ROS导航建图--时间同步问题

1 Network Time Protocol(NTP,网络时间协议)

  NTP用于同步它所有客户端时钟的服务。
  NTP服务器将本地系统的时钟与一个公共的NTP服务器同步然后作为时间主机提供服务,使本地网络的所有客户端能同步时钟。
  对于ROS应用来说,在多机操作中时间的一致在tf或者其他话题时间戳同步上十分重要。在多机通讯建图过程中,如:主机运行激光雷达等传感器,从机运行建图算法(如:gmapping)。若主机与从机的时间不一致,将导致建图过程中的RVIZ不显示激光雷达数据。

2 时间同步设置

2.1 服务器端(假设其ip地址为192.168.1.100) 工控机

(1) 首先安装ntp服务

sudo apt-get install ntp

(2) 查看ntp服务运行情况

 service --status-all

输入上一条指令后,系统返回所有的服务列表 其中服务名前是+号的代表正在运行,-号代表未运行该服务。

(3) 在修改配置文件前,保证ntp服务关闭

sudo service ntp stop

(4) 对配置文件进行更改
  打开要配置的文件 /etc/ntp.conf

sudo gedit /etc/ntp.conf

在末尾添加三行

restrict 192.168.1.100 mask 255.255.255.0 nomodify notrap

// 使得该网段内的机器可以与本机进行同步(本机IP 192.168.1.100)

server 127.127.1.0 // local clock

fudge 127.127.1.0 stratum 10 //使本机的硬件时间和本机的ntp服务进行时间同步

(5) 修改完成后重启ntp服务

sudo service ntp restart

2.2 客户端(树莓派端 192.168.1.115)

