树莓派小车python pid_raspberrypi-slam-ros-car
树莓派SLAM小车操作指南
张子豪 同济大学2018级交通运输工程学院 研究生
[TOC]
源代码
源代码都在树莓派操作系统中
python源代码：
/home/rikirobot/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/script
C语言源代码
/home/rikirobot/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/src
/home/rikirobot/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/launch
安装虚拟机软件VMware
网盘链接：点我
安装指南：点我
许可证密钥：CG54H-D8D0H-H8DHY-C6X7X-N2KG6
下载虚拟机系统文件
打开Vmware，选择打开虚拟机
找到Ubuntu 64 位.vmx文件
显示该虚拟机似乎正在使用中......点击获取所有权
网络适配器选桥接模式，勾选复制物理网络连接状态
开启虚拟机
我已复制该虚拟机
无法连接虚拟设备：是
确定 确定
打开虚拟机Ubuntu系统
用户名CLB，密码123456
查看-自动调整大小-自动适应客户机 自动适应窗口
安装vmware-tools
快捷键：
ctrl + shift + t 新的命令行选项卡
ctrl + alt + t 新的命令行窗口
烧录树莓派镜像
下载镜像烧录工具 Etcher或win32img
下载镜像文件，区分3B和3B+
烧录到SD卡中
小车开机
将SD卡插到小车上，开机
电压应在12V以上，显示屏显示
等屏幕加载完毕
用飞鼠，在显示屏上设置wifi，电脑和树莓派连到同一个wifi
用ifconfig查看ip地址
或者用局域网ip扫描器查看树莓派ip地址
找到树莓派的ip地址，比如我的是192.168.200.14
在虚拟机中输入
sudo gedit /etc/hosts
这个文件显示了域名和网址之间的映射情况。在这个文件里出现的网址，访问的时候不需要使用DNS协议，而是直接读取域名。
把robot前面的ip地址设为树莓派的ip地址
ctrl + s 保存，关闭
在虚拟机中输入
ssh clbrobot@robot
或者在putty里输入
clbrobot
123456
登录之后，输入
clbrobot@robot~$ roslaunch clbrobot bringup.launch
启动主节点
CLB@CLB sudo gedit ~/.bashrc
最后一行，替换成树莓派的ip地址，使树莓派指向主节点
CLB@CLB source ~/.bashrc
让修改生效
CLB@CLB rosrun rviz rviz
启动rviz调试窗口
操作机器人
CLB@CLB ssh clbrobot@robot
clbrobot@robot sudo nano ~/.bashrc
确保最后部分是tank和rplidar
rplidar指的是思岚公司生产的激光雷达
快速控制机器人
clbrobot@robot rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py
关机
clbrobot@robot sudo halt
创乐博logo出现在显示屏上，此时就可以关机了
重新启动机器人
启动虚拟机
CLB@CLB ssh clbrobot@robot
启动底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot bringup.launch
clbrobot@robot roscd clbrobot/
进入工程目录
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot$ cd param
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/param$ ls
ekf imu navigation
校准IMU
在上一步基础上
cd imu
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/param$ cd imu
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/param/imu$ ls
imu_calib.yaml
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/param/imu$ sudo nano imu_calib.yaml
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/param/imu$ rostopic echo /imu/data
打开实时陀螺仪
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/param/imu$ rosrun imu_calib do_calib
将不同面依次朝上，回车进行校准
角速度校正
clbrobot@robot $ rosrun rikirobot_nav calibrate_angular.py
CLB@CLB:~$ rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure
打开imu校准界面
点start_test进行360度转向测试，假如转了365度，就将365/360=1.014填入odom_angular_scale_coreection，重新测试
关掉所有命令行，包括主节点
clbrobot@robot:~$ roscd clbrobot/
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot$ cd launch/
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/launch$ sudo nano bringup.launch
找到下面这行
将测好的数值传入value，保存退出
线速度校正
ssh到树莓派，启动主节点
clbrobot@robot~$ rosrun rikirobot_nav calibrate_linear.py
CLB@CLB:~$ rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure
选择calibrate linear
修改odom_linear_scale_correction
clbrobot@robot:~$ roscd clbrobot/
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot$ cd launch/
clbrobot@robot:~/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/launch$ sudo nano bringup.launch
打开xml配置文件
修改value值
创建地图
ssh到树莓派，开启主节点
clbrobot@robot:~$ roslaunch clbrobot lidar_slam.launch
打开rviz调试窗口
CLB@CLB:~$ rosrun rviz rviz
open config
载入/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/slam.rviz
键盘控制机器人
clbrobot@robot rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py
speed调至0.3，turn调至0.5
保存地图
clbrobot@robot:~$ roscd clbrobot
cd maps
ls
./map.sh
ls -l 即可看到更新后的hous.pgm和house.yaml文件
自动导航
ssh到树莓派，启动底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot navigate.launch
CLB@CLB rosrun rviz rviz
载入
/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/navigate.rviz
鼠标构件地图
ssh到树莓派，启动底盘节点
启动slam节点：
clbrobot@robot:~$ roslaunch clbrobot lidar_slam.launch
CLB@CLB rosrun rviz rviz
载入/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/slam.rviz
直接用2D Nav Goal选定目标
选择区域构建地图
ssh到树莓派，启动底盘节点
启动auto_slam节点：
clbrobot@robot:~$ roslaunch clbrobot auto_slam.launch
CLB@CLB rosrun rviz rviz
载入/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/slam.rviz
用工具栏中的Publish Point勾勒一个封闭区域
使用hector算法构建地图
