七、ROS-CAN通信

1. 测试官方样例
2. 移植到ROS

1. 测试官方样例

我这里用的是CANalyst-II分析仪(创芯科技) Linux版
我的系统是：Ubuntu18.04.6 LTS
我的ROS版本：melodic

这个CAN设备是不用装驱动的，直接在终端输入lsusb就能查到CAN设备ID：04d8:0053 Microchip Technology, Inc.

lsusb

官方提供的Linux资料包里面就有二次开发样例
最重要的是libcontrolcan.so是动态链接库，调用库中的函数需要用到controlcan.h

将这4个文件复制到一个不含中文路径的目录下，我这里是复制到can_test这个文件夹里

修改main.cpp的内容：读取CAN1通道的数据（遥控器发给CAN1），并打印到终端

//功能：接收从CAN1发送过来的数据，并打印到终端#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include "controlcan.h"#include <ctime>
#include <cstdlib>
#include "unistd.h"main()
{printf(">>this is mytestdemo !\r\n");//指示程序已运行if(VCI_OpenDevice(VCI_USBCAN2,0,0)==1)//打开设备{printf(">>open deivce success!\n");//打开设备成功}else{printf(">>open deivce error!\n");exit(1);}//配置CANVCI_INIT_CONFIG config; config.AccCode = 0x80000000;config.AccMask = 0xFFFFFFFF;config.Filter = 2;   //只接收标准帧config.Timing0 = 0x01; config.Timing1 = 0x1C; //波特率定为250kps  0x01 0x1Cconfig.Mode = 0; //正常模式        //初始化CAN1:VCI_InitCAN(设备类型、设备索引、CAN通道索引、CAN配置参数)if(VCI_InitCAN(VCI_USBCAN2,0,0,&config)!=1){printf(">>Init CAN1 error\n");VCI_CloseDevice(VCI_USBCAN2,0);}if(VCI_StartCAN(VCI_USBCAN2,0,0)!=1){printf(">>Start CAN1 error\n");VCI_CloseDevice(VCI_USBCAN2,0);}//初始化用来接收的数据帧，帧结构体数组的长度设置为50VCI_CAN_OBJ rec[50];int reclen=0;int i,j;while(1){//VCI_InitCAN(设备类型、设备索引、CAN通道索引0就是CAN1、接收数组的首指针rec、接收数组的长度50、保留参数)    if((reclen = VCI_Receive(VCI_USBCAN2,0,0,rec,50,200)) >= 0)//调用接收函数，如果有数据，则进行处理{for(i=0; i<reclen; i++){//打印数据printf("data:0x"); for( j= 0; j < rec[i].DataLen; j++ ){printf(" %02X", rec[i].Data[j]); //%02X表示用2个位置数据一个16进制数}printf("\n");}}}
}

然后将libcontrolcan.so动态链接库的绝对路径添加到Makefile中
就可以将这个main.cpp编译成可执行文件test2333，可执行文件名可以自定义

all:g++ -o test2333 main.cpp /home/yao/My_Ros_WorkSpace/can_test/libcontrolcan.so  -lpthread clean:rm -f *.o

最后在终端中编译和执行即可

lsusb
cd /home/yao/My_Ros_WorkSpace/can_test
rm test2333
make clean && make
sudo ./test2333

遥控器↑：02 01 00 00 00 00 00 00
遥控器↓：02 02 00 00 00 00 00 00
遥控器←：02 04 00 00 00 00 00 00
遥控器→：02 08 00 00 00 00 00 00

OK，到这里说明我们的设备和程序都是可以正常工作的，没有问题！

特别注意：CAN1口旁边的2个120Ω上拉电阻，必须保证至少一个是拨到ON档
否则没办法接收CAN1口发送过来的数据

2. 移植到ROS

接下来，将这部分代码移植到ROS系统下

首先创建工作空间
用VScode打开工作空间，需要进行配置：看我前面的文章

cd ~/My_Ros_WorkSpace
mkdir can_workspace
cd  can_workspace
mkdir src
cd src
catkin_init_workspace
cd ..
catkin_make
catkin_make install
code .

然后创建功能包
选中src，右键Create Catkin Package
录入功能包名字"can_pkg"，回车
录入依赖"roscpp rospy std_msgs"，再回车
创建节点：读取CAN1的数据
选中can_pkg→src，右键新建一个发布者的实现代码mycan_pub.cpp
修改 .vscode/c_cpp_properties.json，设置 "cppStandard"为 “c++17”并保存，否则会报错

