ROS和CAN的一些资料

本文介绍了如何在ROS中使用CANopen,详细说明了canopen_motor_node的功能与使用方法,并列举了支持的不同操作模式及对应的ROS接口。同时,还提供了有关CAN消息分析工具DeCANstructor的信息。
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最近需要在ROS中使用CAN,这里简单汇总一下看过的资料,参考文献如下:

1. ROS Control and CAN interface on a custom robot

2. ros_canopen wiki


ros_canopencan_msgs | canopen_402 | canopen_chain_node | canopen_master | canopen_motor_node | socketcan_bridge | socketcan_interface

3. ros_canopen github


这些资料主要讲述在ROS中使用Canopen。这些软件包为ROS内的CANopen设备提供支持。

它可以分为不同的部分:

  • CAN层抽象
  • 带有设备/对象管理的CANopen主站
  • 特定于配置文件的支持,目前仅适用于402配置文件(驱动器和运动控制)
  • ROS界面,通过ros_control进行运动控制



canopen_motor_node为例:

----

controller manager

The node includes a controller_manager instance that can be used to spawn controller_interface compliant controllers. Depending on the motor device different interfaces are support.

For each joint a hardware_interface::JointStateHandle is registered with the position, velocity and effort of the specific drive. The actual value is determined by the conversion functions.

In addition handles for the following command interfaces are available if the given modes are supported by the device:

  • hardware_interface::PositionJointInterface:

    • Profiled Position
    • Interpolated Position
    • Cyclic Synchronous Position
  • hardware_interface::VelocityJointInterface:

    • Velocity
    • Profiled Velocity
    • Cyclic Synchronous Velocity
  • hardware_interface::EffortJointInterface:

    • Profiled Torque
    • Cyclic Synchronous Torque

----

Drive operation modes

All standardized drive modes are implemented, these modes can be substituted in sub classes and others can be added.

The following table lists all supported drive modes and their data objects. The objects used should be mapped to PDOs.

Name

ID

target object

RPDO mapping parameter

comments

Profiled Position

1

607A

0x607a0020

Velocity

2

6042

0x60420010

Profiled Velocity

3

60FF

0x60ff0020

Profiled Torque

4

6071

0x60710010

not yet tested

Interpolated Position

7

60C1sub1

0x60c10120

Cyclic Synchronous Position

8

607A

0x607a0020

not yet tested

Cyclic Synchronous Velocity

9

60FF

0x60ff0020

not yet tested

Cyclic Synchronous Torque

10

7071

0x60710010

not yet tested

The modes can be switched at run-time, the 402 state might be switched in order to switch the mode, if necessary.

Not all devices support all operation modes. The driver limits the set of available modes based on object 6502.


----

namespace canopen
{

class MotorBase : public canopen::Layer {
protected:
    MotorBase(const std::string &name) : Layer(name) {}
public:
    enum OperationMode
    {
        No_Mode = 0,
        Profiled_Position = 1,
        Velocity = 2,
        Profiled_Velocity = 3,
        Profiled_Torque = 4,
        Reserved = 5,
        Homing = 6,
        Interpolated_Position = 7,
        Cyclic_Synchronous_Position = 8,
        Cyclic_Synchronous_Velocity = 9,
        Cyclic_Synchronous_Torque = 10,
    };


    ProfiledPositionMode(boost::shared_ptr<ObjectStorage> storage) : ModeTargetHelper(MotorBase::Profiled_Position) {
        storage->entry(target_position_, 0x607A);

    virtual void registerDefaultModes(boost::shared_ptr<ObjectStorage> storage){
        registerMode<ProfiledPositionMode> (MotorBase::Profiled_Position, storage);
        registerMode<VelocityMode> (MotorBase::Velocity, storage);
        registerMode<ProfiledVelocityMode> (MotorBase::Profiled_Velocity, storage);
        registerMode<ProfiledTorqueMode> (MotorBase::Profiled_Torque, storage);
        registerMode<DefaultHomingMode> (MotorBase::Homing, storage);
        registerMode<InterpolatedPositionMode> (MotorBase::Interpolated_Position, storage);
        registerMode<CyclicSynchronousPositionMode> (MotorBase::Cyclic_Synchronous_Position, storage);
        registerMode<CyclicSynchronousVelocityMode> (MotorBase::Cyclic_Synchronous_Velocity, storage);
        registerMode<CyclicSynchronousTorqueMode> (MotorBase::Cyclic_Synchronous_Torque, storage);
    }


class InterfaceMapping {
    typedef boost::bimap<boost::bimaps::multiset_of<std::string>, boost::bimaps::set_of<canopen::MotorBase::OperationMode>  > bimap_type;
    bimap_type mapping_;
public:
    InterfaceMapping(){
        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::PositionJointInterface" ,canopen::MotorBase::Profiled_Position));
        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::PositionJointInterface" ,canopen::MotorBase::Interpolated_Position));
        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::PositionJointInterface" ,canopen::MotorBase::Cyclic_Synchronous_Position));

