Arduino開發板時常(chang)用于建造一(yi)些小(xiao)型的機器(qi)(qi)人(ren)，并存在簡略的邏輯(ji)界說節(jie)制。可是，因為板載計(ji)算能力跟(gen)軟件(jian)有限(xian)，開發人(ren)員經常(chang)沒法進級(ji)到更(geng)龐大的機器(qi)(qi)人(ren)。平常(chang)，跟(gen)著開發人(ren)員變得愈(yu)來(lai)愈(yu)有履歷，他(ta)們會(hui)尋公用于機器(qi)(qi)人(ren)的軟件(jian)，由于Arduino僅供給部門控(kong)件(jian)。
正在本篇文章(zhang)中(zhong)，咱們次要先容了中(zhong)間(jian)件(jian)軟件(jian)框架(jia)RobotOperatingSystem，并引誘你(ni)經由過(guo)程Arduino設(she)置跟利用ROS去創立更(geng)智能(neng)的機器人體系。
甚么是ROS？
機(ji)器(qi)人操作(zuo)系統(tong)是最(zui)風行(xing)跟(gen)利用最(zui)普遍的(de)機(ji)器(qi)人中間件(jian)(jian)(jian)軟件(jian)(jian)(jian)框架之一(yi)。這(zhe)是一(yi)個(ge)(ge)開(kai)放源代碼平臺，可資助(zhu)創客跟(gen)開(kai)發人員正(zheng)在無需從頭創造輪子的(de)環境下(xia)起頭利用機(ji)器(qi)人軟件(jian)(jian)(jian)。ROS供給了一(yi)種尺度的(de)通訊體系結構，用于(yu)無縫集成(cheng)、利用、開(kai)辟(pi)跟(gen)布(bu)置(zhi)機(ji)器(qi)人體系的(de)分歧組件(jian)(jian)(jian)，包羅(luo)節(jie)制、感知(zhi)、籌劃等(deng)。這(zhe)是一(yi)個(ge)(ge)與(yu)語言有關的(de)平臺，不(bu)管布(bu)置(zhi)正(zheng)在那邊，皆可以為分歧的(de)計算機(ji)供給跨平臺的(de)通訊撐持(chi)。
Arduino能夠是最常用(yong)的開(kai)源微控制器(qi)開(kai)發(fa)板，它(ta)供給了(le)容(rong)易利用(yong)的軟件(jian)-硬件(jian)界面和(he)不休擴(kuo)展的用(yong)戶社區。Arduino簡直與一切數字跟模(mo)擬電路和(he)撐持(chi)串行通信接口的外部設備兼容(rong)。
基于ROS的軟(ruan)件框架運轉(zhuan)高等算法跟流程，例如(ru)機器(qi)人(ren)模子的推(tui)理、過濾、運動戰略天生、控制器(qi)算法等。裝置正在機器(qi)人(ren)上的Arduino控制器(qi)用(yong)于履(lv)行初級/嵌入式節制跟傳感。它包羅(luo)、電(dian)動機節制、溫(wen)度跟超聲傳感器(qi)、IMU跟車輪編(bian)碼器(qi)和其他設備。
ROS-Arduino交互管道(dao)
ROS與(yu)Arduino之間的通(tong)訊(xun)
ROS通訊模塊(kuai)基于自定義的TCPROS和談停止(zhi)操(cao)縱，利(li)用兩種方法：多對多發(fa)布(bu)者(zhe)-定閱者(zhe)方式(shi)跟點(dian)(dian)對點(dian)(dian)更(geng)快效勞方式(shi)。本篇文(wen)章利(li)用發(fa)布(bu)者(zhe)/定閱者(zhe)正(zheng)在Arduino開發(fa)板跟機械上運轉(zhuan)的ROS之間停止(zhi)通訊。
rosserialROS軟件包利用Arduino的通用異步(bu)接收器/發送器通訊，并將(jiang)開(kai)發板轉換為ROS節(jie)點(dian)，該(gai)節(jie)點(dian)可(ke)以(yi)宣布(bu)ROS動靜，也(ye)可(ke)以(yi)定閱(yue)動靜。ArduinoROS節(jie)點(dian)發布(bu)者可(ke)以(yi)從(cong)板大將(jiang)數據發送到運轉ROS的機(ji)械，而ArduinoROS節(jie)點(dian)定閱(yue)者可(ke)以(yi)從(cong)機(ji)械獲得指(zhi)令(ling)。ros_libArduino庫(ku)使Arduino開(kai)發板可(ke)能與ROS通訊。
