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File metadata and controls

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ultrasonic-ros

该模块是一个开源模块，并提供了配套的ROS节点，接收串口上传的数据并发布到指定的Topic上面。目前支持 HC-SR04 、HY-SRF05和US-015这几个型号超声波模块。主要功能如下:

  • 1： 同时读取12个超声波模块数据，通过串口打包上传，频率为20Hz。
  • 2： 提供配套ROS节点程序，可将测量数据发布到ROS Topic上。
  • 3： 开源ROS节点程序，并提供单片机端hex文件下载，使用其他单片机开发板也可以轻易使用。

板子为自制打样板，可以代为制作，手工焊接（200/张），有需要可以在淘宝店铺购买。

更为详细的教程可以参考博客-熊猫飞天

fig

fig

2 使用教程

2.1 接线说明

如下图所示，使用模块时需连接超声波模块

  • P1-P12 为超声波连接1-12通道
  • 电源输入电压为直流5-12V DC-DC圆孔2.5mm
  • 绿色灯为电源指示灯
  • 红色灯闪烁频率大约为20Hz 表示正常测量过程

fig2-1

超声波接线说明，如下图： （ 红色——VCC 、 黑色——GND 、 黄色——Trig 、 绿色——Echo）

fig2-3

超声波引脚对应图

fig2-2

SWD下载接口线序如下图所示（不需要更新程序则可以忽略该步骤）

fig2-4

2.2 上传协议

数据格式为： 帧头+数据长度+命令类型+数据+校验+帧尾。数据上传频率为20Hz，波特率使用115200。

fig2-6

  • 帧头：固定为两个字节： 0xAE, 0xEE
  • 数据长度：为所有字节的和（包含了帧头和帧尾）
  • 命令类型：固定为： 0xA1
  • 数据位：包含12个通道的超声波测量值，每个通道占用2个字节，共计24字节，采用高位在前方式发送，测量数据的单位为mm。 即为：[CH1_HSB CH1_LSB … CH12_HSB CH12_LSB]
  • 校验位：所有数据位的加和取低八位（包括帧头和帧尾）
  • 帧尾：固定为两个字节 0xEF,0xFE

3 ROS节点使用

3.1 下载与配置

  1. 安装依赖项
   sudo apt-get install ros-melodic-rosserial
  1. 下载编译代码
cd catkin_ws/src

git clone https://github.com/RuPingCen/ultrasonic-ros.git

catkin_make

3.2 启动节点

启动节点以后可以看到终端打印输出的数据

  roslaunch ultrasonic_ros ultrasonic_ros.launch

fig3-1

使用 echo 命令打印查看超声波的数据

 rostopic echo /ultrasonic/data

fig3-2

使用 hz 命令查看话题发布的频率

 rostopic hz /ultrasonic/data

fig3-3

注： 如果不需要再终端打印串口的数据，可以通过目录 “ultrasonic-ros/launch” 目录下的 ultrasonic_ros.launch 文件进行修改。 将 ultrasonic_ros.launch 文件中的参数 show_message 设置为0 既可以。

<param name="show_message" value="0" type="int" />

3.3 常见问题-无串口权限

启动节点时候提示没有串口设备或者没有启动权限，这时候需要修改串口权限。

step1： 检查是否识别到USB转串口驱动

fig3-4

查看设备的ID号 ls /dev/ttyUSB*

fig3-4

这里我们可以通过一个简单的方式来修改串口权限

sudo chmod 766 /dev/ttyUSB0

上述的方式每次拔插串口以后都需要执行修改权限的命令比较麻烦，可以使用我们的脚本文件把串口权限写入rule文件中。

step2: 用记事本打开“ultrasonic-ros/scripts/ultrasonic.rules” 目录下的文件，会看到如下内容

cd ultrasonic-ros/scripts

gedit ultrasonic.rules

# set the udev rule , make the device_port be fixed by rplidar
#
#KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="067b", ATTRS{idProduct}=="2303", MODE:="0777", SYMLINK+="mick"
KERNEL=="ttyUSB*", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", MODE:="0777", SYMLINK+="mick"

step3: 这里的1a86和7523 就是上面图中我设备的ID号，这里修改成为你自己的ID号以后,把文件拷贝到/etc/udev/rules.d目录下就可以使用 /dev/ultrasonic 替代 /dev/ttyUSB0 来访问模块了

sudo cp ultrasonic.rules /etc/udev/rules.d/

4 更新程序

为了使得没有购买这个板子的小伙伴使用我们的程序，我们提供了Hex文件下载。通过STLink进行烧写程序，对照我们提供的原理图接线也可以实现多个超声波的读取（需要一定的动手能力）。板载芯片为STM32F103C8T6。具体的烧写教程可参考配套教程