ROS机器人底盘(3)-通讯协议

说明

底盘驱动板Ardunio Mega2560/STM32F1/STMF32F4与树莓派通过串口通讯

硬件板卡通讯协议

板卡通讯协议使用串口进行通信,每条消息包含消息头和消息体校验码三部分,所有数字采用小端序传递

消息定义

每条消息都由 [消息头]+[消息体]+[校验码] 3部分组成,每条消息最大长度为3+255+1字节,消息体最大255字节

消息头

消息头C风格定义如下:

struct head
{
    unsigned char flag;// 头部标记,固定值:0X5A
    unsigned char msg_id;// 消息ID,表示消息具体作用,决定消息体具体格式
    unsigned char length;// 消息体长度
}

校验码

校验码固定占一个字节空间,为消息头+消息体 每个字节相加得到的结果取低8位的值

消息定义

主板

msg id	name
0	请求:固件版本
1	请求:设置机器人配置参数
2	请求:获取机器人配置参数
3	请求:初始化里程
4	请求:设置机器人实时速度
5	请求:获取里程计信息
6	请求:获取PID调速数据

• 请求:固件信息

  • 方向:MASTER->Board
  • 内容:
  • 回应:固件信息
    • 方向:Board->MASTER
    • 内容:

    {
        char version[16]; //固件版本
        char time[16];  //构建时间
    }
    

• 请求:设置机器人配置参数(出厂配置)

  • 方向:MASTER->Board
  • 内容:

  {
      union
      {
          char buff[64];
          struct
          {   
              unsigned short wheel_diameter;   //轮子直径  mm
              unsigned short wheel_track;      //差分：轮距， 三全向轮：直径，四全向：前后轮距+左右轮距 mm
              unsigned short encoder_resolution;  //编码器分辨率
              unsigned char do_pid_interval;         //pid间隔 (ms)
              unsigned short kp;
              unsigned short ki;
              unsigned short kd;
              unsigned short ko;                  //pid参数比例
              unsigned short cmd_last_time;       //命令持久时间ms 超过该时间会自动停止运动
          }
      }
  }
  

  • 回应:设置机器人配置参数
    • 方向:Board->MASTER
    • 内容:无

• 请求:获取机器人配置参数(出厂配置)

  • 方向:MASTER->Board
  • 内容:
    • 方向:MASTER->Board
    • 内容:同设置

• 请求:初始化里程

  • 方向:MASTER->Board
  • 内容:
  • 回应:初始化里程结果
    • 方向:Board->MASTER
    • 内容:无

• 请求:设置机器人实时速度

  • 方向:MASTER->Board
  • 内容:

  {
      short v_liner_x; //线速度 前>0 cm/s
      short v_liner_y; //差分轮 为0  cm/s
      short v_angular_z; //角速度 左>0 0.01rad/s  100 means 1 rad/s
  }
  

  • 回应:设置机器人实时速度结果
    • 方向:Board->MASTER
    • 内容:无

• 请求:里程计信息

  • 方向:MASTER->Board
  • 内容:

• 回应:里程计信息

  • 方向:Board->MASTER
  • 内容:

  {
      short v_liner_x;      //线速度 前>0 后<0  cm/s
      short v_liner_y;      //差分轮 为0        cm/s
      short v_angular_z;    //角速度 左>0 右<0  0.01rad/s   100 means 1 rad/s
      long x;              //里程计坐标x       cm (这里long为4字节，下同)
      long y;              //里程计坐标y       cm
      short yaw;            //里程计航角        0.01rad     100 means 1 rad
  }
  

• 请求:获取PID调速数据

  • 方向:MASTER->Board
  • 内容:
  • 回应:PID调速数据
    • 方向:Board->MASTER
    • 内容:

    {
        long input[4];  //各轮子驱动输入值
        long output[4]; //个轮子输出值
    }