wheeltec. (2022). 2.stm32 运动底盘开发手册_ros 机器人.pdf

时间: 2023-10-17 21:03:05 浏览: 303
《wheeltec. (2022). 2.stm32 运动底盘开发手册_ros 机器人.pdf》是一本关于STM32运动底盘开发手册的书籍,主要介绍了ROS(Robotic Operating System)机器人的开发。ROS是一个开源的机器人操作系统,它提供了一系列的库和工具,用于帮助开发者构建机器人应用。 这本手册首先介绍了STM32运动底盘的开发,STM32是一种32位微控制器,具有强大的处理能力和丰富的外设接口,适用于各种机器人的运动控制。手册详细介绍了如何使用STM32来控制底盘的运动,包括编程环境的设置、固件下载和调试等。 接下来,手册重点介绍了ROS机器人的开发。ROS提供了一套完整的软件框架,包括通信、导航、感知等功能模块,使机器人开发变得更加简单和高效。手册详细介绍了如何使用ROS来构建机器人应用,包括如何创建ROS包、编写节点、配置参数等。 此外,手册还介绍了ROS与STM32的结合应用。通过将STM32与ROS相结合,可以实现对机器人底盘的精确控制,并与其他传感器、执行器等模块进行数据交互。手册提供了具体的示例和代码,帮助读者理解和掌握如何在实际项目中应用ROS和STM32。 总的来说,《wheeltec. (2022). 2.stm32 运动底盘开发手册_ros 机器人.pdf》是一本介绍STM32运动底盘开发和ROS机器人开发的实用手册,对于对机器人开发感兴趣的读者来说,是一本很有参考价值的书籍。
相关问题

ros.stm32运动底盘源码

### 回答1: ROS.stm32运动底盘源码是机器人底盘软件的一个开源项目,主要运用在ROS系统中,可以为机器人提供基础的运动控制功能。 ROS.stm32运动底盘源码设计精良,采用了ST公司出产的STM32单片机作为控制核心,通过多种传感器的数据反馈,可以对机器人的运动方向、速度等进行精准控制。此外,软件还采用了PID控制算法,优化了底盘机器人的运动状态,使其能够平稳行驶,提高了机器人的控制精度和稳定性。 该源码同时还拥有完善的文档,有利于用户按照自身需求进行代码定制,高度灵活,可根据实际需求改变机器人底盘的运动方式,从而满足不同场景对底盘机器人的控制需求。 总之,ROS.stm32运动底盘源码是一款功能强大、可扩展性强、灵活性高的开源底盘控制软件,对底盘机器人的运动控制提供了高效、稳定的支持,是机器人爱好者和开发者的必备利器。 ### 回答2: ROS是指机器人操作系统,用于控制和操作机器人系统,ROS.stm32是基于STM32单片机的运动底盘源码。这份源码为机器人运动底盘提供了良好的控制和监控系统。其核心部分包含两个部分:1.底盘控制模块;2.传感器模块。底盘控制模块接收运动底盘的指令和参数,然后将其转换为底盘运动控制信号,控制运动器件的运动方向和速度。传感器模块则负责监控运动底盘的状态,并将当前状态传回控制模块以便于调整底盘的运动参数,从而更好的控制运动底盘。 该源码和ROS系统相互配合使用,能够实现机器人自动化的控制和监测。同时,该源码可用于多种不同类型的机器人,为机器人的开发提供了便利。ROS.stm32是开源软件,可在GitHub上免费获取。该软件还在持续更新和完善中,支持多种操作系统和硬件平台,可以对机器人底盘的运动进行细致的控制和监测。本源码是机器人运动底盘的重要组成部分,对于实现机器人系统的高效控制和监测发挥了重要作用。 ### 回答3: ros.stm32是一款ROS小车底盘,它基于STM32单片机实现。ROS(Robot Operating System)是一个开源的机器人操作系统,提供了一系列的工具、库和软件框架,用于编写机器人软件和控制系统。 而ros.stm32运动底盘源码则是底盘的控制程序源代码,它由STM32控制器进行处理。该源码实现了ros控制命令的解析和执行,底盘的运动控制和状态反馈等功能。 源码中包含了一些重要的模块,如ROS串口通信模块、PID控制算法模块和底盘驱动模块等。ROS串口通信模块用于解析ROS控制命令,并将控制指令转换为底盘的运动控制参数。PID控制算法模块用于计算底盘运动的PID控制参数,以确保底盘在运动过程中能够保持稳定运行。底盘驱动模块则是底盘的关键驱动程序,它能够通过PWM信号控制底盘电机转速,实现底盘的运动控制。 总之,ros.stm32运动底盘源码为机器人开发者提供了一个完整的机器人底盘控制方案,具有很高的可扩展性和可定制性,可以满足不同机器人项目的需求,是机器人开发的重要工具。

ros2中晃动imu,但是我的机器人模型不跟着晃动,而且里程计一开,里程计跑走,但是imu和机器人模型还在原地,以下是我的各个文件代码,情分析一下为什么:wheeltec_robot.cpp文件代码为: #include "turn_on_wheeltec_robot/wheeltec_robot.h" #include "turn_on_wheeltec_robot/Quaternion_Solution.h" #include "wheeltec_robot_msg/msg/data.hpp" sensor_msgs::msg::Imu Mpu6050;//Instantiate an IMU object //实例化IMU对象 using std::placeholders::_1; using namespace std; rclcpp::Node::SharedPtr node_handle = nullptr; //自动回充使用相关变量 bool check_AutoCharge_data = false; bool charge_set_state = false; /************************************** Date: January 28, 2021 Function: The main function, ROS initialization, creates the Robot_control object through the Turn_on_robot class and automatically calls the constructor initialization 功能: 主函数,ROS初始化,通过turn_on_robot类创建Robot_control对象并自动调用构造函数初始化 ***************************************/ int main(int argc, char** argv) { rclcpp::init(argc, argv); //ROS initializes and sets the node name //ROS初始化 并设置节点名称 turn_on_robot Robot_Control;//Instantiate an object //实例化一个对象 Robot_Control.Control();//Loop through data collection and publish the topic //循环执行数据采集和发布话题等操作 return 0; } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Data conversion function 功能: 数据转换函数 ***************************************/ short turn_on_robot::IMU_Trans(uint8_t Data_High,uint8_t Data_Low) { short transition_16; transition_16 = 0; transition_16 |= Data_High<<8; transition_16 |= Data_Low; return transition_16; } float turn_on_robot::Odom_Trans(uint8_t Data_High,uint8_t Data_Low) { float data_return; short transition_16; transition_16 = 0; transition_16 |= Data_High<<8; //Get the high 8 bits of data //获取数据的高8位 transition_16 |= Data_Low; //Get the lowest 8 bits of data //获取数据的低8位 data_return = (transition_16 / 1000)+(transition_16 % 1000)*0.001; // The speed unit is changed from mm/s to m/s //速度单位从mm/s转换为m/s return data_return; } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: The speed topic subscription Callback function, according to the subscribed instructions through the serial port command control of the lower computer 功能: 速度话题订阅回调函数Callback,根据订阅的指令通过串口发指令控制下位机 ***************************************/ void turn_on_robot::Cmd_Vel_Callback(const geometry_msgs::msg::Twist::SharedPtr twist_aux) { short transition; //intermediate variable //中间变量 Send_Data.tx[0]= 0x06; //frame head 0x7B //帧头0X7B //Send_Data.tx[1] = AutoRecharge; //set aside //预留位 Send_Data.tx[1] = FRAME_HEADER; Send_Data.tx[2] = 0; //set aside //预留位 //The target velocity of the X-axis of the robot //机器人x轴的目标线速度 transition=0; transition = twist_aux->linear.x*1000; //将浮点数放大一千倍,简化传输 (mm/s) Send_Data.tx[4] = transition; //取数据的低8位 Send_Data.tx[3] = transition>>8; //取数据的高8位 //The target velocity of the Y-axis of the robot //机器人y轴的目标线速度 transition=0; transition = twist_aux->linear.y*1000; Send_Data.tx[6] = transition; Send_Data.tx[5] = transition>>8; //The target angular velocity of the robot's Z axis //机器人z轴的目标角速度 transition=0; transition = twist_aux->angular.z*1000; //(1000*rad/s) Send_Data.tx[8] = transition; Send_Data.tx[7] = transition>>8; Send_Data.tx[9]=Check_Sum(9,SEND_DATA_CHECK); //For the BCC check bits, see the Check_Sum function //BCC校验位,规则参见Check_Sum函数 Send_Data.tx[10]=0x0d; //frame tail 0x7D //帧尾0X7D Send_Data.tx[11]=0x0a; try { Stm32_Serial.write(Send_Data.tx,sizeof (Send_Data.tx)); //Sends data to the downloader via serial port //通过串口向下位机发送数据 } catch (serial::IOException& e) { RCLCPP_ERROR(this->get_logger(),("Unable to send data through serial port")); //If sending data fails, an error message is printed //如果发送数据失败,打印错误信息 } } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Publish the IMU data topic 功能: 发布IMU数据话题 ***************************************/ void turn_on_robot::Publish_ImuSensor() { sensor_msgs::msg::Imu Imu_Data_Pub; //Instantiate IMU topic data //实例化IMU话题数据 Imu_Data_Pub.header.stamp = rclcpp::Node::now(); Imu_Data_Pub.header.frame_id = gyro_frame_id; //IMU corresponds to TF coordinates, which is required to use the robot_pose_ekf feature pack //IMU对应TF坐标,使用robot_pose_ekf功能包需要设置此项 Imu_Data_Pub.orientation.x = Mpu6050.orientation.x; //A quaternion represents a three-axis attitude //四元数表达三轴姿态 Imu_Data_Pub.orientation.y = Mpu6050.orientation.y; Imu_Data_Pub.orientation.z = Mpu6050.orientation.z; Imu_Data_Pub.orientation.w = Mpu6050.orientation.w; Imu_Data_Pub.orientation_covariance[0] = 1e6; //Three-axis attitude covariance matrix //三轴姿态协方差矩阵 Imu_Data_Pub.orientation_covariance[4] = 1e6; Imu_Data_Pub.orientation_covariance[8] = 1e-6; Imu_Data_Pub.angular_velocity.x = Mpu6050.angular_velocity.x; //Triaxial angular velocity //三轴角速度 Imu_Data_Pub.angular_velocity.y = Mpu6050.angular_velocity.y; Imu_Data_Pub.angular_velocity.z = Mpu6050.angular_velocity.z; Imu_Data_Pub.angular_velocity_covariance[0] = 1e6; //Triaxial angular velocity covariance matrix //三轴角速度协方差矩阵 Imu_Data_Pub.angular_velocity_covariance[4] = 1e6; Imu_Data_Pub.angular_velocity_covariance[8] = 1e-6; Imu_Data_Pub.linear_acceleration.x = Mpu6050.linear_acceleration.x; //Triaxial acceleration //三轴线性加速度 Imu_Data_Pub.linear_acceleration.y = Mpu6050.linear_acceleration.y; Imu_Data_Pub.linear_acceleration.z = Mpu6050.linear_acceleration.z; imu_publisher->publish(Imu_Data_Pub); //Pub IMU topic //发布IMU话题 } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Publish the odometer topic, Contains position, attitude, triaxial velocity, angular velocity about triaxial, TF parent-child coordinates, and covariance matrix 功能: 发布里程计话题,包含位置、姿态、三轴速度、绕三轴角速度、TF父子坐标、协方差矩阵 ***************************************/ void turn_on_robot::Publish_Odom() { //Convert the Z-axis rotation Angle into a quaternion for expression //把Z轴转角转换为四元数进行表达 tf2::Quaternion q; q.setRPY(0,0,Mpu6050_Data.imu_yaw); geometry_msgs::msg::Quaternion odom_quat=tf2::toMsg(q); nav_msgs::msg::Odometry odom; //Instance the odometer topic data //实例化里程计话题数据 odom.header.stamp = rclcpp::Node::now(); ; odom.header.frame_id = odom_frame_id; // Odometer TF parent coordinates //里程计TF父坐标 odom.pose.pose.position.x = Robot_Pos.X; //Position //位置 odom.pose.pose.position.y = Robot_Pos.Y; //odom.pose.pose.position.z = Robot_Pos.Z; odom.pose.pose.orientation = odom_quat; //Posture, Quaternion converted by Z-axis rotation //姿态,通过Z轴转角转换的四元数 odom.child_frame_id = robot_frame_id; // Odometer TF subcoordinates //里程计TF子坐标 odom.twist.twist.linear.x = Robot_Vel.X; //Speed in the X direction //X方向速度 //odom.twist.twist.linear.y = Robot_Vel.Y; //Speed in the Y direction //Y方向速度 odom.twist.twist.angular.z = Mpu6050.angular_velocity.z; //Angular velocity around the Z axis //绕Z轴角速度 //There are two types of this matrix, which are used when the robot is at rest and when it is moving.Extended Kalman Filtering officially provides 2 matrices for the robot_pose_ekf feature pack //这个矩阵有两种,分别在机器人静止和运动的时候使用。扩展卡尔曼滤波官方提供的2个矩阵,用于robot_pose_ekf功能包 //if(Robot_Vel.X== 0&&Robot_Vel.Y== 0&&Robot_Vel.Z== 0) if(Robot_Vel.X== 0) //If the velocity is zero, it means that the error of the encoder will be relatively small, and the data of the encoder will be considered more reliable //如果velocity是零,说明编码器的误差会比较小,认为编码器数据更可靠 memcpy(&odom.pose.covariance, odom_pose_covariance2, sizeof(odom_pose_covariance2)), memcpy(&odom.twist.covariance, odom_twist_covariance2, sizeof(odom_twist_covariance2)); else //If the velocity of the trolley is non-zero, considering the sliding error that may be brought by the encoder in motion, the data of IMU is considered to be more reliable //如果小车velocity非零,考虑到运动中编码器可能带来的滑动误差,认为imu的数据更可靠 memcpy(&odom.pose.covariance, odom_pose_covariance, sizeof(odom_pose_covariance)), memcpy(&odom.twist.covariance, odom_twist_covariance, sizeof(odom_twist_covariance)); odom_publisher->publish(odom); //Pub odometer topic //发布里程计话题 } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Publish voltage-related information 功能: 发布电压相关信息 ***************************************/ void turn_on_robot::Publish_Voltage() { std_msgs::msg::Float32 voltage_msgs; //Define the data type of the power supply voltage publishing topic //定义电源电压发布话题的数据类型 static float Count_Voltage_Pub=0; if(Count_Voltage_Pub++>10) { Count_Voltage_Pub=0; voltage_msgs.data = Power_voltage; //The power supply voltage is obtained //电源供电的电压获取 voltage_publisher->publish(voltage_msgs); //Post the power supply voltage topic unit: V, volt //发布电源电压话题单位:V、伏特 } } ////////// 回充发布与回调 //////// /************************************** Date: January 17, 2022 Function: Pub the topic whether the robot finds the infrared signal (charging station) 功能: 发布机器人是否寻找到红外信号(充电桩)的话题 ***************************************/ void turn_on_robot::Publish_RED() { std_msgs::msg::UInt8 msg; msg.data=Red; RED_publisher->publish(msg); } /************************************** Date: January 14, 2022 Function: Publish a topic about whether the robot is charging 功能: 发布机器人是否在充电的话题 ***************************************/ void turn_on_robot::Publish_Charging() { static bool last_charging; std_msgs::msg::Bool msg; msg.data=Charging; Charging_publisher->publish(msg); if(last_charging==false && Charging==true)cout<<GREEN<<"Robot is charging."