1.00ros_ht_msg - 基于ROS和CAN网络的机器人底盘控制程序

1. 概述

ros_ht_msg是用于控制四轮四转机器人底盘的功能包，基于ROSROS介绍和CANCAN介绍网络通讯；

ros_ht_msg功能包提供了以ROS话题通讯ROS话题通信介绍的消息控制机器人底盘的功能。

ros_ht_msg功能包主要由四轮四转底盘供应商提供，功能包中包括了必要的文档、示例、消息类型等文件夹；

依赖项依赖项介绍

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
  roscpp
  tf
  std_msgs
  message_generation
  geometry_msgs
)

安装 install with Github

本功能包基于python3；
本功能包基于ROS noetic 1.16.0
本版本地址为：[hmxf/ros_ht_msg: AgRobot ROS control node for HT-03. (github.com)](https://github.com/hmxf/ros_ht_msg)
```
cd ~/catkin_ws
mkdir src
cd src
git clone 功能包.git
```

编译

cd ~/catkin_ws
catkin build --pre-clean

注：

编译时可以使用catkin_make，但推荐为catkin build，此工具更加灵活高效。
参数--pre-clean表示开始构建之前先执行清理操作，以避免可能存在的旧文件对新构建的影响：删除先前生成的build 和 devel 目录。

2. 使用方法

使用前准备

确认编译的系统架构，选择合适的动态链接库文件libcontrolcan.so；动静态链接库介绍
- 在功能包lib文件夹下已经设置好四种系统架构下的相应的文件，同时还有相应的静态链接库文件，因为四种动态链接库文件均为同名文件libcontrolcan.so，本功能包采用软链接软链接介绍的方式调用该文件；
```
lib文件夹tree:
.
├── libcontrolcan.so -> linux/x86_64/libcontrolcan.so
└── linux
    ├── aarch64
    │   ├── libcontrolcan.a
    │   └── libcontrolcan.so
    ├── arm32
    │   ├── libcontrolcan.a
    │   └── libcontrolcan.so
    ├── controlcan.h
    ├── README.md
    ├── x86
    │   ├── libcontrolcan.a
    │   └── libcontrolcan.so
    └── x86_64
        ├── libcontrolcan.a
        └── libcontrolcan.so
```
  注：当前展示的文件树为软链接连接在X86_64系统架构下的动态链接库文件上；
- 编译运行时，需要确认动态链接库文件是否和自己的系统架构适配，否则会编译失败：
  - 查看自己系统架构：
    uname -m
  - 查看当前软连接连接的文件：
    cd ~/catkin_ws/src/ros_ht_msg/lib ll
    注：libcontrolcan.so -> linux/x86_64/libcontrolcan.so中x86_64表示目前连接在X86的64位系统的动态链接库文件上。
  - 修改方式：
    ln -s linux/相应架构/libcontrolcan.so libcontrolcan.so
- 在底盘的工控机上编译运行本功能包时，需要将软连接修改到aarch64中的动态链接文件上；
  
  在个人PC上编译编译运行本功能包时，需要将软连接修改到x86_64中的动态链接文件上。
连接CAN网络设备：
- 本项目使用创芯科技提供的 CANalyst-Ⅱ分析仪CANalyst-Ⅱ分析仪介绍作为CAN网络通讯设备，设备自身接线方式有对应手册，位于功能包doc文件夹中，文件名为：USBCAN_Test_Process_V1.70.pdf；
- CAN网络通讯设备通过TCP协议TCP介绍和主机通讯主机通讯介绍；
- 使用该设备时，涉及到USB底层驱动协议USB底层驱动协议介绍，在运行时需要加sudo获取权限，否则 USB设备没有权限操作；也可以增加新的udev规则udev规则介绍，使得后续调用不用频繁获取权限，具体方式可参考doc文件夹中的HT01_ROS_Comm_Package_Instructions.pdf文件。

使用

方式一：单一文件启动功能包（可用于前期基础测试）：

刷新环境变量：
```
source ./devel/setup.bash 
```
运行节点：
```
rosrun ros_ht_msg ros_ht_msg 
```
发布命令：
```
rostopic pub /HT_Control ros_ht_msg/ht_control "mode: 0
x: 0
y: 0
z: 0" 
```
注：命令参数含义可以参考doc文件夹中的HT01_CAN_Communication_Protocol_20210722 .pdf文件。

此时可以通过如下命令查看底盘各系统状态：

rostopic echo /HT_Drive_Motor   # 驱动电机状态
rostopic echo /HT_Motion        # 运动状态
rostopic echo /HT_Steer_Motor   # 转向电机状态
rostopic echo /HT_System        # 系统状态

方式二：roslaunch启动多个节点：方式基本同上，
1. 启动节点时，需启动：
```
roslaunch ros_ht_msg ros_ht_start.launch
```
  当编写其余命令发布节点后，可以将节点添加在launch文件中，在启动launch文件时一次全部启动；
示例：
1. 在examples文件夹中包含多个测试样例：
  - example_1：实验一：同一指令间隔 1s 以上发送两次；
  - example_2：实验二：同一指令间隔 50ms，发送两次；
  - example_3：实验三：第一指令发送后间隔 50ms，发送相反指令；
  - example_4：将三个实验整合在一个测试文件中；
2. 在scripts文件夹中保存目前编写的两个简单机器人运行demo：
  
  分别使用了四轮四转底盘的两种运动方式
  - 实验一：前进 20s 后，左平移 2s，后退 20s；
  - 实验二：前进 20s 后，原地旋转，继续前进20s；

3. 节点信息

节点名称：`/publish_ht_msg`

该节点接受到工控机发布的命令，转换为CAN帧转发给底盘电机，并收集地盘电机相关状态帧状态帧介绍，转换为设定好的信息展示；

订阅的话题：

/HT_Control
- 消息类型：ros_ht_msg/ht_control；具体消息格式可参看功能包中msg文件夹下ht_control.msg文件。
- 作用：接受工控机发布的运动指令；
/HT_Drive_Motor
- 消息类型：ros_ht_msg/ht_drive_motor；具体消息格式可参看功能包中msg文件夹下ht_drive_motor.msg文件。
- 作用：接受驱动电机发布的运动状态信息，通过回调函数设置可以配合rostopic echo命令展示在屏幕上
/HT_Motion
- 消息类型：ros_ht_msg/ht_motion；具体消息格式可参看功能包中msg文件夹下ht_motion.msg文件。
- 作用：接受运动状态信息，通过回调函数设置可以配合rostopic echo命令展示在屏幕上
/HT_Steering_Motor
- 消息类型：ros_ht_msg/ht_steering_motor；具体消息格式可参看功能包中msg文件夹下ht_steering_motor.msg文件。
- 作用：接受转向电机转向电机介绍发布的状态信息，通过回调函数回调函数介绍设置可以配合rostopic echo命令展示在屏幕上
/HT_System
- 消息类型：ros_ht_msg/ht_system；具体消息格式可参看功能包中msg文件夹下ht_system.msg文件。
- 作用：接受底盘系统发布的状态信息，通过回调函数设置可以配合rostopic echo命令展示在屏幕上