【Apollo】【driver】【gnss】模块调试与分析

环境：apollo 2.5 + ubuntu16.04 + docker

编译

gnss module 代码所在路径/apollo/modules/drivers/gnss
编译方式：ubuntu@in_dev_docker:/apollo$ ./apollo.sh build_gnss
注意事项：

• 编译脚本apollo.sh里面的build选项并不是编译所有的组件，只是用bazel编译所有bazel的targe
  编译出的库文件所在目录也不是在/apollo/bazel-out下面，而是在/home/tmp/ros里面，即gnss module编译没有使用bazel，还是用catkin_make编译的。
• 修改proto文件下面的文件,给apollo新增一款gps设备(司南),新增了

message ComNavSerial {}
{
    optional bytes device = 1;  // Something like "/dev/ttyXXX".
    optional int32 baud_rate = 2 [default = 9600];
    // In general, we assumes no parity, 8 data bits, 1 stop bit, no
    // handshaking, break detection enabled. If not, add more fields here.
  }

就发现在raw_stream.cpp中找不到config::Stream::kComNavSerial 经过多方尝试,最后将名字改成Comnav 后就可以了.应该是protoBuf的语法问题.

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运行

运行gnss driver可以通过dreamview里面的modules control ->modules ->gps,如下图

运行时遇到的问题

• apollo.drivers.gnss.config.Config: 13:15: Expected integer, got: x 错误

[libprotobuf ERROR google/protobuf/text_format.cc:287] Error parsing text-format apollo.drivers.gnss.config.Config: 13:15: Expected integer, got: x
[ERROR] [1527064646.633720142]: Init stream nodelet failed.
[ERROR] [1527064646.633736056]: Init stream nodelet failed.
[libprotobuf ERROR google/protobuf/text_format.cc:287] Error parsing text-format apollo.drivers.gnss.config.Config: 13:15: Expected integer, got: x
[FATAL] [1527064646.976518327]: Failed to load config file: /home/tmp/ros/share/gnss_driver/conf/gnss_conf_mkz.txt
[ERROR] [1527064646.976596669]: Init parser nodelet failed.
[ERROR] [1527064646.976669424]: Init parser nodelet failed.

执行./apollo.sh build 命令会将原始的gnss_conf_mkz.txt拷贝到/home/tmp/ros/share/gnss_driver/conf/ 目录下.这时执行./apollo.sh build_gnss 也不会将/modules/drivers/gnss/conf/gnss_conf_mkz.txt 替换掉原始的配置文件的拷贝版,因为新拷贝文件的修改时间最新,需要手动修改下/modules/drivers/gnss/conf/gnss_conf_mkz.txt 加个空格什么的,让这个文件的日期大于新拷贝文件.再执行./apollo.sh build_gnss 就替换掉了.

• stream nodelete无法退出
  在dreamview页面无法关闭GPS,然后查看rosnode list 发现stream进程无法退出,就用sudo kill -9 手动给干掉了.

• 不论输入的gps是什么,总是显示美国的地点
  参考docs/howto/how_to_use_apollo_2.5_navigation_mode_cn.md 里面的4.3,在
  /modules/common/data/global_flagfile.txt 添加上--local_utm_zone_id=50 (北京).修改完后不需要重新编译,因为在输出目录中的txt文件都是软链接原始文件
  然后参考docs/quickstart/apollo_software_installation_guide_cn.md 里面的步骤3 修改zone. 修改完后需要重新编译

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分析

gnss driver有4个nodelete，stream_nodelet，parser_nodelet，rtcm_parser_nodelet，tf_broadcaster_nodelet。

• stream_nodelet
  用于计算机与gps设备的通讯，其中的通讯方式有：Ntrip，Serial，Tcp，Udp。将获取到的数据通过topic发送出来,topic如下：

/apollo/sensor/gnss/raw_data //data stream data
/apollo/sensor/gnss/rtcm_data //rtk_from stream data
/apollo/sensor/gnss/stream_status

• parser_nodelet
  用来解析数据，可解析的数据协议为NOVATEL。订阅/apollo/sensor/gnss/raw_data发送出来的数据并进行解析。
  发出的topic如下：

/apollo/sensor/gnss/best_pose
/apollo/sensor/gnss/corrected_imu
/apollo/sensor/gnss/gnss_status
/apollo/sensor/gnss/imu
/apollo/sensor/gnss/ins_stat
/apollo/sensor/gnss/ins_status
/apollo/sensor/gnss/odometry
/apollo/sensor/gnss/rtk_eph
/apollo/sensor/gnss/rtk_obs

