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我需要一些帮助来解决我在将超声波传感器添加到已经配备了 RPlidar 的机器人（松散地基于 Linorobot）时遇到的问题。硬件/软件：带有 Ubuntu 16.04.6 LTS、ROS 动力学、Teensy、2 Nano 的 Raspi3B。

机器人仅使用激光雷达就可以正常工作，但我需要能够正确检测玻璃和一些反射表面，所以我添加了超声波传感器。硬件和微控制器（rosserial）部分似乎工作正常，我怀疑这是我的错误，可能与命名空间或转换帧有关......或者我可能错过了一些巨大的东西。我检查并重新检查了在线教程、示例和其他与此类似的问题，但我无法确定罪魁祸首。

执行启动文件后，我收到标准消息（与尝试设置超声波传感器之前相同），另外：

[ INFO] [1631195261.554945536]: global_costmap/sonar_layer: ALL as input_sensor_type given
[ INFO] [1631195261.596176257]: RangeSensorLayer: subscribed to topic /ultrasound_front

我想这很好。不幸的是，从那一刻起，我得到了（当然，数字越来越高）：

[ WARN] [1631195265.533631740]: No range readings received for 4.02 seconds, while expected at least every 2.00 seconds.

这是一条传感器消息（来自“rostopic echo /ultrasound_front”）：

----
header: 
  seq: 1124
  stamp: 
    secs: 1631192726
    nsecs: 301432058
  frame_id: "sonar_front"
radiation_type: 0
field_of_view: 0.259999990463
min_range: 0.0
max_range: 100.0
range: 52.0
----

所以，主题发布了，按摩应该没问题...

我的 costmap_common_params.yaml：

map_type: costmap

transform_tolerance: 1

footprint: [[-0.25, -0.25], [-0.25, 0.25], [0.25, 0.25], [0.25, -0.25]]

inflation_layer:
  inflation_radius: 0.28
  cost_scaling_factor: 3

obstacle_layer:
  obstacle_range: 2.5
  raytrace_range: 3.0
  observation_sources: scan
  observation_persistence: 0.0
  scan:
    data_type: LaserScan
    topic: scan
    marking: true
    clearing: true

sonar_layer:
  frame: sonar_front
  topics: ["/ultrasound_front"]
  no_readings_timeout: 2.0
  clear_on_max_reading: true
  clear_threshold: 0.2
  mark_threshold: 0.80

我的 global_costmap_params.yaml：

global_costmap:
  global_frame: /map
  robot_base_frame: /base_footprint
  update_frequency: 1
  publish_frequency: 0.5
  static_map: true
  transform_tolerance: 1
  plugins:
    - {name: static_layer,    type: "costmap_2d::StaticLayer"}
    - {name: sonar_layer,   type: "range_sensor_layer::RangeSensorLayer"}
    - {name: obstacle_layer,  type: "costmap_2d::ObstacleLayer"}
    - {name: inflation_layer, type: "costmap_2d::InflationLayer"}

我的 local_costmap_params.yaml：

local_costmap:
  global_frame: /odom
  robot_base_frame: /base_footprint
  update_frequency: 1
  publish_frequency: 5.0
  static_map: false
  rolling_window: true
  width: 3
  height: 3
  resolution: 0.02
  transform_tolerance: 1
  observation_persistence: 0.0

  plugins:
    - {name: obstacle_layer,  type: "costmap_2d::ObstacleLayer"}
    - {name: sonar_layer, type: "range_sensor_layer::RangeSensorLayer"}
    - {name: inflation_layer, type: "costmap_2d::InflationLayer"}

还有我的准系统 URDF：

<?xml version="1.0"?>
   <robot name="linorobot">

    <link name="base_link">
      <visual>
        <geometry>
          <box size="0.50 0.33 0.09"/>
        </geometry>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0.0 0.00 0.085"/>
        <material name="blue">
          <color rgba="0 0 .8 1"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="perception_deck">
      <visual>
        <geometry>
          <box size="0.18 0.33 0.08"/>
        </geometry>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0.0 0.0 0.17"/>
        <material name="blue">
          <color rgba="0 0 .8 1"/>
        </material>
      </visual>
    </link>


    <link name="wheel_left_front">
      <visual>
        <geometry>
          <cylinder length="0.03" radius="0.06"/>
        </geometry>
        <origin rpy="1.57 0 0" xyz="0.163 0.222 0.03"/>
        <material name="black">
          <color rgba="0 0 0 1"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="wheel_right_front">
      <visual>
        <geometry>
          <cylinder length="0.03" radius="0.06"/>
        </geometry>
        <origin rpy="1.57 0 0" xyz="0.163 -0.222 0.03"/>
        <material name="black">
          <color rgba="0 0 0 1"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="wheel_left_rear">
      <visual>
        <geometry>
          <cylinder length="0.03" radius="0.06"/>
        </geometry>
        <origin rpy="1.57 0 0" xyz="-0.163 0.222 0.03"/>
        <material name="black">
          <color rgba="0 0 0 1"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="wheel_right_rear">
      <visual>
        <geometry>
          <cylinder length="0.03" radius="0.06"/>
        </geometry>
        <origin rpy="1.57 0 0" xyz="-0.163 -0.222 0.03"/>
        <material name="black">
          <color rgba="0 0 0 1"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="laser">
      <visual>
        <geometry>
          <cylinder length="0.065" radius="0.035"/>
        </geometry>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0.0 0.0 0.2825"/>
        <material name="black"/>
      </visual>
    </link>

    <link name="chassis">
      <visual>
        <geometry>
          <box size="0.5 0.5 0.8"/>
        </geometry>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0.0 0.0 0.0"/>
        <material name="silver">
          <color rgba="192 192 192 0.6"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="sonar_front">
      <visual>
       </geometry>
        <origin rpy="1.5708 0.2618 0" xyz="-0.21 0.0 0.235"/>
        <material name="silver">
          <color rgba="192 192 192 0.6"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="sonar_rear">
      <visual>
        <geometry>
          <box size="0.02 0.025 0.07"/>
        </geometry>
        <origin rpy="1.5708 0.2618 3.1416" xyz="0.23 0.0 0.235"/>
        <material name="silver">
          <color rgba="192 192 192 0.6"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="sonar_left">
      <visual>
        <geometry>
          <box size="0.02 0.025 0.07"/>
        </geometry>
        <origin rpy="1.5708 -0.2618 1.5708" xyz="0.0 0.18 0.235"/>
        <material name="silver">
          <color rgba="192 192 192 0.6"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <link name="sonar_right">
      <visual>
        <geometry>
          <box size="0.02 0.025 0.07"/>
        </geometry>
        <origin rpy="1.5708 -0.2618 -1.5708" xyz="0.0 -0.19 0.235"/>
        <material name="silver">
          <color rgba="192 192 192 0.6"/>
        </material>
      </visual>
    </link>

    <joint name="base_to_wheel_left_front" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="wheel_left_front"/>
      <origin xyz="0 0 0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_wheel_right_front" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="wheel_right_front"/>
      <origin xyz="0 0 0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_wheel_left_rear" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="wheel_left_rear"/>
      <origin xyz="0 0 0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_wheel_right_rear" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="wheel_right_rear"/>
      <origin xyz="0 0 0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_laser" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="laser"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_left_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_left"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_right_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_right"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_rear_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_rear"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_front_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_front"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_perception_deck" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
    <joint name="base_to_laser" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="laser"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_left_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_left"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_right_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_right"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_rear_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_rear"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_front_sonar" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="sonar_front"/>
      <origin xyz="0.0 0.0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_perception_deck" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="perception_deck"/>
      <origin xyz="0 0 0.0"/>
    </joint>

    <joint name="base_to_chassis" type="fixed">
      <parent link="base_link"/>
      <child link="chassis"/>
      <origin xyz="0 0 0.44"/>
    </joint>
  </robot>

