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    《ROS 2多协议传输控制器》使用 micro-ROS 协议+以太网直连方式接入 ROS 系统

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    多协议传输控制器
    noreplay ros2 以太网 系统接入
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    • 小鱼小
      小鱼 技术大佬
      最后由 小鱼 编辑

      《ROS 2多协议传输控制器》使用 micro-ROS 协议+以太网直连方式接入 ROS 系统

      开始前准备：

      硬件：

      1. 传输控制板*1
      2. Type-B电源线*1
      3. 网线*1
      4. 带网口的电脑或者USB网卡*1
      5. 9~28V电源

      软件：

      1. 安装Ubuntu的系统*1
      2. 安装好ROS2 Humble以上版本ROS系统

      1. micro-ROS Agent 和 消息接口下载与构建

      在主目录下创建，ros2_transmission_ws 目录及子目录src（其他目录也可以）

      mkdir  -p ~/ros2_transmission_ws/src

      下载源码

      cd ~/ros2_transmission_ws/src
git clone http://github.fishros.org/https://github.com/fishros/micro-ROS-Agent -b humble
git clone http://github.fishros.org/https://github.com/fishros/robot_interfaces
git clone http://github.fishros.org/https://github.com/micro-ROS/micro_ros_msgs.git -b humble

      构建工作空间

      cd ~/ros2_transmission_ws/
colcon build
---
Starting >>> micro_ros_agent
Starting >>> robot_interfaces                 
Finished <<< robot_interfaces [6.76s]                         
[Processing: micro_ros_agent]                             
--- stderr: micro_ros_agent                                
正克隆到 'xrceagent'...
切换到一个新分支 'ros2'
HEAD 目前位于 c25243c Enable Domain Override on Reference and XML Participant (#351)
CMake Warning (dev) at /usr/share/cmake-3.22/Modules/FindPackageHandleStandardArgs.cmake:438 (message):
  The package name passed to `find_package_handle_standard_args` (tinyxml2)
  does not match the name of the calling package (TinyXML2).  This can lead
  to problems in calling code that expects `find_package` result variables
  (e.g., `_FOUND`) to follow a certain pattern.
Call Stack (most recent call first):
  cmake/modules/FindTinyXML2.cmake:40 (find_package_handle_standard_args)
  /opt/ros/humble/share/fastrtps/cmake/fastrtps-config.cmake:51 (find_package)
  CMakeLists.txt:153 (find_package)
This warning is for project developers.  Use -Wno-dev to suppress it.

---
Finished <<< micro_ros_agent [56.9s]

Summary: 2 packages finished [58.9s]
  1 package had stderr output: micro_ros_agent

      看到：Summary: 2 packages finished [58.9s] 就表示构建成功了，中间的警告请忽略。

      2.完成硬件连接

      这种连接方式的特点是，通过网线将雷达和电脑(控制卡)直连，优点是稳定。

      连接方式：

      电脑<----Type-B|USB线----->控制板USB口
      电脑<----网线----->控制板网口
      电源---->控制板电源口

      3.使用配置助手修改配置

      打开配置助手，扫描配置，确认如下选项的值，若不是，请手动修改。

      配置项 描述 默认值
      transport_mode 传输模式（例如以太网静态IP配置协议） eth_static
      server_ip 服务器的IP地址 192.168.168.5
      eth_ip 设备的以太网IP地址 192.168.168.250
      server_port 服务器的端口号 8888

      传输模式我们这里采用 eth_static ，静态IP模式，并设置控制板的IP地址为 192.168.168.250 ，你也可以自己根据情况设定，但需要保证，服务IP,以太网IP在同一个子网下。

      设置完成后请手动或者点击配置助手的重启设备进行重启。

      4. 设置电脑IP地址

      为了调试方便，我们手动来修改电脑中对应接口的网卡IP地址为配置中的server_ip，在Linux中使用 ifconfig可以临时设置对应网卡的IP地址。（注意只是临时，调试阶段建议使用，正式使用请文末方法）

      使用ifconfig查看所有网卡

      ifconfig 
---
enx4ce173422378: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet6 fe80::915b:c170:f24c:844c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 4c:e1:73:42:23:78  txqueuelen 1000  (以太网)
        RX packets 22  bytes 7392 (7.3 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 136  bytes 15185 (15.1 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10<host>
        loop  txqueuelen 1000  (本地环回)
        RX packets 879222  bytes 758350473 (758.3 MB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 879222  bytes 758350473 (758.3 MB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

      可以看到我这里有一个USB网卡：enx4ce173422378 是以太网（你的可能不是这个名字，请仔细辨别）

      接着我们用ifconfig来设置IP地址，

      sudo ifconfig enx4ce173422378 192.168.168.5 netmask 255.255.255.0

      设置完成后再次查看这个网卡的IP地址。

      ifconfig enx4ce173422378
enx4ce173422378: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.168.5  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.168.255
        inet6 fe80::915b:c170:f24c:844c  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
        ether 4c:e1:73:42:23:78  txqueuelen 1000  (以太网)
        RX packets 8  bytes 2688 (2.6 KB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 38  bytes 6858 (6.8 KB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

      可以看到这里的地址，inet 192.168.168.5 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.168.255， 已经被成功设置了。

