ROS-raspi

树莓派ROS小车

安装树莓派相关ROS环境

安装ubuntu mate系统

下载ubuntu mate20.04镜像

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制作并烧录到SD卡里

  • 前往树莓派官网下载他的烧录工具

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  • 第一个选择烧录的设备型号（树莓派4B），第二个选择自己下载的ubuntu mate ，第三个选择烧录的位置，选择你的sd卡。随后点击烧录即可

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  • 可以提前配置一下用户名、网络啥的。

进入树莓派ubuntu mate系统

把sd卡插入树莓派，随后插电开机。使用micro HDMI线连上显示器。

进行基本的配置，设置用户名密码、网络连接。

更换清华源，不再赘述。

安装network工具

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sudo apt install net-tools

查看树莓派的ip

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ifconfig

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将树莓派和主机放在同一局域网，测试ping通，在主机终端输入

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ping 10.43.234.55(树莓派ip)

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这样就是ping通了，可以使用远程连接。

树莓派配置远程连接

ssh连接

直接终端连接：

在ubuntu主机里，下载remmina连接工具。

ping通了之后，终端可以直接连，但是使用remmina工具更方便。

终端输入ssh <树莓派用户名>@<树莓派IP地址>

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shh pi@10.43.234.55

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输入树莓派密码后就可以连接上了。

利于remmina：

这是linux下一个软件能储存信息，方便连接：

点击左上角加好，再输入ip 密码啥的就可以连接了。

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利用TigerVNC进行远程桌面连接

先给ubuntu mate换个桌面，自带的mate桌面有点卡。

更换xfce4桌面并卸载自带mate桌面不赘述了（自行搜索）。

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个人IP

校园网环境下：

​ PC有线连接校园网IP：10.43.173.38

​ 树莓派无线连接宿舍校园网IP：10.43.234.55

609wifi环境下:

​ PC有线连接校园网IP：10.43.173.38

​ 树莓派无线连接宿舍校园网IP：10.43.234.55

sync同步文件的使用

基本用法:

  • 路径在左边：意味着将左边同步到右边
  • 路径在右边：同理
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sync <本地路径> <远程连接用户名>@<IP地址>:<远程路径>
# 注意空格，路径写全不要用~

sync同步命令是一次性的，每次输入都很长，很麻烦，编写一个脚本来实现：

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# 树莓派目标目录
REMOTE_DIR=/home/pi/pi_ws/src

echo "==============================="
echo "  选择要同步的树莓派"
echo "==============================="

# 显示菜单
index=1
for name in "${!PI_HOSTS[@]}"; do
    echo "$index. $name  (${PI_HOSTS[$name]})"
    names[$index]=$name
    ((index++))
done

# 用户输入编号
read -p "请输入编号 (1-$((index-1))): " choice

if [[ -z "${names[$choice]}" ]]; then
    echo "无效的编号，退出。"
    exit 1
fi

# 获取选择的名称和IP
SELECTED_NAME=${names[$choice]}
PI_HOST=${PI_HOSTS[$SELECTED_NAME]}

echo ""
echo "		已选择: $SELECTED_NAME ($PI_HOST)"
echo "    本地目录:  $LOCAL_DIR/"
echo "    目标目录:  $PI_USER@$PI_HOST:$REMOTE_DIR/"
echo ""

# 二次确认
read -p "确认执行同步吗？(y/n): " confirm
if [[ "$confirm" != "y" && "$confirm" != "Y" ]]; then
    echo "已取消同步。"
    exit 0
fi

# 检查设备是否在线
ping -c 1 -W 1 "$PI_HOST" &>/dev/null
if [[ $? -ne 0 ]]; then
    echo "无法连接到 $PI_HOST，请检查网络。"
    exit 1
fi

# Rsync 同步
rsync -avz --progress "${LOCAL_DIR}/" "${PI_USER}@${PI_HOST}:${REMOTE_DIR}/"

echo "同步到 $SELECTED_NAME 完成"
# --progress 命令可以中显示文件传输进度条，包括文件大小、已经传输的大小、传输速度和剩余时间
  • -a———>保留文件属性并递归复制目录
  • -v———>显示详细信息
  • -z———>压缩数据，加快传输
  • –progress———>显示每个文件传输进度

ROS与STM32间的通信

完成hello world!

