SLAM+語音機器人DIY系列：（四）差分底盤設計——3.底盤通訊協議

時間 2019-11-10

標籤 slam 語音機器人 diy 系列差分底盤設計通訊協議简体版

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摘要

運動底盤是移動機器人的重要組成部分，不像激光雷達、IMU、麥克風、音響、攝像頭這些通用部件能夠直接買到，很難買到通用的底盤。一方面是由於底盤的尺寸結構和參數是要與具體機器人匹配的；另外一方面是由於底盤包含軟硬件整套解決方案，是不少機器人公司的核心技術，通常不會隨便公開。出於強烈的求知慾與學習熱情，我想本身DIY一整套兩輪差分底盤，而且將完整的設計過程公開出去供你們學習。說幹就幹，本章節主要內容：html

1.stm32主控硬件設計python

2.stm32主控軟件設計nginx

3.底盤通訊協議算法

4.底盤ROS驅動開發django

5.底盤PID控制參數整定ubuntu

6.底盤裏程計標centos

3.底盤通訊協議

對於作純SLAM算法、機器人導航避障、或者別的須要用到移動底盤的應用，其實不須要搞明白底盤的底層硬件原理和軟件實現等繁瑣的細節，只須要根據底盤通訊協議，在上層應用程序中利用串口以收發數據的方式來完成對底盤的操做。也就是說底盤的底層操做細節被封裝到基於串口通訊的API中了。網絡

先來講說ROS社區提供的rosserial庫，rosserial庫是爲了解決單片機與機器人之間的通訊問題，使用rosserial庫能夠實現單片機與機器人之間透明的ROS主題發佈與訂閱通訊。原理其實很簡單，如圖30。架構

（圖30）ROS社區提供的rosserial協議ide

單片機中經過包含rosserial.h頭文件來引用rosserial庫中的數據封裝與數據解析方法，這樣在單片機上能夠直接按照ROS中發佈和訂閱數據的語法來編寫程序，rosserial庫會自動完成封裝和解析；被rosserial庫封裝成串口字節流後能夠在串口數據線上傳輸；在機器人上一樣經過包含rosserial.h頭文件來引用rosserial庫中的數據封裝與數據解析方法，這樣在機器人上直接按照ROS中發佈和訂閱數據的語法來編寫程序，rosserial庫會自動完成封裝和解析。rosserial協議創建了單片機與機器人之間的透明ROS通訊，這個ROS機器人開發這帶來了很大的方便。

可是，rosserial協議雖然好，目前rosserial對不少單片機的支持還不是很好，只對少數型號的單片機（好比Arduino系列單片機）有支持，像應用普遍的stm32單片機就沒有官方rosserial庫的支持；另外一個缺點，rosserial協議比較臃腫，這樣對通訊的資源消耗大而且影響數據實時性。

其實解決rosserial協議這幾個缺點很簡單，咱們借鑑rosserial協議的思想，對rosserial協議中的冗餘進行裁剪，咱們miiboo機器人底盤本身的通訊協議也就應運而生了。miiboo機器人底盤本身的通訊協議，如圖31。

（圖31）miiboo機器人底盤本身的通訊協議

其實很好理解，miiboo機器人底盤本身的通訊協議包含兩個部分：DEBUG-uart1和DATA-uart2。DEBUG-uart1用於stam32與機器人之間傳輸調試打印信息、調試命令；DATA-uart2用於stam32與機器人之間傳輸速度反饋、速度控制。而且DEBUG-uart1和DATA-uart2兩個串口都採用波特率115200進行數據傳輸。下面就針對DEBUG-uart1和DATA-uart2這兩部分的協議進行詳細的講解。