ROS实操入门系列(三）1、Topic通讯小结 2、编写ros驱动实现电机控制和编码器读取
Topic通讯小结
控制板驱动
代码实现及工具调试
完整代码
https://www.lanqiao.cn/courses/2947，提供准备好的云主机ros环境，进行实操,课程包括了 Topic 通讯， Service 通讯，ROS 自定义消息，URDF可视化，TF坐标转换等技术要点。每个技术点都会结合例子先把原理讲解清楚，为了达到学以致用的目的，我们会再进行知识拓展，针对每个技术点实现对应的生动有趣的需求，保证学完后会有很大的收获。
Topic通讯小结Topic通讯特点
通讯模型是通过publisher和subscriber来建立的
数据通讯是异步的
没有响应机制，不关心接收方是否接收到
数据收发方式为 多对多

应用场景
Topic通讯的特点，在获取一些传感器数据时我们会用到。
例如，GPS芯片，陀螺仪，摄像头，激光雷达，温度传感器，湿度传感器等传感器。
通常，我们会为这些传感器开发驱动程序。在ROS生态中，我们开发的驱动其实就是去写一个Node节点

工作内容
在节点中，通常要完成两个方面的工作：
1.获取传感器数据
2.将传感器数据发布出去
    
传感器数据获得是需要根据实际的传感器的接口方式，按照指定的协议去读取。 
例如，有的传感器和主机连接方式采用的串口RS232进行连接的，就得按照这种固定的通讯协议来获取传感器的数据。
发布传感器数据，就是将获得的数据按照ROS的规则，采用Publisher的方式发布出去。如果谁关心这个数据，就去订阅就可以了。

控制板驱动
功能回顾

(我之前写的通过python实现CH340串口通信 https://blog.csdn.net/qq_20550447/article/details/108304841)

之前我们的下位机protocol.hex提供了简单的功能，我们上位机通过串口通信也实现这些功能

ros 驱动

驱动的作用就是作为上位机和下位机的统一桥梁。ros中，就是通过一个node来实现驱动的。

电机控制

电机驱动功能我们会集成到ros控制板驱动里，功能需要继续的对外开放，也就是谁想驱动电机都可以，给我的驱动发消息就行。
那么，我的ros驱动中，负责电机驱动的，就必须能够接收到消息，也就是扮演一个订阅者

  1. 编码器读取

    电机驱动功能我们会集成到ros控制板驱动里，功能需要继续的对外开放，也就是谁想知道当前的转速都可以，来订阅我的消息就行。
    那么，我的ros驱动中，负责提供编码器数据的，就必须能够往外发送消息，也就是扮演一个发布者。

代码实现及工具调试

    下位机烧录protocol.hex文件

  1. 创建一个电机指令的订阅者

# 创建一个电机指令的订阅者
motor_topic_name = '/motor'
rospy.Subscriber(motor_topic_name, Int32, motor_callback)

实现电机回调

def motor_callback(msg):
    if not isinstance(msg, Int32): return
    # 接受到其他节点发送的数据
    pwm = msg.data
    # 给下位机发送指令
    # 电机的驱动
    pack = struct.pack('h', pwm)
    # 自己定制的协议  0x03表示电机
    data = bytearray([0x03, pack[0], pack[1]])
    ser.write(data)

创建一个编码器发布者

# 创建一个编码器发布者
encoder_topic_name = '/rpm'
rpm_publisher = rospy.Publisher(encoder_topic_name, Float32, queue_size=100)

和下位机进行通讯

while not rospy.is_shutdown():
        # 阻塞式的函数
        read = ser.read(2)
        data = bytearray([])
        data.extend(read)
        # bytearray 数据 -> 数字类型
        data = struct.unpack('h', data)[0]
        rpm = data / 100.0
        # 将数据发布出去
        msg = Float32()
        msg.data = rpm
        rpm_publisher.publish(msg)

调试
1.查看节点信息

通过 rqt_publisher 调试电机，运行后轮子会转动

rosrun rqt_publisher rqt_publisher


通过rqt_topic调试编码器，运行后value显示转速

rosrun rqt_topic rqt_topic




完整代码

#!/usr/bin/env python
# coding:utf-8

import rospy

import serial
import struct
from std_msgs.msg import Int32
from std_msgs.msg import Float32


def motor_callback(msg):
    if not isinstance(msg, Int32): return
    # 接受到其他节点发送的数据
    pwm = msg.data
    # 给下位机发送指令
    # 电机的驱动
    pack = struct.pack('h', pwm)

    data = bytearray([0x03, pack[0], pack[1]])
    ser.write(data)


if __name__ == '__main__':
    # 创建节点
    rospy.init_node('my_driver_node')

    # 串口创建
    # 重试机制
    count = 0
    while count < 10:
        count += 1
        try:
            ser = serial.Serial(port='/dev/ttyUSB0', baudrate=115200)
            # 如果出错了，后面的代码就不执行了
            # 能到达这个位置说明，链接成功
            break
        except Exception as e:
            print(e)

    # 创建一个电机指令的订阅者
    motor_topic_name = '/motor'
    rospy.Subscriber(motor_topic_name, Int32, motor_callback)

    # 编码器发布者
    encoder_topic_name = '/rpm'
    rpm_publisher = rospy.Publisher(encoder_topic_name, Float32, queue_size=100)

    # 和下位机进行通讯
    while not rospy.is_shutdown():
        # 阻塞式的函数
        read = ser.read(2)

        data = bytearray([])
        data.extend(read)
        # bytearray 数据 -> 数字类型

        data = struct.unpack('h', data)[0]
        rpm = data / 100.0

        # 将数据发布出去
        msg = Float32()
        msg.data = rpm
        rpm_publisher.publish(msg)

    rospy.spin()

https://www.lanqiao.cn/courses/2947，提供准备好的云主机ros环境，进行实操,课程包括了 Topic 通讯， Service 通讯，ROS 自定义消息，URDF可视化，TF坐标转换等技术要点。每个技术点都会结合例子先把原理讲解清楚，为了达到学以致用的目的，我们会再进行知识拓展，针对每个技术点实现对应的生动有趣的需求，保证学完后会有很大的收获。