ROS串口通信详解

一、ROS介绍

ROS（Robot Operating System）是一个开源的机器人操作系统，为机器人软件开发提供了很多功能包，如导航、定位、感知等。

ROS主要基于发布/订阅模式进行通信，即Publisher和Subscriber。Publisher发布指定的主题，Subscriber订阅该主题，一旦该主题有数据发布，Subscriber就会接收到数据并进行相应的处理。这种模式通信灵活性强且易于扩展。

二、ROS串口通信

ROS可以通过串口进行通信，串口通信主要通过ros_serial功能包实现。

例如在Ubuntu上使用ros_serial连接串口，需要进行以下步骤：

1、安装ros_serial功能包

sudo apt-get install ros-kinetic-rosserial

2、将需要连接的设备权限设置为当前用户

sudo usermod -a -G dialout YOUR_USER_NAME

3、将ROS的环境变量添加到当前终端中

source /opt/ros/kinetic/setup.bash

4、启动roscore，打开另一个终端，启动ros_serial节点

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

以上步骤完成后，就可以进行ROS和设备之间的串口通信了。

三、ROS串口通信代码示例

以下代码为通过ROS和Arduino进行串口通信的例子。

Arduino代码

#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代码

#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串口通信的注意事项

1、ROS串口通信需要设置波特率。

2、ROS串口通信协议要和Arduino程序中Serial通信协议保持一致。

3、在ROS程序中使用的消息类型需要和Arduino程序中变量类型一致。

4、ROS串口节点和终端的串口通信都需要用到ros_serial功能包。

总结

ROS串口通信为机器人软件开发提供了很多便利，能够实现ROS和各类设备的连接和通信。