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GPS在ROS中的测试和使用



  • 通过GPS机器人可以获取定位信息。ROS中也提供了GPS的相关驱动包,可以方便的使用GPS的定位信息。下面以蓝鲸GPS模块为例演示如何在ROS中使用GPS传感器。其他的可以通过串口指令发布nmea语句的GPS模块都是通用的。

    蓝鲸GPS模块采用AGPS定位方式,即GPS加手机基站的定位方式。相对于一般的GPS模块具有定位更加迅速和准确的优点。可以在官方淘宝店咨询购买。

    首先在机器人上安装对应的软件包

    安装gpsd

    sudo apt-get install gpsd gpsd-clients
    

    设置模块udev规则

    在机器人上运行

    dmesg --follow
    

    将GPS模块的串口插入机器人USB接口,可以看到终端输出了串口的信息

    [  434.206803] ftdi_sio 2-7.2:1.0: FTDI USB Serial Device converter detected
    [  434.206868] usb 2-7.2: Detected FT232BM
    [  434.207105] usb 2-7.2: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0
    

    记住 2-7.2:1.0这个端口号
    /etc/udev/rules.d/95-persistent-serial.rules文件中添加下面的内容。如果没有这个文件就自己创建一个

    KERNELS=="2-7.2:1.0"         ,SYMLINK+="ttyUSB005", SYMLINK+="bwgps", OWNER="xiaoqiang" ,RUN+="/bin/setserial /dev/ttyUSB005 low_latency"
    

    其中KERNELS之后未刚才的端口号。OWNER设置未自己的用户。修改完成后保存退出,然后执行

    sudo udevadm control --reload
    

    执行完成之后重新插入GPS模块串口,然后就可以在/dev文件夹内看到bwgps和ttyUSB005两个文件。这样就说明之前的修改已经生效了。

    测试GPS数据

    给模块通电,并插好串口模块之后可以开始测试模块是否能够正常输出GPS数据。

    # 根据自己串口号和波特率设置
    screen /dev/bwgps 115200
    

    正常应该可以看到下面的输出。这样就说明GPS模块已经可以正常工作了。

    ff8ba1a5-783b-452c-a72c-4fa5e4bdec29-image.png

    执行下面的指令停止screen指令

    sudo killall screen
    

    设置 gpsd

    # 设置串口波特率,蓝鲸GPS模块的波特率是115200,对于不同的模块根据模块参数设置。
    sudo stty -F /dev/bwgps 115200
    # 启动gpsd
    gpsd -D 5 -n -N -b /dev/bwgps
    

    然后执行

    xgps
    

    4e6d7336-d82e-40a4-98d3-41d93a4ef0a6-image.png

    在空旷地方应该能够看到模块已经追踪的卫星。

    在ROS中使用gps数据

    在ROS中可以使用nmea_navsat_driver解析GPS数据。这个包会发出下面几个话题

    话题 类型 简介
    /fix sensor_msgs/NavSatFix GPS定位信息
    /extend_fix gps_common/GPSFix GPSFix消息包含GPS卫星状态和定位信息
    /time_reference sensor_msgs/TimeReference GPS时间信息
    /vel geometry_msgs/TwistStamped GPS的速度信息

    可以根据自己需求订阅相关信息

    安装

    首先下载安装这个包

    cd [到你的工作空间]/src
    git clone https://github.com/BluewhaleRobot/nmea_navsat_driver
    cd ..
    catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="nmea_navsat_driver"
    

    修改launch文件,蓝鲸GPS模块用户可以不用修改直接使用。

    <launch>
    
      <!-- A simple launch file for the nmea_serial_driver node. -->
    
      <arg name="port" default="/dev/bwgps" />
      <arg name="baud" default="115200" />
      <arg name="frame_id" default="gps" />
      <arg name="time_ref_source" default="gps" />
      <arg name="useRMC" default="false" />
    
      <node name="nmea_serial_driver_node" pkg="nmea_navsat_driver" type="nmea_serial_driver" output="screen">
        <param name="port" value="$(arg port)"/>
        <param name="baud" value="$(arg baud)" />
        <param name="frame_id" value="$(arg frame_id)" />
        <param name="time_ref_source" value="$(arg time_ref_source)" />
        <param name="useRMC" value="$(arg useRMC)" />
      </node>
    </launch>
    

    各个参数的含义都十分明确,根据自己的设备参数进行修改就可以了。

    运行测试

    roslaunch nmea_navsat_driver nmea_serial_driver.launch
    

    正常情况下就可以通过各个topic订阅信息了。注意如果之前运行了gpsd要先把gpsd关闭。

    ad78bd5b-a8a9-45fd-8eb0-9b1a25886f82-image.png

    左侧是extend_fix话题数据。可以通过satellite_visible_prn看到已经看到的卫星编号。注意在开阔环境下才会有比较好的定位效果。


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