SLAM+语音机器人DIY系列：（四）差分底盘设计——3.底盘通讯协议

时间 2019-11-10

标签 slam 语音机器人 diy 系列差分底盘设计通讯协议繁體版

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摘要

运动底盘是移动机器人的重要组成部分，不像激光雷达、IMU、麦克风、音响、摄像头这些通用部件能够直接买到，很难买到通用的底盘。一方面是由于底盘的尺寸结构和参数是要与具体机器人匹配的；另外一方面是由于底盘包含软硬件整套解决方案，是不少机器人公司的核心技术，通常不会随便公开。出于强烈的求知欲与学习热情，我想本身DIY一整套两轮差分底盘，而且将完整的设计过程公开出去供你们学习。说干就干，本章节主要内容：html

1.stm32主控硬件设计python

2.stm32主控软件设计nginx

3.底盘通讯协议算法

4.底盘ROS驱动开发django

5.底盘PID控制参数整定ubuntu

6.底盘里程计标centos

3.底盘通讯协议

对于作纯SLAM算法、机器人导航避障、或者别的须要用到移动底盘的应用，其实不须要搞明白底盘的底层硬件原理和软件实现等繁琐的细节，只须要根据底盘通讯协议，在上层应用程序中利用串口以收发数据的方式来完成对底盘的操做。也就是说底盘的底层操做细节被封装到基于串口通讯的API中了。网络

先来讲说ROS社区提供的rosserial库，rosserial库是为了解决单片机与机器人之间的通讯问题，使用rosserial库能够实现单片机与机器人之间透明的ROS主题发布与订阅通讯。原理其实很简单，如图30。架构

（图30）ROS社区提供的rosserial协议ide

单片机中经过包含rosserial.h头文件来引用rosserial库中的数据封装与数据解析方法，这样在单片机上能够直接按照ROS中发布和订阅数据的语法来编写程序，rosserial库会自动完成封装和解析；被rosserial库封装成串口字节流后能够在串口数据线上传输；在机器人上一样经过包含rosserial.h头文件来引用rosserial库中的数据封装与数据解析方法，这样在机器人上直接按照ROS中发布和订阅数据的语法来编写程序，rosserial库会自动完成封装和解析。rosserial协议创建了单片机与机器人之间的透明ROS通讯，这个ROS机器人开发这带来了很大的方便。

可是，rosserial协议虽然好，目前rosserial对不少单片机的支持还不是很好，只对少数型号的单片机（好比Arduino系列单片机）有支持，像应用普遍的stm32单片机就没有官方rosserial库的支持；另外一个缺点，rosserial协议比较臃肿，这样对通讯的资源消耗大而且影响数据实时性。

其实解决rosserial协议这几个缺点很简单，咱们借鉴rosserial协议的思想，对rosserial协议中的冗余进行裁剪，咱们miiboo机器人底盘本身的通讯协议也就应运而生了。miiboo机器人底盘本身的通讯协议，如图31。

（图31）miiboo机器人底盘本身的通讯协议

其实很好理解，miiboo机器人底盘本身的通讯协议包含两个部分：DEBUG-uart1和DATA-uart2。DEBUG-uart1用于stam32与机器人之间传输调试打印信息、调试命令；DATA-uart2用于stam32与机器人之间传输速度反馈、速度控制。而且DEBUG-uart1和DATA-uart2两个串口都采用波特率115200进行数据传输。下面就针对DEBUG-uart1和DATA-uart2这两部分的协议进行详细的讲解。