<<endl<<RESET; if(last_charging==true && Charging==false)cout<<RED <<"Robot charging has disconnected."<<endl<<RESET; last_charging=Charging; } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Publish charging current information 功能: 发布充电电流信息 ***************************************/ void turn_on_robot::Publish_ChargingCurrent() { std_msgs::msg::Float32 msg; msg.data=Charging_Current; Charging_current_publisher->publish(msg); } /************************************** Date: March 1, 2022 Function: Infrared connection speed topic subscription Callback function, according to the subscription command through the serial port to set the infrared connection speed 功能: 红外对接速度话题订阅回调函数Callback,根据订阅的指令通过串口发指令设置红外对接速度 ***************************************/ void turn_on_robot::Red_Vel_Callback(const geometry_msgs::msg::Twist::SharedPtr twist_aux) { short transition; //intermediate variable //中间变量 Send_Data.tx[0]=FRAME_HEADER; //frame head 0x7B //帧头0X7B Send_Data.tx[1] = 3; //Infrared docking speed setting flag bit = 3 //红外对接速度设置标志位=3 Send_Data.tx[2] = 0; //set aside //预留位 //The target velocity of the X-axis of the robot //机器人x轴的目标线速度 transition=0; transition = twist_aux->linear.x*1000; //将浮点数放大一千倍,简化传输 Send_Data.tx[4] = transition; //取数据的低8位 Send_Data.tx[3] = transition>>8; //取数据的高8位 //The target velocity of the Y-axis of the robot //机器人y轴的目标线速度 transition=0; transition = twist_aux->linear.y*1000; Send_Data.tx[6] = transition; Send_Data.tx[5] = transition>>8; //The target angular velocity of the robot's Z axis //机器人z轴的目标角速度 transition=0; transition = twist_aux->angular.z*1000; Send_Data.tx[8] = transition; Send_Data.tx[7] = transition>>8; Send_Data.tx[9]=Check_Sum(9,SEND_DATA_CHECK); //BCC check //BCC校验 Send_Data.tx[10]=FRAME_TAIL; //frame tail 0x7D //帧尾0X7D try { Stm32_Serial.write(Send_Data.tx,sizeof (Send_Data.tx)); //Sends data to the downloader via serial port //通过串口向下位机发送数据 } catch (serial::IOException& e) { RCLCPP_ERROR(this->get_logger(),("Unable to send data through serial port")); //If sending data fails, an error message is printed //如果发送数据失败,打印错误信息 } } /************************************** Date: January 14, 2022 Function: Subscription robot recharge flag bit topic, used to tell the lower machine speed command is normal command or recharge command 功能: 订阅机器人是否回充标志位话题,用于告诉下位机速度命令是正常命令还是回充命令 ***************************************/ void turn_on_robot::Recharge_Flag_Callback(const std_msgs::msg::Int8::SharedPtr Recharge_Flag) { AutoRecharge=Recharge_Flag->data; } //服务 void turn_on_robot::Set_Charge_Callback(const shared_ptr<turtlesim::srv::Spawn::Request> req,shared_ptr<turtlesim::srv::Spawn::Response> res) { Send_Data.tx[0]=FRAME_HEADER; //frame head 0x7B //֡ͷ0X7B if(round(req->x)==1) Send_Data.tx[1] = 1; else if(round(req->x)==2) Send_Data.tx[1] = 2; else if(round(req->x)==0) Send_Data.tx[1] = 0,AutoRecharge=0; Send_Data.tx[2] = 0; Send_Data.tx[3] = 0; Send_Data.tx[4] = 0; Send_Data.tx[5] = 0; Send_Data.tx[6] = 0; Send_Data.tx[7] = 0; Send_Data.tx[8] = 0; Send_Data.tx[9]=Check_Sum(9,SEND_DATA_CHECK); //For the BCC check bits, see the Check_Sum function //BCCУ��λ������μ�Check_Sum���� Send_Data.tx[10]=FRAME_TAIL; //frame tail 0x7D //֡β0X7D try { Stm32_Serial.write(Send_Data.tx,sizeof (Send_Data.tx)); //Sends data to the downloader via serial port //ͨ����������λ���������� } catch (serial::IOException& e) { res->name = "false"; } if( Send_Data.tx[1]==0 ) { if(charge_set_state==0) AutoRecharge=0,res->name = "true"; else res->name = "false"; } else { if(charge_set_state==1) res->name = "true"; else res->name = "false"; } return; } ////////// 回充发布与回调 //////// /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Serial port communication check function, packet n has a byte, the NTH -1 byte is the check bit, the NTH byte bit frame end.Bit XOR results from byte 1 to byte n-2 are compared with byte n-1, which is a BCC check Input parameter: Count_Number: Check the first few bytes of the packet 功能: 串口通讯校验函数,数据包n有个字节,第n-1个字节为校验位,第n个字节位帧尾。