ROS移动机器人开发总结
ROS移动机器人开发总结
郭棉锐 2019-2020机械组组长
一、代码
二、PC端功能包：
建图功能包：cartographer_ws
导航功能包：jetsonbot_nav
键盘控制功能包：teleop_twist_keyboard
机器人模型功能包：jetsonbot_description
三、树莓派端功能包
arduino驱动功能包：ros_arduino_bridge
雷达驱动功能包：ydlidar_master
imu驱动功能包：rasp_imu_hat_6dof
四、机器人模型
solidworks模型：sw_model
CAD文件：cad_model
urdf文件：sw_urdf
五、前期准备
1.硬件
淘宝
arduino–>mega2560开发板+usb数据线 不建议买这么贵的
2.软件
1）安装双系统 ubuntu16.04（也可以用虚拟机、没有影响）
2）在双系统装ROS(kinetic)
ros各个版本大同小异，对应好相应的ubuntu版本就好了。安装过程WIKI上都有，但会有许多问题出现，大多搜搜都可解决
这里给一个可能比较会遇上而且csdn上那些远古教程解决不了的问题的解决方法：
sudo rosdep init 失败 raw.githubsercontent.com挂了
法一：
rosdep问题解决
法二：
简单粗暴
3）配置参数
a. ros_arduino_python\config\my_arduino_params.yaml
port:/dev/arduino
*直径 wheel_diameter:0.068 (单位：米)
轮间距：wheel_track:0.222 (单位：米)
编码器线速：encoder_resolution 16
减速比 gear_reduction:43.8
b.cartographer_ws\install_isolated\share\cartographer_ros\configuration_files\jetsonbot_2d_only_lidar.lua
参数tracking_frame设置为imu_link，使用/imu的数据；设置为base_link,则不使用（imu数据错误时可以不用imu的数据）
参数published_frame设置为base_link；
参数provide_odom_frame设置为true，需要内部提供/odom；
参数use_odometry设置为false，因为我们使用内部/odom的数据，不使用外部的；
修改参数之前，还是建议去看看官方文档，这里准比其他任何地方可靠。
c. 导航包四个配置文件
costmap_common_params.yaml
obstacle_range: 最大障碍物检测范围,超过该范围不认为是障碍物
raytrace_range: 检测*空间的最大范围
robot_radius: 机器人本体的半径大小,单位:米,圆形机器人使用
footprint: 对于非圆形机器人可以设置该参数,机器人中心[0,0]参数可以顺时针填写,也可以逆时针填写
inflation_radius: 与障碍物的安全半径距离,如果机器人经常撞到障碍物就需要增大该值,若无法通过狭窄地方就减小该值
cost_scaling_factor:用于将inflation计算cost的比例因数,该参数越大,越不把这个inflating看着移动的cost.map_type:如果想要3D视图的就用voxel,2D视图的就用costmap参数
observation_sources: 观察源是激光雷达
local_costmap_params.yaml
global_frame:指定本地代价地图参考系
robot_base_frame:指定机器人的base_frame
update_frequency:指定local代价地图更新频率
publish_frequency: 代价地图发布可视化信息的频率
static_map: 本地代价地图不会更新地图，设置false
rolling_window: 设置滚动窗口,使机器人始终在窗体中心位置
width: 代价地图宽度,滑动地图x维长度
height:代价地图长度,滑动地图y维长度
resolution: 代价地图的分辨率,该参数需要与yaml文件设置的地图
transform_tolerance: 指定在tf树中frame直接的转换最大延时，单位秒
global_costmap_params.yaml
global_frame: 全局代价地图参考系
robot_base_frame: 指定机器人的基础参考系
update_frequency: 指定地图更新频率，数值太大造成CPU负担重
publish_frequency: 对于静态全局地图来说，不需不断发布
static_map: 全局地图通常是静态的，因此设置为true
rolling_window: 全局地图不会在机器人移动时候更新
transform_tolerance: 指定在tf树中frame直接的转换最大延时，单位秒
dwa_local_planner_params.yaml
DWA局部规划器配置参数
六、编译功能包
我这边的代码是已经编译过了的，所以如果要拿去用记得把编译生成的文件去掉再进行编译
PC
创建一个工作空间，将jetsonbot_description和teleop_twist_keyboard、jetsonbot_nav放到src文件夹下面，编译即可
cartographer_ws比较特殊，要与catkin_ws分开编译
catkin_make_isolated --install --use-ninja
source install_setup.bash
树莓派
同样创建一个工作空间，将rasp_imu_hat_6dof和ros_arduino_bridge、ydlidar-master放到src文件夹下，catkin_make编译即可
同时要做好ssh通讯和串口绑定
没有ssh服务就下载相应服务，PC端ROS与树莓派端ROS通讯、串口绑定也不复杂，这里贴两个网站供参考，PC与树莓派端ROS通讯、tty串口绑定
arduino
记得将last_arduino_bridge烧录到arduino中
七、机器人启动流程
1 启动rosmaster:roscore
2 ssh远程登录树莓派 ssh aaa@qq.com
- 启动雷达：
roslaunch ydlidar lidar.launch - 启动底盘：
roslaunch ros_arduino_python arduino.launch - 启动imu（可选）：
roslaunch serial_imu_hat_6dof serial_imu_hat.launch
3 启动cartographer建图节点
source install_setup.bashroslaunch cartographer_ros jetsonbot_2d_only_lidar.launch
4 启动键盘控制节点
chmod a+x teleop_twist_keyboard.py./teleop_twist_keyboard.py
5 保存地图
- 重开一个终端 在cartographer_ws下
source install_setup.bash配置环境变量 - 在用户家目录下创建一个目录maps
- 在刚刚的终端输入
rosrun cartographer_ros cartographer_pbstream_to_ros_map -map_filestem=/home/guomianrui/maps/gmr_map -pbstream_filename=/home/guomianrui/maps/gmr_map.pbstream -resolution=0.05
6 启动导航包
roslaunch jetsonbot_nav jetsonbot_nav_nengyuan.launch
八、运行效果截图
说明：README写得可能不够完善，开学比较忙就暂时不做补充了，有错误之处烦请指正，有错即改，导航包还不完善，本文参考即可。
这台机器人是花费一段时间了的，本着开源精神将模型和代码发出来，开源不易，希望对各位小伙伴有所帮助
伴有所帮助