此nodelet解析协议可扩展，扩展方式：
1. 在gnss_conf_mkz.txt中修改data的format属性
2. 在data_parser.cpp 中添加代码，例如RTCM_V3
3. 在CMakeLists.txt 中新增parser_nodelet target的源文件
4. 其余的就需要实现类似rtcm3_parser.cpp 文件里面的内容

Parser *create_parser(config::Stream::Format format, bool is_base_station = false) {
  switch (format) {
    case config::Stream::NOVATEL_BINARY:
      return Parser::create_novatel();
    case config::Stream::RTCM_V3:
      return Parser::create_rtcm_v3();
    default:
      return nullptr;
  }
}

• rtcm_parser_nodelet
  用来解析数据，可解析的数据协议为RTCM3。订阅/apollo/sensor/gnss/rtcm_data发送出来的数据并进行解析。
  发出的topic如下：

/apollo/sensor/gnss/rtk_eph
/apollo/sensor/gnss/rtk_obs

• tf_broadcaster_nodelet
  订阅/apollo/sensor/gnss/odometry 数据并将转化成tf数据发出来。

配置文件

gnss_conf_mkz.txt分成两部分，一部分是数据来源，发送；另一部分是需要下发的设置gps设备命令。如下：

#/apollo/sensor/gnss/raw_data 数据来源
data {
    format: NOVATEL_BINARY
    serial {
        device: "/dev/ttyUSB0"
        baud_rate: 115200
    }
}

#/apollo/sensor/gnss/rtcm_data 数据来源
rtk_from {
    format: RTCM_V3
    ntrip {
        address: "x.x.x.x"
        port: x
        mount_point: "x"
        user: "x"
        password: "x"
        timeout_s: x
    }
}

#将rtk数据再次转发
rtk_to {
    format: NOVATEL_BINARY
    serial {
        device: "/dev/ttyUSB1"
        baud_rate: 115200
    }
}

#需不需要将数据再次转发，和rtk_to相关
rtk_solution_type: RTK_RECEIVER_SOLUTION

###下发gps设备的控制命令
login_commands: "UNLOGALL THISPORT\r\n"
login_commands: "SETIMUTOANTOFFSET 0.00 1.10866 1.14165 0.05 0.05 0.08\r\n"
login_commands: "SETINSOFFSET 0 0 0\r\n"
login_commands: "LOG COM2 GPRMC ONTIME 1.0 0.25\r\n"
login_commands: "EVENTOUTCONTROL MARK2 ENABLE POSITIVE 999999990 10\r\n"
login_commands: "EVENTOUTCONTROL MARK1 ENABLE POSITIVE 500000000 500000000\r\n"
login_commands: "LOG NCOM1 GPGGA ONTIME 1.0\r\n"

login_commands: "log bestgnssposb ontime 0.5\r\n"
login_commands: "log bestgnssvelb ontime 0.5\r\n"
login_commands: "log bestposb ontime 0.5\r\n"
login_commands: "log INSPVAXB ontime 0.5\r\n"
login_commands: "log INSPVASB ontime 0.01\r\n"
login_commands: "log CORRIMUDATASB ontime 0.01\r\n"
login_commands: "log INSCOVSB ontime 1\r\n"
login_commands: "log mark1pvab onnew\r\n"

login_commands: "log imutoantoffsetsb once\r\n"
login_commands: "log vehiclebodyrotationb onchanged\r\n"

logout_commands: "EVENTOUTCONTROL MARK2 DISABLE\r\n"
logout_commands: "EVENTOUTCONTROL MARK1 DISABLE\r\n"

详细内容可以参考文件：
docs/quickstart/apollo_software_installation_guide_cn.md
modules/drivers/gnss/proto/config.proto
非常好理解

proto

以下三个msg都只在MSF Localization算法中使用

msg	位置	格式	topic	提供
GnssBestPose	gnss_best_pose.proto	GPS中的BESTPOSA	/apollo/sensor/gnss/best_pose	司南 novetal
EpochObservation	gnss_raw_observation.proto	未知	/apollo/sensor/gnss/rtk_obs	novetal
GnssEphemeris	gnss_raw_observation.proto	未知	/apollo/sensor/gnss/rtk_eph	novetal