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ROS与STM32是用串口进行通信的，主要有两种方式，一是将STM32作为一个节点，二是制作一个上位机节点,负责与STM32进行串口通信．第一种方式需要专门的硬件，所以我选择第二种方式

本文将实现在ROS上制作上位机节点接收来自STM32发送的IMU数据，并将接收到的数据作为话题进行发布．由于发送的数据均为float型数据，而串口只支持发送字节型的数据，所以实现两者通信的关键就是float与字节数据的相互转换．目前我知道两种将float拆分成字节数组的方式

1. 将float数据强制转换成int整型，再将int整型拆分成字节数组
2. 使用联合体将float型数据拆分成字节数组

第一种方式会导致部分精度的损失，所以本文将使用第二种方式，具体做法如下：

typedef union{
   	float data;	uint8_t data8[4];}data_u;

这个联合体中有两个成员，一个是32位的float数据data，另一个同样是占据了32位字长的字节数组data8，根据联合体的性质，这两个成员所在的内存位置是一样的，也就是说，改变其中任何一个成员的值，另一个也会被改变．利用这个性质，我们就可以实现float与字节数据的互换．

运行环境

• 软件环境：Ubuntu18.04 / ROS melodic / VScode / Keil 5
• 硬件环境：普通PC / STM32F401 Nucleo

STM32端

使用联合体的方式将float型数据拆分成字节数组，数据的传输协议如下，此外还可以在后面加上纠错码

部分串口通信程序如下

// 联合体typedef union{
   	float data;	uint8_t data8[4];} data_u;void DataTrans(void){
   	uint8_t _cnt = 0;	data_u _temp; // 声明一个联合体实例，使用它将待发送数据转换为字节数组	uint8_t data_to_send[100]; // 待发送的字节数组		data_to_send[_cnt++]=0xAA;	data_to_send[_cnt++]=0xBB;			// 将要发送的数据赋值给联合体的float成员	// 相应的就能更改字节数组成员的值	_temp.data = imu_data.yaw;	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[0];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[1];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[2];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[3]; // 最高位		_temp.data = imu_data.pit;	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[0];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[1];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[2];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[3]; // 最高位		_temp.data = imu_data.rol;	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[0];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[1];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[2];	data_to_send[_cnt++]=_temp.data8[3]; // 最高位	    // 串口发送	HAL_UART_Transmit(&hlpuart1, data_to_send, _cnt, 0xFFFF); }

ROS端

ROS端主要实现串口数据的接收，并作为消息进行发布

首先ROS中需要安装串口开发的package，使用以下命令安装，API说明见于

sudo apt-get install ros-melodic-serial

然后安装Linux的串口调试助手cutecom，然后打开这个调试助手，查看STM32所连接的端口

sudo apt-get install cutecomsudo cutecom

新建一个package，命名为serial_node，相关的ROS环境配置见

由于要发布接收到的imu数据，所以我们需要新建一个msg文件，命名为my_msg.msg，操作方式见，文件内容如下

float32 rollfloat32 pitchfloat32 yaw

接下来在serial_node/src下新建一个serial_node.cpp文件，内容如下

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      using namespace std;#include "ros/ros.h"#include "std_msgs/String.h"#include "serial/serial.h"#include "serial_node/my_msg.h"#define sBUFFER_SIZE 1024#define rBUFFER_SIZE 1024unsigned char s_buffer[sBUFFER_SIZE];unsigned char r_buffer[rBUFFER_SIZE];serial::Serial ser;typedef union{
   	float data;	unsigned char data8[4];} data_u;data_u pitch;data_u roll;data_u yaw;int main(int argc, char** argv){
   	ros::init(argc, argv, "serial_node");	ros::NodeHandle nh;	// 打开串口	try	{
   		ser.setPort("/dev/ttyACM0");　// 这个端口号就是之前用cutecom看到的端口名称		ser.setBaudrate(115200);		serial::Timeout to = serial::Timeout::simpleTimeout(1000);		ser.setTimeout(to);		ser.open();	}	catch(serial::IOException &e)	{
   		ROS_INFO_STREAM("Failed to open port ");		return -1;	}	ROS_INFO_STREAM("Succeed to open port" );	int cnt = 0;	ros::Rate loop_rate(500);	ros::Publisher imu_pub = nh.advertise
      
       ("imu", 1000);	while(ros::ok())	{
   		serial_node::my_msg msg;		if(ser.available())		{
   			// 读取串口数据			size_t bytes_read = ser.read(r_buffer, ser.available());			// 使用状态机处理读取到的数据，通信协议与STM32端一致			int state = 0;			unsigned char buffer[12] = {
   0};			for(int i = 0; i < bytes_read && i < rBUFFER_SIZE; i++)			{
   				if(state == 0 && r_buffer[i] == 0xAA)				{
   					state++;				}				else if(state == 1 && r_buffer[i] == 0xBB)				{
   					state++;				}				else if(state >= 2 && state < 14)				{
   					buffer[state-2]=r_buffer[i];					state ++;					if(state == 14)					{
   						for(int k = 0; k < 4; k++)						{
   							roll.data8[k] = buffer[k];							pitch.data8[k] = buffer[4 + k];							yaw.data8[k] = buffer[8 + k];						}												ROS_INFO("%f, %f, %f, %d", roll.data, pitch.data, yaw.data, cnt);						state = 0;					}				}				else state = 0;			}		}		// 发布接收到的imu数据		msg.roll = roll.data;		msg.pitch = pitch.data;		msg.yaw = yaw.data;		imu_pub.publish(msg);		// ros::spinOnce();		loop_rate.sleep();		cnt++;	}	// 关闭串口	ser.close();	return 0;}
      
     
    
   

测试

运行编译生成的节点

source ./devel/setup.bashrosrun serial_node serial_node

运行时如果提示串口打开失败，有两种原因，一是串口号不对，使用dmesg | grep ttyS*列出检测到的串口号，逐个测试；二是没有操作权限，使用sudo chmod 666 /dev/ttyACM0即可解决，也可以使用sudo usermod -aG dialout 用户名来获得永久权限，用户名可使用whoami查看

结果如下：

rostopic list

可以看到/imu话题

source ./devel/setup.bashrostopic echo /imu

第一句命令必须执行，不然会报错：

ERROR: Cannot load message class for [serial_node/my_msg]. Are your messages built?

参考

转载地址：http://cmvgn.baihongyu.com/