ROS学习之Arduino篇——读取并发布各种传感器数据

本篇主要包括以下五部分内容：

1. 说明

2. 在rosserial_arduino中自定义数据类型

3. 使用Arduino读取传感器的数据

4. 更改代码

5. 测试

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本篇将读取超声波雷达、电位计和人体红外感应模块传感器的值，然后封装成一个消息类型，最后广播出去。

1. 说明

在ROS中自定义的msg数据类型在Arduino下是不能直接使用的，需要使用rosserial_client包进行转化才能使用，转化方法如下：

rosrun rosserial_client make_library.py path_to_libraries your_message_package

但是在groovy及以上的版本中不需要这么麻烦的，groovy及以上的版本在生成ros_lib的同时，就已经把ROS中自定义的msg类型转化成Arduino下可用的头文件了。如果生成ros_lib之后又在ROS中创建了新的msg文件，那么需要重新生成ros_lib库。

详细内容可参考roswiki：点击打开链接

2. 在rosserial_arduino中自定义数据类型

本篇使用了三个传感器，读取的数值类型分别为float32，int16, 和bool类型，首先在ROS下的my_package包中先定义该数据类型，在～/catkin_ws/src/my_package/msg/下创建sensor.msg文件，写入以下内容：

float32 distance
uint16  resistance
bool    body

更改CMakeList.txt文件，该部分内容可参考：ROS学习之自定义msg类型

在ROS下创建好自定义的类型之后还需要重新生成Arduino IDE使用的ros_lib库，该部分内容可参考：ROS学习之Arduino篇——rosserial_arduino包

这样就可以在ros_lib文件夹下看到会有个my_package文件夹，里面装的就是Arduino下可用的自定义类型头文件。

3. 使用Arduino读取传感器的数据

const int TrigPin = 2; 
const int EchoPin = 3; 
const int BodyPin = 7;
int resistance;
bool body;
float distance; 

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
  pinMode(TrigPin, OUTPUT); 
  pinMode(EchoPin, INPUT); 
  Serial.println("Ultrasonic and dianweiji: ");
}

void loop() {
  digitalWrite(TrigPin, LOW); 
  delayMicroseconds(2); 
  digitalWrite(TrigPin, HIGH); 
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TrigPin, LOW); 

  distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00; 
  Serial.print("distance: "); 
  Serial.print(distance); 
  Serial.print("cm  "); 
  
  resistance = analogRead(A0);
  Serial.print("resistance: "); 
  Serial.print(resistance);

  body = digitalRead(BodyPin);
  Serial.print("  body: ");
  Serial.println(body);
  
  delay(1000); 
}

4. 更改代码

将数据封装在自定义的sensor数据类型中广播出去

#include
#include

const int TrigPin = 2; 
const int EchoPin = 3; 
const int BodyPin = 7;
int resistance;
bool body;
float distance; 

ros::NodeHandle nh;  
  
my_package::sensor sensor_msg;  
ros::Publisher pub("sensor", &sensor_msg); 

void setup() {

  nh.initNode();  
  nh.advertise(pub);
  
  Serial.begin(57600); 
  pinMode(TrigPin, OUTPUT); 
  pinMode(EchoPin, INPUT); 
  Serial.println("Ultrasonic and dianweiji: ");
}

void loop() {
  digitalWrite(TrigPin, LOW); 
  delayMicroseconds(2); 
  digitalWrite(TrigPin, HIGH); 
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TrigPin, LOW); 

  distance = pulseIn(EchoPin, HIGH) / 58.00; 
  Serial.print("distance: "); 
  Serial.print(distance); 
  Serial.print("cm  "); 
  
  resistance = analogRead(A0);
  Serial.print("resistance: "); 
  Serial.print(resistance);

  body = digitalRead(BodyPin);
  Serial.print("  body: ");
  Serial.println(body);

  sensor_msg.distance = distance;
  sensor_msg.resistance = resistance;
  sensor_msg.body = body;

  pub.publish(&sensor_msg);
  nh.spinOnce();
  delay(1000);
}

有一点需要注意点是，rosserial_python serial_node.py /dev/ttyACM1中的波特率是57600，所以在使用串口打印时波特率最好也设置成57600。

5. 测试

将代码刷写进Arduino

rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyACM0
rostopic list
rostopic echo sensor