ROS环境下使用`nmea_navsat_driver`通过串口读取GPS数据全流程

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已于 2024-08-08 16:29:08 修改

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分类专栏： ROS 文章标签： chrome linux c++ 信息与通信

于 2024-08-08 16:26:35 首次发布

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ROS环境下使用`nmea_navsat_driver`通过串口读取GPS数据全流程

一.安装配置启动`nmea_navsat_driver`包

要在ROS中安装nmea_navsat_driver包，可以按照以下步骤进行操作：

更新你的包列表：
```
sudo apt-get update
```
安装nmea_navsat_driver包：
```
sudo apt-get install ros-<distro>-nmea-navsat-driver
```
其中<distro>需要替换为你正在使用的ROS发行版名称，比如noetic, melodic, kinetic等。例如，如果你使用的是ROS Noetic，命令将是：
```
sudo apt-get install ros-noetic-nmea-navsat-driver
```
验证安装：

安装完成后，你可以使用rospack命令来验证安装是否成功：
```
rospack find nmea_navsat_driver
```
如果包安装成功，这个命令会返回包的路径。
启动nmea_navsat_driver节点：

安装完成后，你可以通过以下命令启动nmea_navsat_driver节点，假设你使用的是一个典型的USB设备：
1. 启动 ROS 主节点：
  
  在一个新的终端中，运行以下命令以启动 ROS 主节点：
```
roscore
```
  这将启动 ROS 主节点，确保 ROS 网络能够正常工作。
2. 打开串口权限
  1. 临时打开串口权限（暂时选用）
    1. ```
    sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0
    参考网址：http://t.csdnimg.cn/Mce72
```
2. 永久打开串口权限
  1. 添加用户到 dialout 组：
    
    将 username 替换为具体的用户名。
```
  sudo usermod -a -G dialout username
```
  2. 重新启动系统或注销并重新登录：
    - 重新启动系统：
      
      sudo reboot
    - 或者，注销并重新登录。
  3. 验证用户组：
    
    将 username 替换为具体的用户名。
```
  groups username
```
  4. 测试设备权限：
```
  ls -l /dev/ttyUSB*
```
  通过这些步骤，你应该能够成功地将特定用户添加到 dialout 组，并确保对USB串口设备的访问权限。
  
  你应该看到设备的权限设置为 crw-rw----，并且设备属于 dialout 组。例如：
```
  crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 Aug  8 12:34 /dev/ttyUSB0
```
运行 nmea_navsat_driver 节点：

在另一个终端中，运行你的 nmea_navsat_driver 节点：
```
rosrun nmea_navsat_driver nmea_serial_driver _port:=/dev/ttyUSB0 _baud:=4800
```
（配置的时候暂未使用2024.8.8）：

确保在运行这两个命令时使用的是相同的 ROS 工作空间，并且环境变量已正确配置。如果你使用的是不同的终端，请确保每个终端都已执行以下命令以配置 ROS 环境：
```
source /opt/ros/noetic/setup.bash
```
如果你在自己的工作空间中还有其他的包，请确保你也源了工作空间的 setup.bash 文件，例如：
```
source ~/catkin_ws/devel/setup.bash
```
这样做可以确保所有的 ROS 环境变量都已正确设置，并且能够正确找到所需的 ROS 包。

其中/dev/ttyUSB0是你的设备路径，4800是你的波特率。根据你的设备情况调整这些参数。

查看串口：

1.设备路径可以通过串口助手 cutecom进行查看:

下载：sudo apt-get install cutecom

打开：sudo cutecom

网址：https://blog.youkuaiyun.com/Tansir94/article/details/81357612

2.通过指令查看 USB 串口信息：ls -l /dev/ttyUSB*
配置和使用(第五步运行完就可以测试出串口可用，需要进一步配置的话就选用第六步)：

通过构建launch文件，然后在imu_gps_localization节点的 launch文件中包含，然后就可以调用解析函数进行话题发布，用于后续的调用。

你还可以通过配置文件或命令行参数来调整nmea_navsat_driver的行为。以下是一个启动文件示例，可以帮助你更方便地管理参数：
```

