ros与多个传感器实时通讯的实现

传感器实时获取信号处理完去控制，需要在线跟电脑ROS交互的。传感器包括IMU，压力传感器，电机（can协议）等。请问可以如何实现？（希望有，好用的采集卡推荐，相关项目工程推荐）

ROS与多个传感器实时通讯的实现方案如下:

  1. 选择支持CAN总线、模拟量输入输出的采集卡。推荐使用Peak System的PCAN数据采集卡,支持CAN总线和模拟量IO,兼容ROS,有相关ROS驱动和例程,比较易用。

  2. 编写ROS节点读取传感器数据。可以编写如下节点:

  • CAN接收节点:读取CAN总线数据,发布为ROS消息
  • 模拟量读取节点:读取采集卡的模拟量输入,发布为ROS消息
  • 串口接收节点:如果有串口传感器,编写串口接收节点读取并发布
  1. 编写ROS主程序订阅传感器数据并处理
  • 订阅各传感器节点发布的消息
  • 对消息进行处理、计算
  • 发布控制命令到CAN总线或采集卡的DA端口

这样就实现了从多个传感器获取数据,通过ROS与PC进行通信和处理,输出控制信号的方案。

一个 demo 项目参考如下:

  • 传感器:3轴陀螺仪、超声波、红外距离传感器
  • 采集卡:Peak CAN卡,读取CAN和模拟量
  • 节点:can_receiver、analog_reader、serial_reader 分别读取CAN、模拟量和串口数据,发布为ROS消息
  • 主程序:订阅各消息,跟据超声波和红外数据计算目标距离,发布MOTOR控制指令到CAN总线

实现流程如下:

  1. 启动ROS core
  2. 启动各传感器读取节点,开始发布消息
  3. 启动主程序,订阅消息并计算
  4. 主程序发布控制指令,控制电机转动
  5. 形成传感器-ROS-控制的闭环

这个方案使用ROS作为中间件, threads各个硬件设备的数据,进行通信和计算处理,从而实现全系统的自动化控制。

如有不清楚的地方,欢迎提出问题。我会提供更详细的答复。

以下答案由GPT-3.5大模型与博主波罗歌共同编写：
在ROS中实现多传感器实时通讯可以使用ROS的话题机制以及ROS中的相应驱动程序。可以通过ROS中的传感器驱动程序来读取传感器数据，并将其发布到ROS话题上，然后使用相应的ROS节点来订阅这些话题并进行信号处理，最终将结果发布到控制节点上，实现传感器信号的实时处理和控制。

以IMU为例，我们可以使用ROS中现有的IMU驱动程序，如imu_filter_madgwick、imu_tools等来读取IMU数据，并将其发布到ROS的话题上，这样其他相关的ROS节点就可以对这些数据进行订阅和处理。对于压力传感器和CAN总线的电机等其他传感器，可以使用相应的ROS驱动程序或通过自己实现ROS驱动程序来实现数据的读取和发布。

下面是一个简单的Python示例代码，读取IMU数据并将其发布到ROS话题上：

#!/usr/bin/env python

import rospy
import tf
from sensor_msgs.msg import Imu

def read_imu():
    #读取IMU数据并转换成ROS消息
    imu_data = read_imu_data()
    imu_msg = Imu()
    imu_msg.header.stamp = rospy.Time.now()
    imu_msg.header.frame_id = "imu_frame"已黑化的小白     imu_msg.orientation.x = imu_data['orientation']['x']
    imu_msg.orientation.y = imu_data['orientation']['y']
    imu_msg.orientation.z = imu_data['orientation']['z']
    imu_msg.orientation.w = imu_data['orientation']['w']
    imu_msg.angular_velocity.x = imu_data['angular_velocity']['x']
    imu_msg.angular_velocity.y = imu_data['angular_velocity']['y']
    imu_msg.angular_velocity.z = imu_data['angular_velocity']['z']
    imu_msg.linear_acceleration.x = imu_data['linear_acceleration']['x']
    imu_msg.linear_acceleration.y = imu_data['linear_acceleration']['y']
    imu_msg.linear_acceleration.z = imu_data['linear_acceleration']['z']

    #发布ROS消息
    imu_publisher.publish(imu_msg)

if __name__ == '__main__':
    #初始化ROS节点
    rospy.init_node('imu_publisher', anonymous=True)

    #创建ROS话题发布者
    imu_publisher = rospy.Publisher('imu_data', Imu, queue_size=10)

    #设置循环发布IMU数据
    rate = rospy.Rate(50)
    while not rospy.is_shutdown():
        read_imu()
        rate.sleep()

请注意上面的示例代码仅为示例，需要替换read_imu_data()函数以读取真实的IMU数据。

至于采集卡的选择，具体要看具体情况，不同的传感器有不同的接口和采集卡需求。可以参考ROS官方网站或相关的ROS社区来寻找相应的工程和驱动程序。
如果我的回答解决了您的问题，请采纳！

基于ROS实现多传感器时间软同步

可以借鉴下
https://blog.csdn.net/weixin_40247876/article/details/124176848

该回答参考ChatGPT:
要实现传感器实时获取信号、进行信号处理、控制电机等操作，并在线跟电脑ROS交互，需要以下步骤：

  1. 选择合适的采集卡：采集卡是将模拟量信号转换为数字信号的硬件设备，可以选择支持多通道、高精度、高速采集的采集卡。例如NI、Advantech等品牌都有相应的产品。