        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::VelocityJointInterface" ,canopen::MotorBase::Velocity));
        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::VelocityJointInterface" ,canopen::MotorBase::Profiled_Velocity));
        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::VelocityJointInterface" ,canopen::MotorBase::Cyclic_Synchronous_Velocity));

        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::EffortJointInterface" ,canopen::MotorBase::Profiled_Torque));
        mapping_.insert(bimap_type::value_type("hardware_interface::EffortJointInterface" ,canopen::MotorBase::Cyclic_Synchronous_Torque));
    }
    std::vector<canopen::MotorBase::OperationMode> getInterfaceModes(const std::string &interface){
        std::vector<canopen::MotorBase::OperationMode> modes;
        BOOST_FOREACH(bimap_type::left_reference i, mapping_.left.equal_range(interface)){
            modes.push_back(i.second);
        }
        return modes;
    }
    bool hasConflict(const std::string &interface, canopen::MotorBase::OperationMode mode){
        bimap_type::right_const_iterator it;
        if((it = mapping_.right.find(mode)) != mapping_.right.end()){
            return it->second != interface;
        }
        return false;
    }
  
};


----

具体使用认真参考wiki和源码即可。

补充资料:

This is definitely still a WIP but I feel that it’s useful enough at this stage to make it publicly known. I’ve developed a wxWidgets-based tool for analysis of CAN messages and signals. I call it DeCANstructor and it’s available on Github20. Please feel free to provide any feedback/feature requests/etc. there. In addition to working with SocketCAN through ros_canopen6, it also works with multi-channel and PCIe Kvaser devices through Kvaser’s CANLIB and my company’s kvaser_interface9 (which outputs the same messages as ros_canopen).




