3<. ROS_arduino_bridge（1-总介）

虽然并不打算下位部分使用arduino，但是由于买的小车是用的这个，我也并不打算改里面的程序，所以准备先研究一下这个功能包，希望下一步，设计自己的控制器的bridge的时候，能够以这个为基础来设计，相信可以少走很多弯路。

1 简介

ROS_arduino_bridge 包括一个ROS驱动和一个基本控制，其实这个包是分成两部分的，一部分下载到arduino上。完成数字或模拟传感器采集，PWM侍候电机控制，读取编码器等。可以说这个包是实现底盘在ROS下控制的一个完全解决方案了。
需要注意的是：
这个包中的firmware，是针对于Pololu motor controller shield和Robogaia encoder shield来做的。我们可以根据自己的需要移植，用来控制别的电机驱动和编码器。我们也可以扩展用于读其他传感器。
源码地址：https://github.com/hbrobotics/ros_arduino_bridge.git

2 整体结构

现在的版本比起来下面这个结构略有变化，大概差不多

├── README.md
├── ros_arduino_bridge                      # metapackage (元包)
│   ├── CMakeLists.txt
│   └── package.xml
├── ros_arduino_firmware                    #固件包，更新到Arduino
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── package.xml
│   └── src
│       └── libraries                       #库目录
│           ├── MegaRobogaiaPololu          #针对Pololu电机控制器，MegaRobogaia编码器的头文件定义
│           │   ├── commands.h              #定义命令头文件
│           │   ├── diff_controller.h       #差分轮PID控制头文件
│           │   ├── MegaRobogaiaPololu.ino  #PID实现文件
│           │   ├── sensors.h               #传感器相关实现，超声波测距，Ping函数
│           │   └── servos.h                #伺服器头文件
│           └── ROSArduinoBridge            #Arduino相关库定义
│               ├── commands.h              #定义命令
│               ├── diff_controller.h       #差分轮PID控制头文件
│               ├── encoder_driver.h        #编码器驱动头文件，定义插脚(pins)
│               ├── encoder_driver.ino      #编码器驱动实现, 读取编码器数据，重置编码器等
│               ├── motor_driver.h          #电机驱动头文件
│               ├── motor_driver.ino        #电机驱动实现，初始化控制器，设置速度
│               ├── ROSArduinoBridge.ino    #核心功能实现，
│               ├── sensors.h               #传感器头文件及实现
│               ├── servos.h                #伺服器头文件，定义插脚，类
│               └── servos.ino              #伺服器实现
├── ros_arduino_msgs                        #消息定义包
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── msg                                 #定义消息
│   │   ├── AnalogFloat.msg                 #定义模拟IO浮点消息
│   │   ├── Analog.msg                      #定义模拟IO数字消息
│   │   ├── ArduinoConstants.msg            #定义常量消息
│   │   ├── Digital.msg                     #定义数字IO消息
│   │   └── SensorState.msg                 #定义传感器状态消息
│   ├── package.xml
│   └── srv                                 #定义服务
│       ├── AnalogRead.srv                  #模拟IO输入
│       ├── AnalogWrite.srv                 #模拟IO输出
│       ├── DigitalRead.srv                 #数字IO输入
│       ├── DigitalSetDirection.srv　　　　 #数字IO设置方向
│       ├── DigitalWrite.srv                #数字IO输入
│       ├── ServoRead.srv                   #伺服电机输入
│       └── ServoWrite.srv                  #伺服电机输出
└── ros_arduino_python                      #ROS相关的Python包，用于上位机，树莓派等开发板或电脑等。
    ├── CMakeLists.txt
    ├── config                              #配置目录
    │   └── arduino_params.yaml             #定义相关参数，端口，rate，PID，sensors等默认参数。由arduino.launch调用
    ├── launch
    │   └── arduino.launch                  #启动文件
    ├── nodes
    │   └── arduino_node.py                 #python文件,实际处理节点，由arduino.launch调用，即可单独调用。
    ├── package.xml
    ├── setup.py
    └── src                                 #Python类包目录
        └── ros_arduino_python
            ├── arduino_driver.py           #Arduino驱动类
            ├── arduino_sensors.py          #Arduino传感器类
            ├── base_controller.py          #基本控制类，订阅cmd_vel话题，发布odom话题
            └── __init__.py                 #类包默认空文件  
        

3 安装

3.1 安装串口功能包

sudo apt-get install python-serial

3.2 查看设备所在串口

输入指令：

ls /dev/ttyUSB*

可以看到：

/dev/ttyUSB0

或:

ls /dev/ttyACM*

3.3 设定串口访问权限

qking@qking:~$ ls -l /dev/ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 10月 28 21:38 /dev/ttyUSB0

我们可以看到，root和dialout可以操作串口，将当前用户加入该用户组：

sudo usermod -a -G dialout 

将替换为你的用户名。
然后执行：

 groups

或者直接执行:

sudo chmod 600 /dev/ttyUSB0     //一次性的增加权限，也可以把600改为777，最高权限

3.4 安装功能包

$ cd ~/catkin_workspace/src
$ git clone https://github.com/hbrobotics/ros_arduino_bridge.git
$ cd ~/catkin_workspace
$ catkin_make

后面再介绍对节点的参数配置和几个重要程序的内容，arduino端程序暂时不研究。