第1个字节到第n-2个字节数据按位异或的结果与第n-1个字节对比,即为BCC校验 输入参数: Count_Number:数据包前几个字节加入校验 mode:对发送数据还是接收数据进行校验 ***************************************/ unsigned char turn_on_robot::Check_Sum(unsigned char Count_Number,unsigned char mode) { unsigned char check_sum=0,k; if(mode==0) //Receive data mode //接收数据模式 { for(k=0;k<Count_Number;k++) { check_sum=check_sum^Receive_Data.rx[k]; //By bit or by bit //按位异或 } } if(mode==1) //Send data mode //发送数据模式 { for(k=1;k<Count_Number;k++) { check_sum=check_sum^Send_Data.tx[k]; //By bit or by bit //按位异或 } } return check_sum; //Returns the bitwise XOR result //返回按位异或结果 } //自动回充专用校验位 unsigned char turn_on_robot::Check_Sum_AutoCharge(unsigned char Count_Number,unsigned char mode) { unsigned char check_sum=0,k; if(mode==0) //Receive data mode //接收数据模式 { for(k=0;k<Count_Number;k++) { check_sum=check_sum^Receive_AutoCharge_Data.rx[k]; //By bit or by bit //按位异或 } } return check_sum; } /************************************** Date: November 18, 2021 Function: Read and verify the data sent by the lower computer frame by frame through the serial port, and then convert the data into international units 功能: 通过串口读取并逐帧校验下位机发送过来的数据,然后数据转换为国际单位 ***************************************/ bool turn_on_robot::Get_Sensor_Data_New() { short transition_16=0; //Intermediate variable //中间变量 //uint8_t i=0; uint8_t check=0,check2=0, error=1,error2=1,Receive_Data_Pr[1]; //Temporary variable to save the data of the lower machine //临时变量,保存下位机数据 static int count,count2; //Static variable for counting //静态变量,用于计数 Stm32_Serial.read(Receive_Data_Pr,sizeof(Receive_Data_Pr)); //Read the data sent by the lower computer through the serial port //通过串口读取下位机发送过来的数据 /*//View the received raw data directly and debug it for use//直接查看接收到的原始数据,调试使用 ROS_INFO("%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x", Receive_Data_Pr[0],Receive_Data_Pr[1],Receive_Data_Pr[2],Receive_Data_Pr[3],Receive_Data_Pr[4],Receive_Data_Pr[5],Receive_Data_Pr[6],Receive_Data_Pr[7], Receive_Data_Pr[8],Receive_Data_Pr[9],Receive_Data_Pr[10],Receive_Data_Pr[11],Receive_Data_Pr[12],Receive_Data_Pr[13],Receive_Data_Pr[14],Receive_Data_Pr[15], Receive_Data_Pr[16],Receive_Data_Pr[17],Receive_Data_Pr[18],Receive_Data_Pr[19],Receive_Data_Pr[20],Receive_Data_Pr[21],Receive_Data_Pr[22],Receive_Data_Pr[23]); */ Receive_Data.rx[count] = Receive_Data_Pr[0]; //Fill the array with serial data //串口数据填入数组 Receive_AutoCharge_Data.rx[count2] = Receive_Data_Pr[0]; Receive_Data.Frame_Header = Receive_Data.rx[0]; //The first part of the data is the frame header 0X7B //数据的第一位是帧头0X7B Receive_Data.Frame_Tail = Receive_Data.rx[23]; //The last bit of data is frame tail 0X7D //数据的最后一位是帧尾0X7D //接收到自动回充数据的帧头、上一个数据是24字节的帧尾,表明自动回充数据开始到来 if((Receive_Data_Pr[0] == AutoCharge_HEADER )||count2>0) count2++; else count2=0; if(Receive_Data_Pr[0] == FRAME_HEADER || count>0) //Ensure that the first data in the array is FRAME_HEADER //确保数组第一个数据为FRAME_HEADER count++; else count=0; //自动回充数据处理 if(count2 == AutoCharge_DATA_SIZE) { count2=0; if(Receive_AutoCharge_Data.rx[AutoCharge_DATA_SIZE-1]==AutoCharge_TAIL) //确认帧尾 { check2 = Check_Sum_AutoCharge(6,0);//校验位计算 if(check2 == Receive_AutoCharge_Data.rx[AutoCharge_DATA_SIZE-2]) //校验正确 { error2=0; } if(error2 == 0) //校验正确开始赋值 { transition_16 = 0; transition_16 |= Receive_AutoCharge_Data.rx[1]<<8; transition_16 |= Receive_AutoCharge_Data.rx[2]; Charging_Current = transition_16/1000+(transition_16 % 1000)*0.001; //充电电流 Red = Receive_AutoCharge_Data.rx[3]; //红外接受状态 Charging = Receive_AutoCharge_Data.rx[4];//小车充电状态 charge_set_state = Receive_AutoCharge_Data.rx[5]; check_AutoCharge_data = true; //数据成功接收标志位 } } } if(count == 24) //Verify the length of the packet //验证数据包的长度 { count=0; //Prepare for the serial port data to be refill into the array //为串口数据重新填入数组做准备 if(Receive_Data.Frame_Tail == FRAME_TAIL) //Verify the frame tail of the packet //验证数据包的帧尾 { check=Check_Sum(22,READ_DATA_CHECK); //BCC check passes or two packets are interlaced //BCC校验通过或者两组数据包交错 if(check == Receive_Data.rx[22]) { error=0; //XOR bit check successful //异或位校验成功 } if(error == 0) { /*//Check receive_data.rx for debugging use //查看Receive_Data.rx,调试使用 ROS_INFO("%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x-%x", Receive_Data.rx[0],Receive_Data.rx[1],Receive_Data.rx[2],Receive_Data.rx[3],Receive_Data.rx[4],Receive_Data.rx[5],Receive_Data.rx[6],Receive_Data.rx[7], Receive_Data.rx[8],Receive_Data.rx[9],Receive_Data.rx[10],Receive_Data.rx[11],Receive_Data.rx[12],Receive_Data.rx[13],Receive_Data.rx[14],Receive_Data.rx[15], Receive_Data.rx[16],Receive_Data.rx[17],Receive_Data.rx[18],Receive_Data.rx[19],Receive_Data.rx[20],Receive_Data.rx[21],Receive_Data.rx[22],Receive_Data.rx[23]); */ Receive_Data.Flag_Stop=Receive_Data.rx[1]; //set aside //预留位 Robot_Vel.X = Odom_Trans(Receive_Data.rx[2],Receive_Data.rx[3]); //Get the speed of the moving chassis in the X direction //获取运动底盘X方向速度 //Robot_Vel.Y = Odom_Trans(Receive_Data.rx[4],Receive_Data.rx[5]); //Get the speed of the moving chassis in the Y direction, The Y speed is only valid in the omnidirectional mobile robot chassis //获取运动底盘Y方向速度,Y速度仅在全向移动机器人底盘有效 //Robot_Vel.Z = Odom_Trans(Receive_Data.rx[6],Receive_Data.rx[7]); //Get the speed of the moving chassis in the Z direction //获取运动底盘Z方向速度 //MPU6050 stands for IMU only and does not refer to a specific model. It can be either MPU6050 or MPU9250 //Mpu6050仅代表IMU,不指代特定型号,既可以是MPU6050也可以是MPU9250 Mpu6050_Data.imu_rol = IMU_Trans(Receive_Data.rx[4],Receive_Data.rx[5]) * 0.01 * 3.14159/180; Mpu6050_Data.imu_yaw = IMU_Trans(Receive_Data.rx[6],Receive_Data.rx[7]) * 0.01 * 3.14159/180; Mpu6050_Data.accele_x_data = IMU_Trans(Receive_Data.rx[8],Receive_Data.rx[9]); //Get the X-axis acceleration of the IMU //获取IMU的X轴加速度 Mpu6050_Data.accele_y_data = IMU_Trans(Receive_Data.rx[10],Receive_Data.rx[11]); //Get the Y-axis acceleration of the IMU //获取IMU的Y轴加速度 Mpu6050_Data.accele_z_data = IMU_Trans(Receive_Data.rx[12],Receive_Data.rx[13]); //Get the Z-axis acceleration of the IMU //获取IMU的Z轴加速度 Mpu6050_Data.gyros_x_data = IMU_Trans(Receive_Data.rx[14],Receive_Data.rx[15]); //Get the X-axis angular velocity of the IMU //获取IMU的X轴角速度 Mpu6050_Data.gyros_y_data = IMU_Trans(Receive_Data.rx[16],Receive_Data.rx[17]); //Get the Y-axis angular velocity of the IMU //获取IMU的Y轴角速度 Mpu6050_Data.gyros_z_data = IMU_Trans(Receive_Data.rx[18],Receive_Data.rx[19]); //Get the Z-axis angular velocity of the IMU //获取IMU的Z轴角速度 //Linear acceleration unit conversion is related to the range of IMU initialization of STM32, where the range is ±2g=19.6m/s^2 //线性加速度单位转化,和STM32的IMU初始化的时候的量程有关,这里量程±2g=19.6m/s^2 Mpu6050.linear_acceleration.x = Mpu6050_Data.accele_x_data * 0.01 * 9.8; Mpu6050.linear_acceleration.y = Mpu6050_Data.accele_y_data * 0.01 * 9.8; Mpu6050.linear_acceleration.z = Mpu6050_Data.accele_z_data * 0.01 * 9.8; //The gyroscope unit conversion is related to the range of STM32's IMU when initialized. Here, the range of IMU's gyroscope is ±500°/s //Because the robot generally has a slow Z-axis speed, reducing the range can improve the accuracy //陀螺仪单位转化,和STM32的IMU初始化的时候的量程有关,这里IMU的陀螺仪的量程是±500°/s //因为机器人一般Z轴速度不快,降低量程可以提高精度 Mpu6050.angular_velocity.x = Mpu6050_Data.gyros_x_data * 0.01 *3.14159/180; Mpu6050.angular_velocity.y = Mpu6050_Data.gyros_y_data * 0.01 *3.14159/180; Mpu6050.angular_velocity.z = Mpu6050_Data.gyros_z_data * 0.01 *3.14159/180; //Get the battery voltage //获取电池电压 transition_16 = 0; transition_16 |= Receive_Data.rx[20]<<8; transition_16 |= Receive_Data.rx[21]; Power_voltage = transition_16/1000+(transition_16 % 1000)*0.001; //Unit conversion millivolt(mv)->volt(v) //单位转换毫伏(mv)->伏(v) return true; } } } return false; } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Loop access to the lower computer data and issue topics 功能: 循环获取下位机数据与发布话题 ***************************************/ void turn_on_robot::Control() { //_Last_Time = ros::Time::now(); _Last_Time = rclcpp::Node::now(); while(rclcpp::ok()) { try { //_Now = ros::Time::now(); _Now = rclcpp::Node::now(); Sampling_Time = (_Now - _Last_Time).seconds(); //Retrieves time interval, which is used to integrate velocity to obtain displacement (mileage) //获取时间间隔,用于积分速度获得位移(里程) if (true == Get_Sensor_Data_New()) //The serial port reads and verifies the data sent by the lower computer, and then the data is converted to international units //通过串口读取并校验下位机发送过来的数据,然后数据转换为国际单位 { //Robot_Pos.X+=(Robot_Vel.X * cos(Robot_Pos.Z) - Robot_Vel.Y * sin(Robot_Pos.Z)) * Sampling_Time; //Calculate the displacement in the X direction, unit: m //计算X方向的位移,单位:m //Robot_Pos.Y+=(Robot_Vel.X * sin(Robot_Pos.Z) + Robot_Vel.Y * cos(Robot_Pos.Z)) * Sampling_Time; //Calculate the displacement in the Y direction, unit: m //计算Y方向的位移,单位:m //Robot_Pos.Z+=Robot_Vel.Z * Sampling_Time; //The angular displacement about the Z axis, in rad //绕Z轴的角位移,单位:rad Robot_Pos.X+=(Robot_Vel.X * cos(Mpu6050_Data.imu_yaw)) * Sampling_Time; //Calculate the displacement in the X direction, unit: m //计算X方向的位移,单位:m Robot_Pos.Y+=(Robot_Vel.X * sin(Mpu6050_Data.imu_yaw)) * Sampling_Time; //Calculate the displacement in the Y direction, unit: m //计算Y方向的位移,单位:m //Robot_Pos.Z = 0 ; //Calculate the three-axis attitude from the IMU with the angular velocity around the three-axis and the three-axis acceleration //通过IMU绕三轴角速度与三轴加速度计算三轴姿态 Quaternion_Solution(Mpu6050.angular_velocity.x, Mpu6050.angular_velocity.y, Mpu6050.angular_velocity.z,\ Mpu6050.linear_acceleration.x, Mpu6050.linear_acceleration.y, Mpu6050.linear_acceleration.z); Publish_Odom(); //Pub the speedometer topic //发布里程计话题 Publish_ImuSensor(); //Pub the IMU topic //发布IMU话题 Publish_Voltage(); //Pub the topic of power supply voltage //发布电源电压话题 _Last_Time = _Now; //Record the time and use it to calculate the time interval //记录时间,用于计算时间间隔 } //自动回充数据话题 if(check_AutoCharge_data) { Publish_Charging(); //Pub a topic about whether the robot is charging //发布机器人是否在充电的话题 Publish_RED(); //Pub the topic whether the robot finds the infrared signal (charging station) //发布机器人是否寻找到红外信号(充电桩)的话题 Publish_ChargingCurrent(); //Pub the charging current topic //发布充电电流话题 check_AutoCharge_data = false; } rclcpp::spin_some(this->get_node_base_interface()); //The loop waits for the callback function //循环等待回调函数 } catch (const rclcpp::exceptions::RCLError & e ) { RCLCPP_ERROR(this->get_logger(),"unexpectedly failed whith %s",e.what()); } } } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Constructor, executed only once, for initialization 功能: 构造函数, 只执行一次,用于初始化 ***************************************/ turn_on_robot::turn_on_robot():rclcpp::Node ("wheeltec_robot") { Sampling_Time=0; Power_voltage=0; //Clear the data //清空数据 memset(&Robot_Pos, 0, sizeof(Robot_Pos)); memset(&Robot_Vel, 0, sizeof(Robot_Vel)); memset(&Receive_Data, 0, sizeof(Receive_Data)); memset(&Send_Data, 0, sizeof(Send_Data)); memset(&Mpu6050_Data, 0, sizeof(Mpu6050_Data)); //ros::NodeHandle private_nh("~"); //Create a node handle //创建节点句柄 //The private_nh.param() entry parameter corresponds to the initial value of the name of the parameter variable on the parameter server //private_nh.param()入口参数分别对应:参数服务器上的名称 参数变量名 初始值 