营销网站seo推广,有限责任公司自然人投资或控股,免费网站建设软件推荐,erp外贸管理系统在初步尝试RT-Thread之后#xff0c;一直在琢磨如何进一步感受它的优点#xff0c;因为前面只是用了它的内核#xff0c;感觉和FreeRTOS、uCOS等RTOS差别不大#xff0c;至于它们性能、可靠性上的差异#xff0c;在这种学习性的程序中#xff0c;很难有所察觉。 RT-Threa… 在初步尝试RT-Thread之后一直在琢磨如何进一步感受它的优点因为前面只是用了它的内核感觉和FreeRTOS、uCOS等RTOS差别不大至于它们性能、可靠性上的差异在这种学习性的程序中很难有所察觉。 RT-Thread的显性优势之一就是其丰富的软件包可以将特定功能方便的加入程序大大提升实现某种目标的可行性和便利性。但那么多软件包选哪个作为学习素材呢既希望能和小车结合得比较顺畅、自然又不希望增加过多硬件从而增加学习成本。 十几天前和一位大学教师朋友聊起得知ROS从1到2改进了不少将原来和单片机通讯的rosserial升级为可以在单片机上运行的MicroROS能支持ROS2的大多数功能关键是RT-Thread里有MicroROS软件包。 顿悟ROS 是结合小车的最佳学习素材啊五年前就曾尝试过已初步联通 rosserial只是在将 rosserial 加入到小车 FreeRTOS 程序框架中时遇阻后又因其它事情分心而搁置现在重拾 ROS 顺理成章。正好RT-Thread 将其集成化解了要基于 RTOS 实施 ROS 的心结因小车的控制程序都是基于RTOS框架实现的。 很早就想让圆梦小车成为 ROS的外设希望这次能如愿。
一、初步规划 ROS第一个演示的示例就是控制小海龟而我的小车完全可以成为现实世界的“小海龟”所以第一步计划就是利用这个示例让小海龟走出屏幕到现实世界里转转。 核心是能将 PC 上运行的 ROS2 和现实世界的小车通讯让小车具备虚拟小海龟的能力。 略微了解了一下ROS2其核心就是一套基于DDS的分布式通讯机制使机器人各个部件可以相互交流协同工作。它根据机器人这一特定的需求设计了诸如节点、主题、服务、参数、动作等通讯方式以便在设计机器人部件时有章可循组合在一起时可以无障碍沟通。 实际上如今的物联网也是这个需求如果每个设备都自说自话就很难在一起工作了。
二、环境准备 要实现上述规划首先要做如下环境的准备。
2.1构建 Linux环境 虽说 ROS2 已经有 Windows 版本但从网上的信息看似乎还是对 Linux 支持得比较好对于我这种PC编程菜鸟而言还是减少些麻烦按推荐的来。 我是将 Linux 安装在虚拟机上因为这样方便和 Windows 主机交互毕竟很多资料都在Win下。五年前也是这样做的。 首先卸载掉原来玩 rosserial 时的 Ubuntu16.04重新安装推荐的 ubuntu22.04。为了减少不确定性顺便将 Vmware 升级到 17.5 版。
2.2安装ROS2 在那个大学老师朋友以及一个澳门中学老师朋友他在教ROS课程的指点下完全参照鱼香ROS的《ROS2机器人入门到实战教程》完成了ROS2的安装虽说遇到点网络问题但还算顺利的安装完成了多数使用了鱼香ROS的一键安装很方便。链接如下: https://blog.csdn.net/qq_27865227/article/details/131363638 测试小海龟示例OK 按教程完成了相关工具的安装顺利实现了图形化显示节点、服务等信息以及仿真三维模型显示。
2.3安装 MicroROS 这才是要做的核心鱼香教程中使用Docker命令运行 micro_ros_agent可我安装 Docker 后始终运行不了Linux功底太差加之网络问题放弃了。 搜了很多 MicroROS 的安装文章先按鱼香ROS社区中的帖子安装编译失败。 QQ群求助有人指点让我一步步完整地按照鱼香ROS的教程走这样有些隐含的依赖关系就能建立。 于是我将虚拟机都删除重装以免卸载不干净。从头开始逐篇执行所有的安装操作确有改善能编译成功了。 可运行后和单片机的通讯存在问题收到几条消息后显示segemtation fault段出错 第一次单片机端是基于RT-Thread的MicroROS库生成的示例程序下载到STM32F411CE上运行。担心是因此所致教程中用的是ESP32正好手上有个ESP32核心板。 按教程先安装了 Vscode 以及 PlatformIO将教程示例下载到 ESP32 核心板中结果还是一样。无奈为减少不确定性购买了鱼香 ROS的 FishBot 控制板板子还没到手在看了附带的FishBot 配套资料后就预感问题可能出在虚拟机上因为资料中特别提及不建议在虚拟机上安装ROS2及MicroROS 还是不太死心拿到板子后继续测试结果一样Segmentantion Fault! 