'

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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