谢谢！

收到消息后进行编辑
，“rostopic hz /ultrasound_front”给出：

subscribed to [/ultrasound_front]
average rate: 3.494
    min: 0.267s max: 0.305s std dev: 0.01919s window: 3
average rate: 3.384
    min: 0.250s max: 0.353s std dev: 0.03533s window: 6
average rate: 3.362
    min: 0.250s max: 0.353s std dev: 0.02813s window: 9
average rate: 3.352
    min: 0.250s max: 0.353s std dev: 0.02625s window: 13
average rate: 3.349
    min: 0.250s max: 0.353s std dev: 0.02447s window: 16
average rate: 3.344
    min: 0.250s max: 0.353s std dev: 0.02547s window: 20
average rate: 3.341
    min: 0.250s max: 0.353s std dev: 0.02368s window: 23
average rate: 3.256
    min: 0.250s max: 0.490s std dev: 0.04349s window: 26
average rate: 3.336
    min: 0.110s max: 0.490s std dev: 0.05406s window: 30
average rate: 3.335
    min: 0.110s max: 0.490s std dev: 0.05176s window: 33

等等。MCU 代码中的发布间隔为 250ms。

“rostopic echo /ultrasound_front”中的“max_range:1.0”已得到纠正（在原始 MCU 代码中是一个错误），行为没有改变。我修改了上面的输出以反映当前版本。

按摩开始后，“rostopic info /ultrasound_front”给出：（谢谢@BTables！）

Type: sensor_msgs/Range

Publishers: 
 * /rosserial_NANO_sensors (http://192.168.2.54:34525/)

Subscribers: 
 * /move_base (http://192.168.2.54:40149/)
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1 回答 1

0

我终于解决了添加超声波传感器后出现的一些问题。由于错误的性质，以及可能有大量不同的硬件/软件配置，我将把我的发现和一些更一般的信息放在这里，希望对其他人有所帮助：

  • 仔细检查微控制器代码中范围字段中使用的测量单位。例如，我使用和引用的库和示例都以厘米为单位。
    这对 ROS 导航层不利，消息中传递的范围/距离数字应该以米为单位（min_range、max_range、range）。
    然而，微控制器代码可以传递数据，并使用一些内部计算或逻辑，以厘米为单位（如这里'https://www.intorobotics.com/how-to-use-sensor_msgs-range-ros-for-multiple-例如sensors-with-rosserial/'），因此可能需要进行一些更改（还涉及清除成本图背后的逻辑，但这是另一个问题的问题）。
  • 20Hz 的消息速率应该是可以的，它不应该产生丢失的数据消息、同步错误等。但是请注意，这个频率可能需要修改，具体取决于所涉及的硬件。
  • costmap YAML 参数clear_on_max_reading行为取决于您的超声波传感器（或传感器）MCU 代码如何呈现数据。尝试两种设置并检查哪一种更适合您的情况是个好主意。然后，您可以修改 MCU 代码以适应此设置背后的库逻辑（或反过来，修改库）。
  • 验证您的 RVIZ 配置是否包含可视化超声（范围）传感器数据的所有必要信息 ( http://wiki.ros.org/rviz/DisplayTypes/Range )
  • 如果与转换和相关数据相关的某些东西不起作用，URDF 通常会给出明确的消息，一旦真正的问题得到解决，就可以在 Rviz 中看到锥体和轴（如果测量单位不是太小！），因此很容易纠正方向和位置错误。
  • 用于check_urdf验证 URDF 文件 ( http://wiki.ros.org/urdf#Verification ) 的有效性，并urdf_to_graphiz使用更多数据进行可视化表示，这可能会提供有关故障或错误的一些线索 ( http:// wiki.ros.org/urdf#Visualization）。rqt_graph设置enable_statistics为“true”也可以提供有用的线索（http://wiki.ros.org/rqt_graph ）。
于 2021-10-01T14:40:35.867 回答