樹立基礎架構
軟體設置
1.正(zheng)在計算機(ji)上(shang)安裝(zhuang)ROS。此處供給(gei)具(ju)體步調(diao)。留神：那(nei)可(ke)以正(zheng)在Linux機(ji)械上(shang)運轉的ROS1。
2.正在(zai)計算機上安裝rosserial（發(fa)行版可(ke)以是kinetic/indigo/melodic）。
sudoapt-getinstallros-《distro》-rosserial
sudoapt-getinstallros-《distro》-rosserial-arduino
3.依據此處提到(dao)的解(jie)釋正(zheng)在計算機上安裝ArduinoIDE。
4.正在IDE中裝置ros_lib軟件包。
a.裝置軟(ruan)件包(bao)的最簡略方式是利用(yong)ArduinoIDE。導(dao)航到IDE中的Sketch》IncludeLibrary》ManageLibrary，然(ran)后搜刮rosserial軟(ruan)件包(bao)
下拉菜單搜刮新的Arduino軟件包
b.ArduinoIDE將一切內部庫(ku)存儲(chu)正在(zai)?/Arduino/libraries文件夾地位下(xia)。它將這(zhe)些庫(ku)加(jia)載到開辟情況中(zhong)，而且可(ke)以(yi)正在(zai)IDE中(zhong)看(kan)到。裝(zhuang)置后，可(ke)以(yi)正在(zai)下(xia)推列表中(zhong)看(kan)到RosserialArduino庫(ku)。
內(nei)部庫顯現正在列(lie)表中
C.裝置后(hou)，該當(dang)正(zheng)在(zai)IDE中看到示(shi)例草圖(tu)。
庫中的可用示例草圖
硬件設置
咱們(men)利用簡略的設置將Arduino開發板用作發布者跟定閱者。
1.發(fa)布者：一個按鈕毗鄰到Arduino開發(fa)板上(shang)，而且(qie)被(bei)切換以經由過程ROS將數(shu)字下/低旌(jing)旗燈號發(fa)送到機(ji)械(xie)。該(gai)動靜顯現(xian)正(zheng)在機(ji)械(xie)的終端中。
2.定閱者(zhe)：一個(ge)LED毗鄰(lin)到Arduino開發板上，并利用經由(you)過(guo)程終端從ROS用戶那里取得的指令去(qu)翻開/關閉LED。
硬件毗鄰
代碼跟解釋
Arduino代碼
食品分揀機器人的來源#include《》
#include《std_msgs/》
湖北分揀機器人銷售商#include《std_msgs/》
智能分揀機器人的圖片#defineBUTTON8
#defineLED13
ros：：NodeHandlenode_handle;
std_msgs：：Stringbutton_msg;
std_msgs：：UInt16led_msg;
voidsubscriberCallback（conststd_msgs：：UInt16led_msg）{
if{
digitalWrite;
}else{
digitalWrite;
}
}
ros：：Publisherbutton_publisher（“button_press”，button_msg）;
ros：：Subscriber《std_msgs：：UInt16》led_subscriber（“toggle_led”，subscriberCallback）;
voidsetup
{
pinMode;
pinMode;
全自動塑料分揀機器人node_;
node_（button_publisher）;
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}
voidloop
{
if（digitalRead{
button_=“Pressed”;
}else{
button_=“NOTpressed”;
}
button_;
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delay;
}
分揀機器人分揀系統設計解釋
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