ssh到树莓派、启动底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot hector_slam.launch
CLB@CLB rosrun rviz rviz
载入/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/slam.rviz
hector算法适用于空旷地带，在狭小空间会有重影
多点导航
ssh到树莓派，启动底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot navigate_multi.launch
CLB@CLB rosrun rviz rviz
载入/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/multi_goal.rviz
用publish point工具设定目标点
多点导航源代码：
/home/rikirobot/catkin_ws/src/clbrobot_project/clbrobot/script
动态PID参数调节
ssh到树莓派，启动底盘节点
clbrobot@robot rosrun riki_pid pid_configure
CLB@CLB rosrun rqt_reconfigure rqt_reconfigure
源代码：
/home/rikirobot/catkin_ws/src/clbrobot_project/riki_pid
cfg：默认载入参数
src：配置文件
修改之后要重新编译才能生效
摄像头寻线
ssh到树莓派，启动底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot camera.launch
CLB@CLB roslaunch riki_line_follower riki_line.launch
摄像头打开，识别红色线
源代码
/home/rikirobot/catkin_ws/src/clbrobot_project/riki_line_follower
雷达跟随
ssh到树莓派，启动底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot camera.launch
clbrobot@robot roslaunch riki_lidar_follower laser_follower.launch
源代码
/home/rikirobot/catkin_ws/src/clbrobot_project/riki_lidar_follower
karto算法构建地图
ssh到树莓派，启动底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot karto_slam.launch
CLB@CLB rosrun rviz rviz
载入/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/slam.rviz
虚拟机端打开键盘控制
CLB@CLB rosrun teleop_twist_keyboard teleop_twist_keyboard.py
默认的线速度为0.5，角速度为1.0
因为karto算法较复杂，调整线速度0.3左右，角速度0.5即可
安卓手机app与图像监控
ssh到树莓派 ，开启底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot appcamera.launch
手机上安装.apk文件，新建机器人，将localhost改为机器人的ip地址，默认端口11311
opencv图像处理
源代码：
/home/rikirobot/catkin_ws/src/opencv_apps
查看源码：
CLB@CLB roscd opencv_apps
cd src
cd nodelet
ls
ssh到树莓派
clbrobot@robot roslaunch clbrobot camera.launch
CLB@CLB roslaunch opencv_apps edge_detection.launch #边缘提取
CLB@CLB roslaunch opencv_apps hough_lines.launch #直线检测
CLB@CLB roslaunch opencv_apps find_contours.launch #检测轮廓
CLB@CLB roslaunch opencv_apps convex_hull.launch #凸包检测
CLB@CLB roslaunch opencv_apps general_contours.launch #椭圆形轮廓检测
CLB@CLB roslaunch opencv_apps people_detect.launch #行人检测
CLB@CLB roslaunch opencv_apps goodfeature_track.launch #尖角点检测
CLB@CLB roslaunch opencv_apps camshift.launch #目标跟踪
CLB@CLB roslaunch opencv_apps fback_flow.launch #物体移动检测
CLB@CLB roslaunch opencv_apps lk_flow.launch #物体移动检测2
CLB@CLB roslaunch opencv_apps simple_flow.launch #物体移动检测3
CLB@CLB roslaunch opencv_apps phase_corr.launch #相位偏移
CLB@CLB roslaunch opencv_apps segment_objects.launch #物体分割
CLB@CLB roslaunch opencv_apps rgb_color_filter.launch #转黑白
CLB@CLB roslaunch opencv_apps hls_color_filter.launch #转黑白
CLB@CLB roslaunch opencv_apps hsv_color_filter.launch #转黑白
安卓手机app构建地图
手机上下载Make Map.apk
ssh到树莓派，开启底盘节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot lidar_slam.launch
clbrobot@robot roslaunch clbrobot camera.launch
打开手机app，设置localhost为机器人ip地址，点connect
安卓手机app导航
手机上下载Map Nav
ssh到树莓派，开启主节点
clbrobot@robot roslaunch clbrobot navigate.launch
clbrobot@robot roslaunch clbrobot camera.launch
CLB@CLB rosrun rviz rviz
载入/home/riki/catkon_ws/src/rikirobot_project/rikirobot/rviz/navigate.rviz
手机打开APP，设置localhost为机器人ip地址，connect
可以指定机器人的位置set pose，也可以进行导航set goal
设置的时候需要长按，并且在屏幕上拖动指明方向
app上只显示最近的地图，随着位置的移动，地图会跟着更新
同时，小车会自动避开途径的障碍，非常智能。
vim编辑器常用操作
i 进入编辑模式
esc：退出编辑模式
:w 保存
shift + z + z保存退出
:wq 保存并退出
:q! 强制退出
树莓派常用命令
clbrobot@robot:~$ rostopic echo /scan #如果都是0说明激光雷达没有输出
clbrobot@robot:~$ ls -l /dev/ttyU*
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 2月 28 20:27 /dev/ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 1 2月 28 18:44 /dev/ttyUSB1
查看USB设备，一个是底盘，一个是激光雷达
clbrobot@robot:~$ ls -l /dev/riki* #查看软映射
clbrobot@robot:~$ lsusb
Bus 001 Device 006: ID 0bda:5825 Realtek Semiconductor Corp.
Bus 001 Device 005: ID 10c4:ea60 Cygnal Integrated Products, Inc. CP210x UART Bridge / myAVR mySmartUSB light
Bus 001 Device 004: ID 1a86:7523 QinHeng Electronics HL-340 USB-Serial adapter
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. SMSC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. SMC9514 Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub