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使用方法 ArduSimple RTK接收器并在ROS中获取GPS数据
- 2023-07-06
在本教程中，我们将解释如何使用 ArduSimple RTK接收器用于在ROS中获取精确的定位数据。 我们将指导您完成集成步骤 ArduSimple RTK接收机 到您的 ROS 项目中，让您能够利用准确的力量 全球定位系统 数据。
无论您是机器人爱好者、研究人员还是开发人员，本教程都将为您提供在 ROS 应用程序中访问定位数据的步骤。
如果您是 ROS 新手，我们准备了一个简短的 t帮助开始使用 ROS 的教程 了解ROS的关键术语，选择什么平台和开发环境等更好。
所需的硬件：
- simpleRTK2B 系列接收器 （在本教程中我们使用 simpleRTK2B Budget)
- RTK多频段天线 （在本教程中我们使用 了u-blox GNSS 多频段天线 ANN-MB-00 (IP67))
- USB电缆 与接收器的 USB 端口兼容，用于连接到 PC 或嵌入式平台
- 可访问互联网的计算机或嵌入式平台（我们在本教程中使用 PC）
所需软件：
- Ubuntu 18 或 20（在本教程中我们使用 Ubuntu的20) 本地安装在 PC 上
- ROS（我们使用 ROS Noetic）。
- 您可以按照以下教程安装 ROS：
- 在 Ubuntu 18 中使用 ROS Melodic（检查 ROS Melodic 安装指南)
- 对 Ubuntu 20 使用 ROS Noetic（检查 ROS Noetic 安装指南)
使用方法 ArduSimple RTK接收器并在ROS中获取GPS数据？
首先，在Ubuntu中连接并配置RTK接收器。
ls /dev/tty*
- 你会看到的 “/dev/ttyACM0” 已自动创建。
- 要验证来自您的流 RTK接收机，使用命令：
sudo cat /dev/ttyACM0
- GPS 输入流显示类似于以下内容：
- 媒体 按Ctrl + C 取消查看流。
sudo nano /etc/udev/rules.d/50-ardusimple.rules
- 在规则中输入以下文本：
KERNEL=="ttyACM[0-9]*", ATTRS{idVendor}=="1546", ATTRS{idProduct}=="01a9", SYMLINK="tty_Ardusimple", GROUP="dialout", MODE="0666"
sudo service udev reload
sudo service udev restart
sudo udevadm trigger
ls /dev/
- 现在你可以看到 “tty_ArduSimple= 已经被创造了。
- 为了使用 U-center Ubuntu 中的程序，安装 Wine。它是 Linux 库的集合，使许多 Windows 应用程序能够在 Linux 发行版（Ubuntu 等）上运行。
它不会使 U-center 软件完全兼容，但如果您想检查设备的状态或配置，可以使用它 RTK接收机.
要安装 Wine（安装可能持续 2-3 分钟），请使用以下命令：
sudo apt install wine64 //if Ubuntu is installed natively
sudo apt install wine32 //if you run Ubuntu on a virtual machine
- Wine安装完成后，就可以安装了 U-Center 在 Ubuntu 中，就像在 Windows 中一样。打开 Firefox Web 浏览器并下载 U-Center 程序来自官网： https://www.u-blox.com/en/product/u-center.
- 一旦 u-center 下载后，转到下载文件夹并解压 u-center 在桌面上。
- 开始安装 u-center 软件，输入命令：
cd ~/Desktop/
wine ./u-center_v22.07.exe
- Install 安装 u-center 就像在 Windows 中一样，按照安装步骤进行操作。
- 要创建 COM1 端口，开放 终端 并输入以下命令以建立链接 RTK接收机 在文件夹中 “~/.wine/dosdevice”.
ln -sf /dev/tty_Ardusimple ~/.wine/dosdevices/com1
- 关闭 u-center 如果你把它打开了。打开 u-center.
- 连接到你的 RTK接收机 in u-center 按下 Ctrl + 1键 .
- 您将在左上角看到绿灯，并且来自 RTK 接收器的数据类似于下图。
其次，在ROS中运行RTK接收器。
- 使用工作区创建一个文件夹。 如果没有，可以使用以下命令来制作：
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws
catkin_make
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
- 在 src 中下载并安装 ROS 软件包。 在本教程中，我们将从以下位置下载软件包 https://github.com/KumarRobotics/ublox 这将发布ROS信息。 这适用于 1.1.4 版本。 您可以使用最新版本，但某些步骤可能需要修改。 输入命令：
cd ~/catkin_ws/src
git clone https://github.com/KumarRobotics/ublox
cd ~/catkin_ws
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
- 您将在终端中看到：
#所有必需的 rosdeps 安装成功
- 编译程序使其能够执行。
catkin_make
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
- 当 setup.bash 执行时，我们选择工作工作区并更新 ROS 中的可用程序。
- 为了控制要发布的消息 ArduSimple 您可以修改节点将用于执行与ros通信的yaml（配置文件）。
该节点有多个测试配置文件，您可以通过修改以下目录中的文件来修改该配置文件的值：
cd ~/catkin_ws/src/ublox/ublox_gps/config
- 由于 u-blox 模型内部 Ardusimple 是 zed_f9p，我们修改同名文件。 要打开编辑器，我们可以使用以下命令：
nano zed_f9p.yaml
将设备地址更改为 “/dev/tty_Ardusimple= 以确保它始终到达 RTK 接收机:
device: /dev/tty_Ardusimple
frame_id: gps
uart1:
baudrate: 9600 //Change the baudrate value to the value set in U-Center.