<launch>
  <node pkg="nmea_navsat_driver" type="nmea_serial_driver" name="nmea_serial_driver">
    <param name="port" value="/dev/ttyUSB0" />
    <param name="baud" value="4800" />
  </node>
</launch>
```
然后，你可以通过以下命令启动：
```
roslaunch nmea_navsat_driver nmea_navsat_driver.launch
```

通过这些步骤，你应该能够成功安装并启动nmea_navsat_driver包。

2.确认要确认节点是否正在正常工作`nmea_navsat_driver`

运行 rosrun nmea_navsat_driver nmea_serial_driver _port:=/dev/ttyUSB0 _baud:=4800 后，光标可能会不动，因为该节点正在正常运行并持续读取串口数据，没有任何错误输出。在这种情况下，节点会保持运行状态并且不会返回到命令行提示符。

要确认节点是否正在正常工作，你可以采取以下步骤：

1. 检查 ROS 节点和话题

打开一个新的终端并检查 ROS 节点和话题：

检查节点是否在运行：
```
rosnode list
```
你应该看到类似以下输出，表示 nmea_serial_driver 节点正在运行：
```
/nmea_serial_driver
/rosout
```
检查发布的话题：
```
rostopic list
```
你应该看到 /fix 和 /vel 话题：
```
/fix
/rosout
/rosout_agg
/vel
```

2. 查看话题数据

使用 rostopic echo 命令查看发布的话题数据，确保节点确实在发布数据：

查看 /fix 话题数据：
```
rostopic echo /fix
```
查看 /vel 话题数据：
```
rostopic echo /vel
```

如果节点正在正常工作，你应该会看到相关话题的输出数据。

3. 检查日志信息

打开一个新的终端并检查 ROS 日志信息，以查看是否有任何错误或警告：

rosconsole echo roscpp

或者直接查看日志文件：

roscd log
less latest/rosout.log

4. 验证设备连接

确保串口设备已正确连接，并且正在发送数据。你可以使用串口调试工具（如 minicom 或 screen）来检查设备是否正常工作：

安装 minicom：
```
sudo apt-get install minicom
```
使用 minicom 检查设备：
```
sudo minicom -D /dev/ttyUSB0 -b 4800
```

这将打开一个串口通信会话，允许你直接查看设备发送的数据。

5. 终止节点

如果你想停止 nmea_navsat_driver 节点，可以在运行该节点的终端中按 Ctrl+C。这将终止节点，并将你带回到命令行提示符。

通过这些步骤，你应该能够确认 nmea_navsat_driver 节点是否在正常工作，并排除任何潜在问题。

3.通过串口从另一台电脑发送GPS数据给装有ROS的电脑进行测试

为了通过串口从另一台电脑发送GPS数据给装有ROS的电脑进行测试，

需要发送标准的NMEA 0183格式的GPS数据。常见的NMEA 0183句子包括GPGGA、GPRMC等。以下是一些示例：

示例NMEA 0183句子

GPGGA (Global Positioning System Fix Data)

$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47

GPRMC (Recommended Minimum Specific GPS/Transit Data)

$GPRMC,235947,A,5534.433,N,03739.612,E,0.022,158.77,191194,003.1,W*70

数据字段说明

GPGGA

$GPGGA：GGA句子的起始标记。
123519：UTC时间，格式为HHMMSS（小时、分钟、秒）。
4807.038：纬度，格式为DDMM.MMM（度、分，小数分）。
N：北纬（南纬用S）。
01131.000：经度，格式为DDDMM.MMM（度、分，小数分）。
E：东经（西经用W）。
1：定位状态，1 = 单点定位，2 = 差分定位，0 = 无效。
08：使用的卫星数量。
0.9：水平精度因子（HDOP）。
545.4：海拔高度，单位为米。
M：海拔单位（米）。
46.9：大地水准面高度。
M：大地水准面高度单位（米）。
*47：校验和。

GPRMC

$GPRMC：RMC句子的起始标记。
235947：UTC时间，格式为HHMMSS（小时、分钟、秒）。
A：定位状态，A = 有效定位，V = 无效定位。
5534.433：纬度，格式为DDMM.MMM（度、分，小数分）。
N：北纬（南纬用S）。
03739.612：经度，格式为DDDMM.MMM（度、分，小数分）。
E：东经（西经用W）。
0.022：地面速率，单位为节。
158.77：航向，单位为度。
191194：日期，格式为DDMMYY（天、月、年）。
003.1：磁偏角，单位为度。
W：磁偏角方向，西偏（东偏用E）。
*70：校验和。

发送数据

使用串口工具发送数据

可以使用工具如 sscom从一台电脑发送数据到串口设备。,发送内容：
```
$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47
```
确保修改脚本中的串口路径 /dev/ttyUSB0 和波特率 4800，以匹配你的设置。
ROS电脑上运行 nmea_navsat_driver

在装有ROS的电脑上，确保已经运行了 nmea_navsat_driver 节点：
```
rosrun nmea_navsat_driver nmea_serial_driver _port:=/dev/ttyUSB0 _baud:=4800
```

验证数据接收

使用 rostopic echo /fix 来查看是否正确接收到GPS数据：

rostopic echo /fix

你应该看到类似于以下的输出：

header: 
  seq: 0
  stamp: 
    secs: 0
    nsecs: 0
  frame_id: ''
status: 
  status: 0
  service: 1
latitude: 48.1173
longitude: 11.5167
altitude: 545.4
position_covariance: [0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0]
position_covariance_type: 0

通过这些步骤，你应该能够通过串口成功发送和接收GPS数据。

ROS环境下使用`nmea_navsat_driver`通过串口读取GPS数据全流程

ROS环境下使用nmea_navsat_driver通过串口读取GPS数据全流程

一.安装配置启动nmea_navsat_driver包

2.确认要确认节点是否正在正常工作nmea_navsat_driver

1. 检查 ROS 节点和话题

2. 查看话题数据

3. 检查日志信息

4. 验证设备连接

5. 终止节点

3.通过串口从另一台电脑发送GPS数据给装有ROS的电脑进行测试

示例NMEA 0183句子

数据字段说明

GPGGA

GPRMC

发送数据

ROS环境下使用`nmea_navsat_driver`通过串口读取GPS数据全流程

一.安装配置启动`nmea_navsat_driver`包

2.确认要确认节点是否正在正常工作`nmea_navsat_driver`