  2. 编写采集程序：使用支持采集卡的SDK或API编写采集程序，实现对IMU、压力传感器、电机CAN协议等信号的实时采集和数字化处理。

  3. 集成ROS框架：将采集程序集成到ROS框架中，实现与其他ROS节点的通信和数据交换。ROS提供了一些常用的通信方式，例如消息传递、服务调用等。

  4. 编写控制算法：根据实际需求编写控制算法，例如PID控制器等，利用采集到的传感器数据实现电机的控制。

  5. 调试和测试：进行系统调试和测试，确保系统能够正常工作。

至于具体的项目工程和采集卡推荐，需要根据具体需求和预算来选择。建议参考相关论文、开源项目、技术社区等资源，进行综合评估和比较。

引用chatGPT作答，要实现ROS与多个传感器的实时通信，可以考虑使用ROS的通信机制（如ROS topics或ROS services）将传感器的数据发送到ROS节点，并使用ROS节点进行数据处理和控制。以下是一些实现的步骤：

1.配置传感器与ROS节点之间的通信接口，如使用串口、CAN总线等协议进行通信。可以使用现有的硬件模块（如Arduino、Raspberry Pi等）或专业的采集卡（如NI DAQ卡等）来实现这个步骤。

2.编写ROS节点程序，订阅传感器的数据，并对数据进行处理和控制。

3.将传感器数据通过ROS的通信机制发送到其他ROS节点，如通过ROS topics发布传感器数据，或通过ROS services提供控制接口。

4.在需要控制传感器的时候，使用ROS节点通过通信机制向传感器发送指令，如通过ROS services提供控制接口，或通过串口、CAN总线等协议发送指令。

对于硬件采集卡的选择，可以考虑NI DAQ卡、Advantech的DAQ卡等。这些采集卡通常具有较高的采样率和精度，并且支持多种常见的传感器接口，如模拟输入、数字输入输出、CAN总线等。

不知道你这个问题是否已经解决, 如果还没有解决的话:
  • 以下回答来自chatgpt:

    对于实现ROS与多个传感器的实时通讯，需要先考虑如何连接多个传感器到计算机上。可以选择使用多个采集卡进行连接，比如使用PCIe采集卡或USB采集卡等。采集卡的选择需要根据传感器类型和连接方式进行选择。

    针对连接方式为CAN协议的电机，可以选择使用CAN转USB适配器，将CAN信号转换为USB信号后连接到计算机上。

    接下来就需要编写ROS节点程序，利用ROS进行实时通信。具体步骤如下：

    1.安装ROS：可以选择ROS Melodic版本，根据官方文档进行安装。

    2.安装ROS包：可以选择ROS包中的ros_canopen和ros_canopen_chain等包，用于连接CAN协议的设备，并进行节点通信。

    3.编写ROS节点程序：建立一个ROS节点，用于接收采集卡传感器数据的处理程序。可以利用ROS的消息机制，选择合适的消息格式进行传输。

    4.测试节点：利用ROS提供的工具进行节点测试，确保节点程序的正确性。

    代码示例：

    安装ROS：

    // 添加ROS源并更新
sudo sh -c 'echo "deb http://packages.ros.org/ros/ubuntu $(lsb_release -sc) main" > /etc/apt/sources.list.d/ros-latest.list'
sudo apt-key adv --keyserver 'hkp://keyserver.ubuntu.com:80' --recv-key C1CF6E31E6BADE8868B172B4F42ED6FBAB17C654
sudo apt update

// 安装ROS Melodic
sudo apt install ros-melodic-desktop-full

// 初始化ROS
sudo rosdep init
rosdep update
echo "source /opt/ros/melodic/setup.bash" >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

    安装ROS包：

    // 安装ros_canopen包
sudo apt install ros-melodic-ros-canopen

    编写ROS节点程序：

    // 创建ROS工作空间
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/
catkin_make

// 创建节点程序文件夹及文件
cd src
mkdir my_node
cd my_node
touch my_node.cpp
chmod +x my_node.cpp

// 编写节点程序my_node.cpp
#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/Float32.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    // 初始化ROS
    ros::init(argc, argv, "my_node");
    ros::NodeHandle n;

    // 创建ROS发布者
    ros::Publisher pub = n.advertise<std_msgs::Float32>("sensor_data", 1000);

    // 循环发射数据
    ros::Rate loop_rate(10);
    while (ros::ok())
    {
        std_msgs::Float32 msg;
        msg.data = 1.0;

        pub.publish(msg);

        ros::spinOnce();
        loop_rate.sleep();
    }

    return 0;
}

// 编译节点程序
cd ~/catkin_ws
catkin_make

// 运行节点程序
rosrun my_node my_node

    测试节点：

    // 打开新终端
roscore

// 打开新终端，查看发布的数据
rostopic echo sensor_data

如果你已经解决了该问题, 非常希望你能够分享一下解决方案, 写成博客, 将相关链接放在评论区, 以帮助更多的人 ^-^