      5.运行agent,接收消息

      进入到工作空间，运行agent

      cd ~/ros2_transmission_ws/
source install/setup.bash
ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent  udp4 --port 8888 -v4
---
[1718247114.695455] info     | UDPv4AgentLinux.cpp | init                     | running...             | port: 8888
[1718247114.695599] info     | Root.cpp           | set_verbose_level        | logger setup           | verbose_level: 4
[1718247213.629429] info     | Root.cpp           | create_client            | create                 | client_key: 0x17679F09, session_id: 0x81
[1718247213.629612] info     | SessionManager.hpp | establish_session        | session established    | client_key: 0x17679F09, address: 192.168.168.250:47138
[1718247213.661143] info     | ProxyClient.cpp    | create_participant       | participant created    | client_key: 0x17679F09, participant_id: 0x000(1)
[1718247213.663314] info     | ProxyClient.cpp    | create_topic             | topic created          | client_key: 0x17679F09, topic_id: 0x000(2), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.664917] info     | ProxyClient.cpp    | create_publisher         | publisher created      | client_key: 0x17679F09, publisher_id: 0x000(3), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.666583] info     | ProxyClient.cpp    | create_datawriter        | datawriter created     | client_key: 0x17679F09, datawriter_id: 0x000(5), publisher_id: 0x000(3)
[1718247213.668377] info     | ProxyClient.cpp    | create_topic             | topic created          | client_key: 0x17679F09, topic_id: 0x001(2), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.669829] info     | ProxyClient.cpp    | create_subscriber        | subscriber created     | client_key: 0x17679F09, subscriber_id: 0x000(4), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.671514] info     | ProxyClient.cpp    | create_datareader        | datareader created     | client_key: 0x17679F09, datareader_id: 0x000(6), subscriber_id: 0x000(4)
[1718247213.673291] info     | ProxyClient.cpp    | create_topic             | topic created          | client_key: 0x17679F09, topic_id: 0x002(2), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.674897] info     | ProxyClient.cpp    | create_publisher         | publisher created      | client_key: 0x17679F09, publisher_id: 0x001(3), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.676535] info     | ProxyClient.cpp    | create_datawriter        | datawriter created     | client_key: 0x17679F09, datawriter_id: 0x001(5), publisher_id: 0x001(3)
[1718247213.678195] info     | ProxyClient.cpp    | create_topic             | topic created          | client_key: 0x17679F09, topic_id: 0x003(2), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.679745] info     | ProxyClient.cpp    | create_subscriber        | subscriber created     | client_key: 0x17679F09, subscriber_id: 0x001(4), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.681438] info     | ProxyClient.cpp    | create_datareader        | datareader created     | client_key: 0x17679F09, datareader_id: 0x001(6), subscriber_id: 0x001(4)
[1718247213.683368] info     | ProxyClient.cpp    | create_topic             | topic created          | client_key: 0x17679F09, topic_id: 0x004(2), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.685201] info     | ProxyClient.cpp    | create_publisher         | publisher created      | client_key: 0x17679F09, publisher_id: 0x002(3), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.686799] info     | ProxyClient.cpp    | create_datawriter        | datawriter created     | client_key: 0x17679F09, datawriter_id: 0x002(5), publisher_id: 0x002(3)
[1718247213.688641] info     | ProxyClient.cpp    | create_topic             | topic created          | client_key: 0x17679F09, topic_id: 0x005(2), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.690344] info     | ProxyClient.cpp    | create_subscriber        | subscriber created     | client_key: 0x17679F09, subscriber_id: 0x002(4), participant_id: 0x000(1)
[1718247213.692013] info     | ProxyClient.cpp    | create_datareader        | datareader created     | client_key: 0x17679F09, datareader_id: 0x002(6), subscriber_id: 0x002(4)

      看到上面的日志就表示连接成功了，接着就可以尝试订阅IO状态话题，打开新的终端，输入如下命令：

      cd ~/ros2_transmission_ws/
source install/setup.bash
ros2 topic echo /read_io
---
analog: []
digital:
- 1
- 1
- 1
- 1
---
analog: []
digital:
- 1
- 1
- 1
- 1
---
...

      可以看到这里每帧输出了四个数据，是四个输入IO的状态，这个话题默认以10Hz进行发布，发布频率可以修改。

      使用 ros2 topic list 可以查看控制器节点可以支持的话题。

      话题名称 消息接口 订阅/发布
      /write_485 robot_interfaces/msg/RawUInt8 订阅
      /write_can robot_interfaces/msg/CanFrame 订阅
      /write_io robot_interfaces/msg/WriteIO 订阅
      /read_485 robot_interfaces/msg/RawUInt8 发布
      /read_can robot_interfaces/msg/CanFrame 发布
      /read_io robot_interfaces/msg/ReadIO 发布

      关于每个话题如何使用，可以参考例程篇介绍。

      6. 永久设置静态IP地址

      方法1

      在 Ubuntu/Debian 系统终端中输入如下命令：

      编辑/etc/network/interfaces文件：

      sudo nano /etc/network/interfaces

      添加或修改以下内容：

      auto enx4ce173422378  
iface enx4ce173422378 inet static  
    address 192.168.168.5  
    netmask 255.255.255.0  
    gateway 192.168.168.1

      保存后重启即可永久设置。

      方法2

      1. 查看网络接口名称：
        使用以下命令查看你的网络接口名称：

        ip link

        找到你要设置静态 IP 的接口名称（例如 ens33 或 enx4ce173422378）。

      2. 编辑 netplan 配置文件：
        打开 netplan 配置文件，例如：

        sudo nano /etc/netplan/00-installer-config.yaml

        在 ethernets 部分添加以下内容（根据你的实际情况进行调整）：

      network:
 version: 2
 renderer: networkd
 ethernets:
   enx4ce173422378:
     addresses: [192.168.168.5/24]
     routes:
       - to: 0.0.0.0/0
         via: 192.168.168.1
     nameservers:
       addresses: [8.8.8.8, 8.8.4.4]

      设置文件权限

      sudo chmod 600 /etc/netplan/00-installer-config.yaml

      1. 保存并应用更改：
        保存文件并应用更改：

        sudo netplan apply

      2. 验证设置：
        使用以下命令验证你的设置：

        ip addr show enx4ce173422378
ip route show

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