因手头没有PC机可以单独安装 Linux便去南大的学生朋友那里一方面请他们指点计算机系学生 Linux 在行另一方面验证一下是否在物理机上就没有问题结果确实如此在物理机上一切正常 悲催为化解此问题整整耗了约两周时间。 基于虚拟机玩ROS2彻底死心准确的说是玩MicroROS 不行 手上闲置的电脑太老无法用U盘启动安装 Linux。正好朋友那里有闲置的工控机主板配置为Intel i3-2350M8G内存64G硬盘基本能满足 Ubuntu22.04 运行需求。拿来后用闲置的有机玻璃板略加美化有了一台可以安装 Linux 的物理机 前面的工作重复一遍有了那么多次的反复试错的经历这次安装很顺利一个晚上就完成了ubuntu22.04、ROS2 humble、MicroROS 的安装。 注折腾那么多遍之后的建议如果有朋友要安装 MicroROS其它还是按鱼香ROS的教程做按 MicroROS 官网上的步骤安装比较靠谱而且版本应该是最新的链接如下 https://micro.ros.org/docs/tutorials/core/first_application_linux/ 完成上述安装后用FishBot 控制板、ESP32核心板以及基于RT-Thread生成的STM32F411CE核心板均无问题。 基础环境总算构建完成。
2.4 针对小车的准备将有线串口变为无线 小车是需要移动的而前面所构建的小车控制程序是在 STM32F411CE上RT-Thread 暂时还不支持 ESP32而 STM32F411CE 没有 Wifi只能通过串口通讯虽说成功的和 ROS2 主机通讯了可总不能连着一条导线吧。 以往都是用两个无线透传模块或蓝牙透传模块实现。无线透传模块是我自己做的效果虽然不错可那是半双工通讯。MicroROS 所用的通讯协议大概率应该是全双工的网上查了很久也没找到详细资料当初研究 rosserial还搜到了协议帧的定义这次是完全“黑箱”用串口助手监听的内容找不到规律。 蓝牙透传模块我不确定是否为全双工模式而使用 PC 上的蓝牙串口服务在 Linux 下实在没有能力搞定故暂放弃选择蓝牙。 性价比高且易于实施的只能选 ESP8266 方案。按我的理解WiFi通讯应该是全双工的。用WiFi通讯还有一个好处未来应该可以实现一对多通讯也就是说可以控制多个小车了。 网上这方面资料很多关键是可以基于 Arduino IDE 编程具备较好的可控性用现成模块最大的障碍就是不可控遇到问题很难化解这也是我自己制作无线透传模块的缘由。虽说自己编程需要耗费一些时间可用现成模块遇到问题往往更耗时间有可能最终还无解。 正好手上有一块以前尝试ESP8266 Arduino编程的NodeMCU 模块可以直接 USB 连接 PC 烧写程序以及一块单独ESP8266模块。参考以下文章着手实施两个ESP8266之间的串口透传 https://blog.csdn.net/m0_70301192/article/details/129964501 首先是要验证是否可行故将其程序简化PC端连接的ESP8266为AP、Server端 单片机端连接 ESP8266 模块为 STA、Client端 程序中增加了LED闪烁指示以便直观地判断通讯状态。 略加调试实现透传后首先用两个串口助手测试全双工OK 在装有ubuntu22.04的PC机上连接NodeMCUServer端AP模块STM32F411CE单片机UART2连接ESP8266模块Client端的UART口。 PC运行ROS2以及micro_ros_agent单片机运行RT-Thread下的MicroROS示例程序通讯OK和连接导线状态一样无线串口成功啦 小海龟走下屏幕的基础均已完成下一步编写小车上的 MicroROS 程序让小海龟附体。
三、总结与展望 重点是小车如何能成为 ROS2 的外设并非深究 ROS2 本身所以没有过多在 ROS2 上下功夫Linux 功底又太差上述构建环境的过程有点艰难。 期望能将 ROS 引入到单片机的学习中成为一个有趣的素材。而且其分布式通讯的理念也是如今万物互联世界所需要的尤其是想在嵌入式领域工作几乎均要涉及到设备互联。 后续编写小车上的 MicroROS 程序估计还会遇到困难主要是没有系统的参考资料或者说我没有找到好像只能参考示例程序自己修改实现。我希望能有系统的 API 函数说明在看例程时就能理解并加以改动以实现自己所需的目标。如有朋友知道哪里有此文档盼在评论中告知谢谢
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文中所提ESP8266透传程序
通过网盘分享的文件ESP8266透传程序.rar
链接: https://pan.baidu.com/s/14nVtSbVpbc7c7ZKsfe0hvQ
提取码: atez