  1. 首先安装ntp服务
sudo apt-get install ntp

(2) 查看ntp服务运行情况

 sevice --status-all

输入上一条指令后,系统返回所有的服务列表 其中服务名前是+号的代表正在运行,-号代表未运行该服务。

(3) 在修改配置文件前,保证ntp服务关闭

sudo service ntp stop

(4) 对配置文件进行更改

  打开要配置的文件 /etc/ntp.conf

sudo gedit /etc/ntp.conf

添加一行

server 192.168.1.100 #就是服务端的地址

(5) 用指令进行时间同步

sudo /usr/sbin/ntpdate 192.168.1.100

(6) 为了避免每次时间同步都要输入上述指令,可以在/etc/crontab文件中配置,让树莓派每分钟和笔记本进行一次时间同步。

sudo gedit /etc/crontab

最后一行添加

/usr/sbin/ntpdate 192.168.1.100;/sbin/hwlocal -w
server 192.168.1.100  #就是服务端的地址
fudge 192.168.1.100 stratum 10
sudo /usr/sbin/ntpdate 192.168.1.100
<think>好的,我现在需要帮用户解决如何使用STM32和ROS实现小车通过GMapping进行地问题。首先,用户提到了STM32和ROS,所以我得考虑这两个部分如何协同工作。用户可能已经有了一些硬件基础,比如STM32作为底层控制器,ROS作为上层系统,但需要具体的配置和实现步骤。 首先,我应该回顾一下用户提供的引用内容。引用[1]是关于ROS自主导航小车的项目实践,里面有基础教程链接,可能涉及机器人平台设计,这应该是整体结构的基础。引用[2]提到基于STM32和ROS的差速机器人底层源码,包括STM32如何接收传感器数据、执行控制指令,并ROS通信,这部分对硬件和底层代码很重要。引用[3]讨论了SLAM时的定位漂移问题,这可能传感器校准和算法配置有关,需要特别注意。 接下来,用户的需求是使用GMapping进行,所以需要确保ROS环境中的GMapping包正确安装和配置。GMapping依赖于激光雷达数据、里程计和TF变换,因此必须确保这些数据能够正确从STM32传送到ROS。 首先,硬件部分。STM32需要负责电机控制、编码器读取、IMU数据获取,以及可能的超声波或红外传感器。这些数据需要通过串口或者USB转串口发送到运行ROS的上位机(比如树莓派或笔记本电脑)。可能需要使用ROS的serial包或者自定义串口协议来传输数据。 然后是ROS端的配置。需要创ROS包,编写节点来订阅STM32发布的传感器数据,并将其转换ROS的标准消息格式,比如Odometry消息和LaserScan消息。同时,必须正确设置TF变换,确保base_link到odom和base_link到laser的坐标变换正确,否则GMapping无法正确融合数据。 接下来是GMapping的启动和参数调整。需要配置GMapping的参数文件,调整激光雷达的参数、更新频率、地分辨率等。如果参数设置当,可能导致准确或定位漂移,如引用[3]提到的定位漂移问题,可能需要检查里程计的精度和传感器时间同步。 此外,STM32和ROS之间的通信协议需要稳定可靠。数据包的解析和封装必须正确,避免数据丢失或解析错误。可能需要使用校验和或者重传机制来确保数据的完整性。同时,波特率的设置要足够高,以处理实时数据流。 测试和调试阶段,需要逐步验证每个部分。先确保STM32能够正确发布里程计和IMU数据,再验证激光雷达数据是否正确传输到ROS,接着检查TF树是否正确,最后运行GMapping并观察生成的地是否有漂移或畸变。如果出现问题,可能需要检查传感器校准、时间戳同步,或者调整GMapping的参数如粒子数、扫描匹配参数等。 用户可能需要具体的步骤指导,比如如何安装ROS的serial包,如何编写STM32的通信代码,如何配置launch文件启动GMapping,以及常见问题的解决方法,比如地更新、定位漂移等。同时,引用[3]提到的定位漂移可能由里程计误差累积导致,议融合IMU数据或使用扩展卡尔曼滤波器来优化里程计数据。 最后,生成的相关问题需要考虑用户可能的后续疑问,比如如何优化效果、如何处理通信中的延迟或丢包、如何集成导航功能等,这些都需要在相关问题中列出,帮助用户进一步探索。</think>### STM32ROS小车GMapping实现步骤 #### 一、硬件架构设计 1. **STM32控制器**:负责电机驱动、编码器数据采集、IMU数据处理,并通过串口/UARTROS上位机通信[^2] 2. **传感器配置**: - 激光雷达(如RPLIDAR A1) - 编码器(电机转速测量) - IMU(MPU6050/9250) - 超声波传感器(避障) 3. **通信接口**:USB转TTL模块实现STM32ROS主机的串行通信 #### 二、STM32端开发 ```c // 示例数据发送协议 typedef struct { uint16_t left_encoder; uint16_t right_encoder; float imu_yaw; } __attribute__((packed)) OdomData; void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, const OdomData* data) { uint8_t *p = (uint8_t*)data; for(int i=0; i<sizeof(OdomData); i++) { USART_SendData(USARTx, p[i]); while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET); } } ``` #### 三、ROS端配置 1. **环境搭**: ```bash sudo apt-get install ros-$ROS_DISTRO-slam-gmapping sudo apt-get install ros-$ROS_DISTRO-serial ``` 2. **创ROS包**: ```bash catkin_create_pkg stm32_bridge roscpp rospy std_msgs sensor_msgs tf ``` 3. **串口通信节点**(stm32_bridge.cpp): ```cpp #include <ros/ros.h> #include <serial/serial.h> serial::Serial ser; void callback(const ros::TimerEvent&) { if(ser.available()) { std::string data = ser.read(ser.available()); // 解析数据并发布odom话题 } } int main(int argc, char** argv){ ros::init(argc, argv, "stm32_bridge"); ros::NodeHandle nh; try { ser.setPort("/dev/ttyUSB0"); ser.setBaudrate(115200); serial::Timeout to = serial::Timeout::simpleTimeout(1000); ser.setTimeout(to); ser.open(); } catch (serial::IOException& e) { ROS_ERROR_STREAM("Unable to open port"); return -1; } ros::Timer timer = nh.createTimer(ros::Duration(0.01), callback); ros::spin(); } ``` #### 四、TF树配置 ```xml <!-- launch文件片段 --> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="base_to_laser" args="0.15 0 0.1 0 0 0 base_link laser 100"/> <node pkg="tf" type="static_transform_publisher" name="base_to_imu" args="0 0 0.05 0 0 0 base_link imu 100"/> ``` #### 五、GMapping启动配置 ```xml <launch> <node pkg="gmapping" type="slam_gmapping" name="slam_gmapping"> <param name="delta" value="0.05"/> <param name="xmin" value="-10"/> <param name="ymin" value="-10"/> <param name="xmax" value="10"/> <param name="ymax" value="10"/> <param name="maxUrange" value="6.0"/> <remap from="scan" to="/laser_scan"/> </node> </launch> ``` #### 六、关键问题解决 1. **定位漂移处理**: - 使用IMU数据补偿里程计误差[^3] - 配置合适的粒子数量(议30-50) - 确保激光雷达底盘的TF变换准确 2. **通信优化**: - 使用CRC校验保证数据完整性 - 设置合理的通信频率(议50-100Hz) - 采用二进制协议替代字符串传输
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值