首先，让STM32F407串口发送一个**”hello world!”**

linux下串口工具可以使用xTools：

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cutecom在我的环境下有显示的问题，不使用。

查询串口：

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ls /dev/tty*

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可以通过插拔来查找usb串口通道

linux系统下串口无法使用问题：

  • 没有安装usb转ttl的驱动导致问题
  • 没有给予usb权限

解决方法：

  • 去下载对应芯片的驱动（ch340/ch9102）,linux自带了cp210x的驱动
  • 使用chmod给对应串口通道施加权限，没有权限无法运行。
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chmod 777 <设备通道>
eg:
chmod 777 /dev/ttyUSB0

ros串口发布节点：

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#include "ros/ros.h"
#include "std_msgs/String.h"
#include "serial/serial.h"

serial::Serial ser;
void serial_init() {
    ser.setPort("/dev/ttyUSB0");//串口名称
    ser.setBaudrate(115200);//波特率
    serial::Timeout to = 				  					serial::Timeout::simpleTimeout(100);//等待时间
    ser.setTimeout(to);

    try {
        ser.open();//打开串口
    }
    catch(serial::IOException& e){
        ROS_ERROR_STREAM("Unable to open port.");
    }
    if (ser.isOpen()) {
        ROS_INFO("/dev/ttyCH341USB0 is open");
    }
    else {
        ROS_ERROR("/dev/ttyCH341USB0 open failed.");
    }
}
int main(int argc, char **argv) {
    //ROS初始化
    ros::init(argc, argv, "stm32_Serial_test01");
    ros::NodeHandle nh;
    //创建ROS发布者节点
    ros::Publisher stm32_pub = nh.advertise<std_msgs::String>("stm32_data", 10);
    //串口相关配置
    serial_init();
    ros::Rate loop_rate(10);//设置循环速率
    while(ros::ok())
    {
        //获取缓冲区内的字节数
        size_t n = ser.available();
        if (n != 0)
        {
            //定义一个缓冲区，将数据存放在此
            uint8_t buffer[1024];
            n = ser.read(buffer, n);

            std::string received_data(buffer, buffer + n);  // 将字节转成字符串
            ROS_INFO_STREAM("Received data: " << received_data);
            //将接受到的内容封装为ROS消息，并发布消息出去
            std_msgs::String msg;
            msg.data = received_data;
            stm32_pub.publish(msg);

            if (received_data.find("hello world!") != std::string::npos) {
                ROS_INFO("STM32 sent: hello world!");
            }
        }
        ros::spinOnce();
        loop_rate.sleep();
    }
    ser.close();
    return 0;
}

设置stm32串口发送到上位机后，开启此节点，可以看到成功接收。

编写键盘输入节点实现键盘控制小车移动

键盘输入节点

核心是如何读取键盘输入，然后转换成数据发送话题出去

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// ----------- 函数功能：从终端读取单个按键，不需要按回车 ----------- //
int getch() {
    struct termios oldt, newt;
    int ch;

    // 获取当前终端属性
    tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldt);
    newt = oldt;

    // 关闭规范模式(ICANON)和回显(ECHO)，实现即时单字符读取
    newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);

    // 读取单个字符
    ch = getchar();

    // 恢复终端原设置
    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldt);

    return ch;
}
int main(int argc, char** argv) {
    // 初始化 ROS 节点，节点名为 keyboard_ctrl_pub
    ros::init(argc, argv, "keyboard_control");
    ros::NodeHandle nh;

    // 创建 Publisher，发布主题为 /cmd_vel，消息类型为 geometry_msgs::Twist
    ros::Publisher cmd_pub = nh.advertise<geometry_msgs::Twist>("cmd_vel", 10);

    geometry_msgs::Twist cmd;  // 创建 Twist 消息对象

    std::cout << "\n=== 键盘控制说明 ===\n";
    std::cout << "w: 前进 | s: 后退 | a: 左转 | d: 右转\n";
    std::cout << "空格: 停止 | q: 退出程序\n";
    std::cout << "====================\n";

    // 主循环：持续读取键盘按键
    while (ros::ok()) {
        int c = getch();  // 获取键盘输入

        // 每次先清零速度
        cmd.linear.x = 0.0;
        cmd.angular.z = 0.0;

        // 按键控制逻辑
        if (c == 'w') {
            cmd.linear.x = 0.5;     // 前进，线速度为 0.5 m/s
        } else if (c == 's') {
            cmd.linear.x = -0.5;    // 后退
        } else if (c == 'a') {
            cmd.angular.z = 1.0;    // 左转，角速度正方向
        } else if (c == 'd') {
            cmd.angular.z = -1.0;   // 右转，角速度负方向
        } else if (c == ' ') {
            cmd.linear.x = 0;       // 停止
            cmd.angular.z = 0;
        } else if (c == 'q') {
            // 按 q 退出程序
            std::cout << "退出程序\n";
            break;
        }

        // 发布速度命令
        cmd_pub.publish(cmd);

        // 打印调试信息
        ROS_INFO("发布速度: linear=%.2f m/s, angular=%.2f rad/s", cmd.linear.x, cmd.angular.z);
    }

    return 0;
}

编写了这个控制节点后，成功将数据利用话题的方式发布出去。

通信节点

前面写了键盘并且把