this->declare_parameter<int>("serial_baud_rate",115200); this->declare_parameter<std::string>("usart_port_name", "/dev/ttyACM0"); this->declare_parameter<std::string>("odom_frame_id", "odom_combined"); this->declare_parameter<std::string>("robot_frame_id", "base_footprint"); this->declare_parameter<std::string>("gyro_frame_id", "gyro_link"); this->get_parameter("serial_baud_rate", serial_baud_rate);//Communicate baud rate 115200 to the lower machine //和下位机通信波特率115200 this->get_parameter("usart_port_name", usart_port_name);//Fixed serial port number //固定串口号 this->get_parameter("odom_frame_id", odom_frame_id);//The odometer topic corresponds to the parent TF coordinate //里程计话题对应父TF坐标 this->get_parameter("robot_frame_id", robot_frame_id);//The odometer topic corresponds to sub-TF coordinates //里程计话题对应子TF坐标 this->get_parameter("gyro_frame_id", gyro_frame_id);//IMU topics correspond to TF coordinates //IMU话题对应TF坐标 odom_publisher = create_publisher<nav_msgs::msg::Odometry>("odom", 2);//Create the odometer topic publisher //创建里程计话题发布者 imu_publisher = create_publisher<sensor_msgs::msg::Imu>("imu/data_raw", 2); //Create an IMU topic publisher //创建IMU话题发布者 voltage_publisher = create_publisher<std_msgs::msg::Float32>("PowerVoltage", 1);//Create a battery-voltage topic publisher //创建电池电压话题发布者 //回充发布者 Charging_publisher = create_publisher<std_msgs::msg::Bool>("robot_charging_flag", 10); Charging_current_publisher = create_publisher<std_msgs::msg::Float32>("robot_charging_current", 10); RED_publisher = create_publisher<std_msgs::msg::UInt8>("robot_red_flag", 10); //回充订阅者 Red_Vel_Sub = create_subscription<geometry_msgs::msg::Twist>( "red_vel", 10, std::bind(&turn_on_robot::Red_Vel_Callback, this, std::placeholders::_1)); Recharge_Flag_Sub = create_subscription<std_msgs::msg::Int8>( "robot_recharge_flag", 10, std::bind(&turn_on_robot::Recharge_Flag_Callback, this,std::placeholders::_1)); //回充服务提供 SetCharge_Service=this->create_service<turtlesim::srv::Spawn>\ ("/set_charge",std::bind(&turn_on_robot::Set_Charge_Callback,this, std::placeholders::_1 ,std::placeholders::_2)); //Set the velocity control command callback function //速度控制命令订阅回调函数设置 Cmd_Vel_Sub = create_subscription<geometry_msgs::msg::Twist>( "cmd_vel", 2, std::bind(&turn_on_robot::Cmd_Vel_Callback, this, _1)); RCLCPP_INFO(this->get_logger(),"wheeltec_robot Data ready"); //Prompt message //提示信息 try { //Attempts to initialize and open the serial port //尝试初始化与开启串口 Stm32_Serial.setPort(usart_port_name); //Select the serial port number to enable //选择要开启的串口号 Stm32_Serial.setBaudrate(serial_baud_rate); //Set the baud rate //设置波特率 serial::Timeout _time = serial::Timeout::simpleTimeout(2000); //Timeout //超时等待 Stm32_Serial.setTimeout(_time); Stm32_Serial.open(); //Open the serial port //开启串口 } catch (serial::IOException& e) { RCLCPP_ERROR(this->get_logger(),"wheeltec_robot can not open serial port,Please check the serial port cable! "); //If opening the serial port fails, an error message is printed //如果开启串口失败,打印错误信息 } if(Stm32_Serial.isOpen()) { RCLCPP_INFO(this->get_logger(),"wheeltec_robot serial port opened"); //Serial port opened successfully //串口开启成功提示 } } /************************************** Date: January 28, 2021 Function: Destructor, executed only once and called by the system when an object ends its life cycle 功能: 析构函数,只执行一次,当对象结束其生命周期时系统会调用这个函数 ***************************************/ turn_on_robot::~turn_on_robot() { //Sends the stop motion command to the lower machine before the turn_on_robot object ends //对象turn_on_robot结束前向下位机发送停止运动命令 Send_Data.tx[0]=0x06; Send_Data.tx[1] = FRAME_HEADER; Send_Data.tx[2] = 0; //The target velocity of the X-axis of the robot //机器人X轴的目标线速度 Send_Data.tx[4] = 0; Send_Data.tx[3] = 0; //The target velocity of the Y-axis of the robot //机器人Y轴的目标线速度 Send_Data.tx[6] = 0; Send_Data.tx[5] = 0; //The target velocity of the Z-axis of the robot //机器人Z轴的目标角速度 Send_Data.tx[8] = 0; Send_Data.tx[7] = 0; Send_Data.tx[9]=Check_Sum(9,SEND_DATA_CHECK); //Check the bits for the Check_Sum function //校验位,规则参见Check_Sum函数 Send_Data.tx[10]=0x0d; Send_Data.tx[11]=0x0a; try { Stm32_Serial.write(Send_Data.tx,sizeof (Send_Data.tx)); //Send data to the serial port //向串口发数据 } catch (serial::IOException& e) { RCLCPP_ERROR(this->get_logger(),"Unable to send data through serial port"); //If sending data fails, an error message is printed //如果发送数据失败,打印错误信息 } Stm32_Serial.close(); //Close the serial port //关闭串口 RCLCPP_INFO(this->get_logger(),"Shutting down"); //Prompt message //提示信息 } turn_on_wheeltec_robot.launch.py文件代码为: import os from pathlib import Path import launch from launch.actions import SetEnvironmentVariable from ament_index_python.packages import get_package_share_directory from launch import LaunchDescription from launch.actions import (DeclareLaunchArgument, GroupAction, IncludeLaunchDescription, SetEnvironmentVariable) from launch.launch_description_sources import PythonLaunchDescriptionSource from launch.substitutions import LaunchConfiguration, PythonExpression from launch_ros.actions import PushRosNamespace import launch_ros.actions from launch.conditions import IfCondition from launch.conditions import UnlessCondition def generate_launch_description(): # Get the launch directory bringup_dir = get_package_share_directory('turn_on_wheeltec_robot') launch_dir = os.path.join(bringup_dir, 'launch') ekf_config = Path(get_package_share_directory('turn_on_wheeltec_robot'), 'config', 'ekf.yaml') ekf_carto_config = Path(get_package_share_directory('turn_on_wheeltec_robot'), 'config', 'ekf_carto.yaml') imu_config = Path(get_package_share_directory('turn_on_wheeltec_robot'), 'config', 'imu.yaml') carto_slam = LaunchConfiguration('carto_slam', default='false') carto_slam_dec = DeclareLaunchArgument('carto_slam',default_value='false') wheeltec_robot = IncludeLaunchDescription( PythonLaunchDescriptionSource(os.path.join(launch_dir, 'base_serial.launch.py')), ) robot_ekf = IncludeLaunchDescription( PythonLaunchDescriptionSource(os.path.join(launch_dir, 'wheeltec_ekf.launch.py')), launch_arguments={'carto_slam':carto_slam}.items(), ) base_to_link = launch_ros.actions.Node( package='tf2_ros', executable='static_transform_publisher', name='base_to_link', arguments=['0', '0', '0','0', '0','0','base_footprint','base_link'], ) base_to_gyro = launch_ros.actions.Node( package='tf2_ros', executable='static_transform_publisher', name='base_to_gyro', arguments=['0', '0', '0','0', '0','0','base_link','gyro_link'], ) imu_filter_node = launch_ros.actions.Node( package='imu_filter_madgwick', executable='imu_filter_madgwick_node', parameters=[imu_config] ) # joint_state_publisher_node = launch_ros.actions.Node( # package='joint_state_publisher', # executable='joint_state_publisher', # name='joint_state_publisher', # ) #select a robot model,the default model is mini_mec #minibot.launch.py contains commonly used robot models #launch_arguments choices:mini_mec/mini_akm/mini_tank/mini_4wd/mini_diff/mini_omni/brushless_senior_diff #!!!At the same time, you need to modify ld.add_action(minibot_type) and #ld.add_action(flagship_type) minibot_type = IncludeLaunchDescription( PythonLaunchDescriptionSource(os.path.join(launch_dir, 'robot_mode_description_minibot.launch.py')), launch_arguments={'bike_robot': 'true'}.items(), ) #robot_mode_description.launch.py contains flagship products, usually larger chassis robots #launch_arguments choices: #senior_akm/top_akm_bs/top_akm_dl #senior_mec_bs/senior_mec_dl/top_mec_bs/top_mec_dl/ mec_EightDrive_robot/flagship_mec_bs_robot/flagship_mec_dl_robot�� #senior_omni/top_omni #senior_4wd_bs_robot/senior_4wd_dl_robot/flagship_4wd_bs_robot/flagship_4wd_dl_robot/top_4wd_bs_robot/top_4wd_dl_robot #senior_diff_robot/four_wheel_diff_bs/four_wheel_diff_dl/flagship_four_wheel_diff_bs_robot/flagship_four_wheel_diff_dl_robot #!!!At the same time, you need to modify ld.add_action(flagship_type) and #ld.add_action(minibot_type) flagship_type = IncludeLaunchDescription( PythonLaunchDescriptionSource(os.path.join(launch_dir, 'robot_mode_description.launch.py')), launch_arguments={'senior_akm': 'true'}.items(), ) ld = LaunchDescription() ld.add_action(minibot_type) #ld.add_action(flagship_type) ld.add_action(carto_slam_dec) ld.add_action(wheeltec_robot) ld.add_action(base_to_link) ld.add_action(base_to_gyro) # ld.add_action(joint_state_publisher_node) ld.add_action(imu_filter_node) ld.add_action(robot_ekf) return ld base_serial.launch.py文件代码为: from launch import LaunchDescription from launch.actions import DeclareLaunchArgument from launch.substitutions import LaunchConfiguration from launch.conditions import IfCondition from launch.conditions import UnlessCondition import launch_ros.actions #def launch(launch_descriptor, argv): def generate_launch_description(): return LaunchDescription([ launch_ros.actions.Node( package='turn_on_wheeltec_robot', executable='wheeltec_robot_node', output='screen', parameters=[{'usart_port_name': '/dev/ttyACM0', 'serial_baud_rate':115200, 'robot_frame_id': 'base_footprint', 'odom_frame_id': 'odom_combined', 'cmd_vel': 'cmd_vel',}], ) ]) robot_mode_description_minibot.launch.py文件代码为: import os from ament_index_python.packages import get_package_share_directory import launch_ros.actions from launch import LaunchDescription from launch.actions import DeclareLaunchArgument, GroupAction, SetEnvironmentVariable from launch.conditions import IfCondition from launch.substitutions import LaunchConfiguration, PythonExpression from launch_ros.actions import LoadComposableNodes from launch_ros.actions import Node from launch_ros.descriptions import ComposableNode from nav2_common.launch import RewrittenYaml def generate_robot_node(robot_urdf,child): return launch_ros.actions.Node( package='robot_state_publisher', executable='robot_state_publisher', name=f'robot_state_publisher_{child}', arguments=[os.path.join(get_package_share_directory('wheeltec_robot_urdf'), 'urdf', robot_urdf)], ) def generate_static_transform_publisher_node(translation, rotation, parent, child): return launch_ros.actions.Node( package='tf2_ros', executable='static_transform_publisher', name=f'base_to_{child}', arguments=[translation[0], translation[1], translation[2], rotation[0], rotation[1], rotation[2], parent, child], ) def generate_launch_description(): bike_robot = LaunchConfiguration('bike_robot', default='false') bike_robot_ = GroupAction( condition=IfCondition(bike_robot), actions=[ generate_robot_node('xuan_bike_robot.urdf','bike_robot'), generate_static_transform_publisher_node(['0.048', '0', '0.18'], ['0', '0', '0'], 'base_link', 'laser'), generate_static_transform_publisher_node(['0.048', '0', '0.18'], ['0', '0', '0'], 'base_link', 'camera_link'), ]) # Create the launch description and populate ld = LaunchDescription() # Set environment variables # Declare the launch options #ld.add_action(declare_use_composition_cmd) # Add the actions to launch all of the localiztion nodes ld.add_action(mini_mec_) ld.add_action(mini_akm_) ld.add_action(mini_tank_) ld.add_action(mini_4wd_) ld.add_action(mini_diff_) ld.add_action(brushless_senior_diff_) ld.add_action(bike_robot_) return ld xuan_bike_robot.urdf文件代码为: <?xml version="1.0"?