config_on_startup: false
关闭 u-center 因为活性氧和 u-center 不要一起跑。
- 要执行 ROS 节点，请使用位于以下文件夹中的启动器：
cd ~/catkin_ws/src/ublox/ublox_gps/launch
- 要检查它是否已列出，请键入命令：
ls
- ROS 启动文件 简化启动多个节点和配置其参数的过程。 启动文件是一个 XML 文件，描述要执行的节点、它们的参数以及它们之间的连接。 通过使用启动文件，您可以使用单个命令启动多个节点，从而更轻松地管理复杂的机器人系统。 这些文件具有“.launch”扩展名，还有其他文件是具有“.yaml”扩展名的配置文件。
要启动该文件：
roslaunch <name_of_package> <launch_file>
- 将启动我们的程序的文件称为 “ublox_device.launch”.
该文件可以根据需要进行更改。
要启动该程序，请使用以下命令：
roslaunch ublox_gps ublox_device.launch param_file_name:=zed_f9p
- 打开新终端并输入命令：
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
- ROS节点 运行时有唯一的名称。 要查看 ROS 节点名称列表，请在终端中使用以下命令：
rosnode list
- 要获取有关 ROS 节点的信息，例如它们订阅或发布的主题，可以使用以下命令：
rosnode info <name_of_node>
例如，要获取有关“信息/ublox”，使用命令：
rosnode info /ublox
- 显示活动列表 ROS 主题 当前可用并且正在发布或订阅到您的 ROS 系统，请使用该命令。
rostopic list
ROS 主题列表的输出通常会显示主题名称及其消息类型。 此命令对于检查可用主题并验证所需主题是否正在您的 ROS 环境中发布或订阅非常有用。
- 要查看有关谁发布和订阅此消息、消息类型的信息，请使用以下格式的命令：
rostopic info <name_of_topic>
- 例如，接收有关主题的消息类型、发布者和订阅者的信息 “/罗苏特”，执行命令：
rostopic info /rosout
- 接收有关主题的消息类型、发布者和订阅者的信息 /ublox/修复，ex执行命令：
rostopic info /ublox/fix
- 要查看正在发布的信息，请使用以下格式的命令：
rostopic echo <name_of_topic>
为了测试它是否有效，我们可以订阅节点创建的不同主题。
最重要的是 “/GPS/修复” （是WGS64中的数据）和 “/诊断” （向我们提供 GPS 状态信息）。 其他数据可以根据已设置的配置发布 RTK接收机.
例如，观察和监控发布的 GPS 定位数据 “/ublox/修复” 主题（即WGS64中的数据），如纬度、经度、海拔等相关信息，使用以下命令查看数据：
rostopic echo /ublox/fix
要停止查看主题，请按 Ctrl +C。
- 查看正在发布的数据 “/诊断” 提供 GPS 状态信息（例如其他精度），请使用以下命令：
rostopic echo /diagnostics
要停止查看数据，请按 Ctrl +C。
- 如果想将Topic上发布的信息记录在文件中，使用命令：
- 记录正在发布的 GPS 定位数据 “/ublox/修复” 主题，例如纬度、经度、海拔等：
rostopic echo /ublox/fix > gps_fix_data.txt
- 记录有关 GPS 状态的数据 “/诊断”:
rostopic echo /diagnostics > gps_diagnostics.txt
这些命令创建 文件 gps_fix_data.txt 和 GPS_诊断.txt，主题将保存在其中。 要停止录音，请按 按Ctrl + C.
- 要查看文件中记录的信息，请执行：
nano gps_fix_data.txt
nano gps_diagnostics.txt
- ROS 消息 是用于 ROS 节点之间通信的数据结构。 它们定义关于某个主题交换的信息。 消息使用 .msg 文件格式定义。
要查看 ROS 消息类型的列表，请使用以下命令：
rosmsg list
要查看消息的结构，请使用以下格式的命令：
rosmsg show <name_of_message>
- 例如 “sensor_msgs/NavSatFix” 是 ROS 中的一种消息类型，用于表示 GPS（全球定位系统）固定数据，如纬度、经度、高度以及与 GPS 位置相关的其他参数。
查看“的结构Sensor_msgs/NavSatFix” 消息，使用命令：
rosmsg show sensor_msgs/NavSatFix
- 查看活动列表 ROS 服务 它为节点提供了一种发送请求和接收响应的方式，使用以下命令：
rosservice list
- 要调用该服务，请使用以下格式的命令：
rosservice call <name_of_service> <type_srv> <request>
该服务将响应结果。
例如，要获取 u-blox 节点的当前记录器配置（这有助于调试和监控），请使用以下命令：
rosservice info /ublox/get_loggers
如果您想学习本教程，我们有所有产品库存并准备发货：
- simpleRTK2B 系列接收器 （在本教程中我们使用 simpleRTK2B Budget)
- RTK多频段天线 （在本教程中我们使用 u-blox GNSS Multiband antenna ANN-MB-00 (IP67))
- USB电缆