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<think>我们正在处理用户关于“ROS创芯CAN使用教程或集成方案”的查询。根据之前的对话历史,用户已经尝试安装ros_canopen模块,并创建了工作空间,下载了源码。现在用户需要教程或集成方案。由于用户提到“创芯CAN”,这很可能指的是创芯公司生产的CAN设备(如CAN卡、CAN分析仪等)。在ROS中集成这类设备通常需要使用相应的驱动程序,而ros_canopen是一个常用的CAN协议栈,但需要针对特定硬件编写或配置驱动程序。步骤:1.确认硬件:创芯CAN设备的具体型号(例如USB转CAN适配器)。2.检查是否有现有的ROS驱动:通常,硬件厂商会提供ROS驱动,或者社区可能有开源驱动。3.如果没有现成驱动,可能需要基于socketcan(Linux内核提供的CAN接口)编写驱动,或者使用ros_canopen提供的框架。根据之前的引用,用户已经下载了ros_canopen的源码。ros_canopen是一个ROSCAN协议栈,它支持多种CAN设备,通常通过socketcan接口与硬件通信。因此,用户需要确保:-Linux内核已启用socketcan(一般Ubuntu默认已安装,但需要加载驱动)-创芯CAN设备在Linux下正常工作(有驱动,并能通过socketcan访问)接下来,我们提供一个大致的集成方案:1.**安装创芯CAN设备的Linux驱动**:根据创芯官方网站的说明,安装对应的驱动。通常,创芯的USB-CAN设备在Linux下需要安装驱动,例如使用`can-isotp`等内核模块。有些设备可能已经支持,比如使用`gs_usb`驱动(常见于基于SocketCAN的设备)。2.**配置socketcan**:加载相应的内核模块,并设置CAN接口。例如:-加载驱动:`sudomodprobecan`,`sudomodprobecan_raw`,`sudomodprobecan_dev`,以及设备特定驱动(如`sudomodprobegs_usb`)。-连接设备后,使用`iplink`命令查看CAN接口(通常为can0)。-设置CAN接口的比特率并启动:`sudoiplinksetcan0typecanbitrate500000triple-samplingon`,然后`sudoiplinksetupcan0`。3.**测试socketcan**:使用`candumpcan0`(安装can-utils)来查看CAN数据,以确认硬件驱动正常工作。4.**使用ros_canopen**:ros_canopen提供了多种节点工具,用于与CAN设备通信。用户需要配置ros_canopen的节点,例如`canopen_master`节点,并编写相应的配置文件(如eds文件)来描述CANopen设备。5.**创建ROS包**:在用户的工作空间中,可以创建一个新的ROS包来集成创芯CAN设备。这个包可以包含启动文件、配置文件以及任何自定义的节点(如果需要)。6.**编写launch文件**:启动ros_canopen的相关节点,并指定CAN接口(如can0)。由于用户已经下载了ros_canopen源码,接下来可以编译工作空间并运行示例。具体步骤:1.编译工作空间:```bashcd~/can_workspacecatkin_makesourcedevel/setup.bash```2.运行测试:ros_canopen提供了示例节点,例如`canopen_master`节点。首先需要配置一个CANopen设备(例如,如果有一个支持CANopen的电机或设备),或者使用虚拟设备测试。3.如果没有实际设备,可以尝试使用虚拟can接口(vcan)进行测试:```bashsudomodprobevcansudoiplinkadddevvcan0typevcansudoiplinksetupvcan0```4.然后,启动ros_canopen的节点,并指定使用vcan0接口。可以创建一个launch文件,例如:```xml<launch><nodename="master"pkg="canopen_master"type="canopen_master"output="screen"><paramname="can_device"type="string"value="vcan0"/></node></launch>```5.运行launch文件:`roslaunchyour_packagetest.launch`针对创芯CAN设备,如果实际设备已经通过socketcancan0)连接,则只需将上述配置中的`vcan0`替换为`can0`。此外,用户可能需要根据具体设备编写EDS(电子数据表)文件,以描述设备的对象字典。由于没有具体的创芯设备型号,以上是一个通用方案。建议用户查阅创芯设备的手册,确认是否支持CANopen协议以及对象字典定义。如果用户需要更详细的教程,可以参考ros_canopen的官方文档:http://wiki.ros.org/ros_canopen生成相关问题:1.如何为创芯CAN设备编写ROS驱动程序?2.在ROS中如何配置CANopen主站?3.如何测试ROS与创芯CAN设备的通信?4.创芯CAN设备在ROS中支持哪些CAN协议?注意:由于用户之前已经下载了ros_canopen,我们假设用户已经完成了基础环境搭建。如果遇到问题,可以进一步询问。</think>### ROS与创芯CAN集成方案 以下是ROS集成创芯CAN设备的完整方案,基于`ros_canopen`协议栈实现: #### 核心步骤 1. **硬件准备** - 创芯CAN设备(如USB-CAN适配器) - 确认Linux内核支持SocketCAN(默认已启用) - 安装设备驱动(创芯提供Linux驱动包) 2. **环境配置** ```bash # 安装CAN工具集 sudo apt-get install can-utils # 加载CAN内核模块 sudo modprobe can sudo modprobe can_raw sudo modprobe vcan # 虚拟CAN接口(可选) ``` 3. **创芯设备初始化** ```bash # 创芯设备通常映射为ttyUSB* sudo ip link set can0 type can bitrate 500000 # 设置波特率 sudo ip link set up can0 # 启用接口 candump can0 # 测试数据接收 ``` 4. **安装ros_canopen**[^1] ```bash cd ~/can_workspace/src git clone https://github.com/ros-industrial/ros_canopen.git cd .. rosdep install --from-paths src --ignore-src -y catkin_make source devel/setup.bash ``` 5. **配置ROS节点** ```xml <!-- can_bridge.launch --> <launch> <node name="canopen_master" pkg="canopen_master" type="canopen_master"> <param name="can_device" value="can0" /> <param name="bus_config" value="$(find your_pkg)/config/bus.yml"/> </node> </launch> ``` 6. **数据收发示例** ```cpp // CAN消息发布 can_msgs::Frame msg; msg.id = 0x123; msg.dlc = 8; std::copy(data.begin(), data.end(), msg.data.begin()); can_pub.publish(msg); // CAN消息订阅 void callback(const can_msgs::Frame::ConstPtr& msg) { ROS_INFO("Received ID: 0x%X Data: %s", msg->id, to_hex(msg->data).c_str()); } ``` #### 关键配置说明 1. **总线配置文件(bus.yml)**: ```yaml master_allocator: 1 nodes: node1: id: 1 eds_pkg: "your_pkg" eds_file: "config/device.eds" ``` 2. **设备描述文件(device.eds)**: - 创芯设备特定的对象字典 - 定义PDO/SDO映射参数 - 需从创芯技术文档获取 #### 调试技巧 ```bash # 实时监控CAN原始数据 rostopic echo /received_messages # SocketCAN诊断 candump -l can0 # 记录CAN数据 cansend can0 123#667788 # 手动发送测试帧 ``` #### 常见问题解决 1. **权限问题**: ```bash sudo usermod -aG dialout $USER # 添加用户到串口组 ``` 2. **驱动加载失败**: - 确认创芯驱动支持当前内核版本 - 检查`dmesg | grep usb`输出 3. **通信超时**: - 检查波特率匹配(创芯设备与ROS配置需一致) - 验证终端电阻(120Ω) > 创芯设备通常兼容标准SocketCAN接口,若遇特殊协议需扩展`ros_canopen`的驱动层。实际部署时建议使用CAN示波器验证物理层信号质量[^1]。
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