> <robot name="wheeltec_robot"> <link name="base_link"> <visual> <geometry> <mesh filename="file:///home/deepbot/ros-relate/wheeltec_ros2/src/wheeltec_robot_urdf/wheeltec_robot_urdf/meshes/Xuan-release.stl"scale="0.001 0.001 0.001"/> </geometry> <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/> <material name="blue"> <color rgba="0 0 0.8 0.5"/> </material> </visual> </link> </robot>

<think>好的,我现在要帮用户解决ROS2中IMU数据发布正常但机器人模型在RViz2中不动的问题。用户提到已经配置了TF转换,包括imu的frame_id到base_footprint,以及base_footprint到base_link。但开启节点后,晃动IMU时模型不动。首先,我需要考虑可能的原因。 首先,可能TF树结构有问题。用户虽然设置了转换,但可能缺少某个关键环节,比如odom到base_footprint的转换。因为通常移动机器人的TF树需要从odom或map到base_link,然后到其他部件。如果odom到base_footprint的转换没有正确发布,RViz可能无法正确显示机器人的运动。 其次,IMU数据是否正确集成到TF中。IMU通常发布的是相对于某个固定框架(比如imu_link)的数据,但需要转换到base_link,并且可能还需要融合到机器人的里程计中。如果IMU的数据没有被正确应用到base_link的位姿上,或者发布的TF中没有包含旋转信息,模型自然不会动。 然后,检查URDF文件是否正确。用户提到xuan_bike_robot.urdf,需要确认其中的关节和链接定义是否正确,尤其是base_link和imu_link之间的关系,以及是否有正确的惯性属性。如果URDF中的惯性矩阵设置不正确,可能导致物理模拟或TF转换错误。 接下来,查看底盘控制节点的代码(如wheeltec_robot.cpp)是否正确处理了IMU数据,并将其转换为TF发布。可能的问题包括未正确订阅IMU话题,或者发布的TF信息中没有更新旋转部分。例如,代码中可能只发布了位置而没有方向,或者方向数据未被正确解析。 启动文件base_serial.launch.py的配置也需要检查,确保所有必要的节点(如机器人状态发布者、TF广播节点)被正确启动。如果节点未启动或参数配置错误,可能导致TF树不完整。 另外,RViz2的配置是否正确。用户可能在RViz2中选择了错误的Fixed Frame,比如设置为map或odom,而实际发布的TF是从base_link开始的,导致显示问题。需要确认Fixed Frame设置为正确的框架,如odom,并且所有相关框架都正确连接。 还有可能的问题包括时间同步。如果IMU数据和TF发布的时间戳不同步,RViz可能会丢弃旧的数据,导致模型不更新。需要检查时间戳是否正确,或者使用ROS2的时间同步机制来处理。 最后,可能存在的参数错误或命名空间问题。例如,如果使用了namespace,但TF框架未正确命名,导致RViz无法找到对应的框架。需要确认所有框架名称在URDF、代码和启动文件中一致,没有拼写错误。 总结可能的问题点:TF树结构不完整,IMU数据未正确集成到TF,URDF定义错误,节点未正确发布TF,启动文件配置问题,RViz设置错误,时间同步问题,命名空间或命名错误。接下来需要逐步排查这些可能性,给出具体的检查步骤和解决方案。</think>### ROS2中IMU数据正常但机器人模型静止的深度排查指南 在ROS2中,当IMU传感器数据正常发布但机器人模型在RViz2中无响应时,需重点检查**TF树完整性**、**URDF模型定义**和**数据流集成**三个核心环节。以下是系统化的排查流程: --- #### 一、TF树完整性验证(50%概率问题根源) 1. **手动检查TF层级关系** 通过以下命令实时观察TF树结构: ```bash ros2 run tf2_tools view_frames.py ``` 确保存在完整的链路:`odom -> base_footprint -> base_link -> imu_link` *若`odom`未出现,说明里程计数据未正确发布(常见于底盘控制节点故障)* 2. **动态TF变换监控** 运行以下命令观察实时变换数据: ```bash ros2 run tf2_ros tf2_echo odom base_link ``` 晃动IMU时观察输出中的**旋转分量(orientation)**是否变化。若无变化则说明IMU数据未正确映射到TF变换中 3. **关键修复手段** 在底盘控制节点代码`wheeltec_robot.cpp`中添加以下逻辑: ```cpp // 创建静态tf广播器 static tf2_ros::StaticTransformBroadcaster static_broadcaster(node); // 在IMU回调函数中更新base_link位姿 void imu_callback(const sensor_msgs::msg::Imu::SharedPtr msg) { geometry_msgs::msg::TransformStamped transform; transform.header.stamp = node->now(); transform.header.frame_id = "odom"; transform.child_frame_id = "base_link"; // 将IMU四元数直接映射到base_link transform.transform.rotation = msg->orientation; // 发布动态tf static_broadcaster.sendTransform(transform); } ``` *此代码强制将IMU方向与base_link绑定[^1]* --- #### 二、URDF模型缺陷排查(30%概率) 1. **检查机器人模型惯性参数** 在`xuan_bike_robot.urdf`中确认base_link的惯性矩阵: ```xml <link name="base_link"> <inertial> <mass value="3.0"/> <!-- 确保质量非零 --> <inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/> </inertial> </link> ``` *无效的惯性参数会导致物理引擎忽略该链接[^2]* 2. **验证关节类型** 确保base_footprint到base_link的关节类型为**fixed**: ```xml <joint name="base_joint" type="fixed"> <parent link="base_footprint"/> <child link="base_link"/> <origin xyz="0 0 0.076"/> </joint> ``` --- #### 三、数据流集成验证(20%概率) 1. **检查底盘节点发布频率** 在`base_serial.launch.py`中添加参数监控: ```python Node( package='wheeltec_robot', executable='wheeltec_robot_node', parameters=[{'publish_rate': 50}] # 确保不低于IMU采样率 ) ``` 2. **RViz2配置验证** - Fixed Frame必须设置为`odom`(而非map) - 添加RobotModel显示组件时,确保`Robot Description`参数与启动时设置的名称完全一致 - 启用TF可视化组件,确认所有坐标系箭头颜色为绿色(灰色表示无数据) 3. **时间同步诊断** 在终端查看IMU消息时间戳: ```bash ros2 topic echo /imu/data --no-arr | grep stamp ``` 对比系统时间差异应小于100ms,若偏差过大需检查硬件时钟同步 --- ### 关键配置文件示例 **base_serial.launch.py** 关键配置: ```python from launch import LaunchDescription from launch_ros.actions import Node def generate_launch_description(): return LaunchDescription([ Node( package='robot_state_publisher', executable='robot_state_publisher', parameters=[{'robot_description': Command(['xacro ', FindPackageShare('your_pkg'), '/urdf/xuan_bike_robot.urdf'])}] ), Node( package='wheeltec_robot', executable='wheeltec_robot_node', parameters=[{'use_imu': True}] ) ]) ``` --- ### 进阶调试技巧 1. **TF重映射检查** 若使用命名空间(namespace),需在launch文件中添加tf前缀: ```python Node( ..., parameters=[{'frame_prefix': 'robot1/'}] ) ``` 同时在RViz中将Fixed Frame改为`robot1/odom` 2. **DDS配置优化** 在`wheeltec_robot.cpp`中设置QoS策略: ```cpp auto qos = rclcpp::QoS(rclcpp::KeepLast(10)).reliable(); imu_sub_ = create_subscription<sensor_msgs::msg::Imu>("/imu/data", qos, ...); ``` ---
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