重中之重：
因为要用到libcontrolcan.so和controlcan.h，所以要将这两个文件添加到这个工作空间下

controlcan.h：

先放到can_workspace/src/can_pkg/include/can_pkg目录下
然后配置includePath路径，在c_cpp_properties.json文件中添加controlcan.h所在的绝对路径 “/home/yao/My_Ros_WorkSpace/can_workspace/src/can_pkg/include/**”
然后就可以在mycan_pub.cpp中调用这个头文件了，注意引用头文件的写法，需要将头文件的相对路径加进来，否则会报错，应该这样写：#include “can_pkg/controlcan.h”
这样就可以调用controlcan.h中声明的函数编写代码了：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>#include "can_pkg/controlcan.h"using namespace std; //声明命名空间int main(int argc, char** argv)
{//初始化，节点名为can_publisherros::init(argc, argv,"can_publisher");if(VCI_OpenDevice(VCI_USBCAN2,0,0)==1)//打开设备{ROS_INFO_STREAM(">>open deivce success!");//打开设备成功}else{ROS_INFO_STREAM(">>open deivce error!");//打开设备成功exit(1);}//配置CANVCI_INIT_CONFIG config; config.AccCode = 0x80000000;config.AccMask = 0xFFFFFFFF;config.Filter = 2;   //只接收标准帧config.Timing0 = 0x01; config.Timing1 = 0x1C; //波特率定为250kps  0x01 0x1Cconfig.Mode = 0; //正常模式      //初始化CAN1:VCI_InitCAN(设备类型、设备索引、CAN通道索引、CAN配置参数)if(VCI_InitCAN(VCI_USBCAN2,0,0,&config)!=1){ROS_INFO_STREAM(">>Init CAN1 error");VCI_CloseDevice(VCI_USBCAN2,0);}if(VCI_StartCAN(VCI_USBCAN2,0,0)!=1){ROS_INFO_STREAM(">>Start CAN1 error");VCI_CloseDevice(VCI_USBCAN2,0);}//初始化用来接收的数据帧，帧结构体数组的长度设置为50VCI_CAN_OBJ rec[50];int reclen=0;int i,j;while(1){//VCI_InitCAN(设备类型、设备索引、CAN通道索引0就是CAN1、接收数组的首指针rec、接收数组的长度50、保留参数)  if((reclen = VCI_Receive(VCI_USBCAN2,0,0,rec,50,200)) >= 0)//调用接收函数，如果有数据，则进行处理{//顺便将接收到的数据打印到终端for(i=0; i < reclen; i++){printf("data:0x");for( j= 0; j < rec[i].DataLen; j++ ){printf(" %02X", rec[i].Data[j]); //%02X表示用2个位置数据一个16进制数}printf("\n");}}}return 0;
}

libcontrolcan.so：

在功能包can_pkg目录下创建一个lib文件夹
将libcontrolcan.so复制到刚刚新建的lib文件夹下面

配置CMakeLists.txt

解除#include的注释：可以让编译器去include下找到can_pkg/controlcan.h

## 解除#include的注释：去找头文件
include_directories(
include${catkin_INCLUDE_DIRS}
)

指定动态链接库libcontrolcan.so的访问路径

## 手动添加link_directories()：指定动态链接库的访问路径为功能包can_pkg下的lib
link_directories(lib${catkin_LIB_DIRS}
)

最后就是指定生成可执行文件和链接库

# 生成可执行文件
add_executable(mycan_pub src/mycan_pub.cpp)
# 链接库
target_link_libraries(mycan_pub  ${catkin_LIBRARIES}controlcan #链接动态链接库libcontrolcan.so，但是要注意这里写的时候仅保留创建时所用到的名称，所以要去掉前缀lib和后缀.so)

编译执行
Ctrl + S保存，Ctrl + Shift +B编译

终端1

roscore

终端2

source devel/setup.bash
rosrun can_pkg mycan_pub

报错：error setting config #1: could not set config 1: Operation not permitted
原因：这是因为Linux系统下将涉及到usb底层驱动的调用，运行时，一定要加sudo获取权限运行，否则USB
设备没有权限操作，比如之前运行那个用gcc编译的可执行文件test2333时，我也是加了sudo的

sudo ./test2333

但是用rosrun can_pkg mycan_pub启动节点的时候，貌似没办法加sudo，所以需要配置USB权限：

方法一：

创建一个新的 udev 规则，名称取为：99-myusb.rules
注意：数字 99 最好不要改动,否则可能设置失败，而且要加 sudo

sudo vi /etc/udev/rules.d/99-myusb.rules

把以下两行代码复制到新建的 99-myusb.rules 文件中
注意：按键盘上 Insert 键切换到“代替”输入模式，然后粘贴

##
ACTION=="add",SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{idVendor}=="04d8", ATTRS{idProduct}=="0053",
GROUP="users", MODE="0777"

按一次“Esc”键
直接输入“:wq”回车，即保存退出
插拔一下 USBCAN 设备或重启一下电脑
就可以不加 sudo 权限运行程序了，或者ROS下用rosrun启动节点也不会报错了

方法二：

cd /etc/udev/rules.d
sudo touch 99-myusb.rules
sudo gedit 99-myusb.rules
## 将下面这两句代码复制到文件中
ACTION=="add",SUBSYSTEMS=="usb", ATTRS{idVendor}=="04d8", ATTRS{idProduct}=="0053",
GROUP="users", MODE="0777"
## 重启电脑即可生效

升级节点：读取完CAN1的数据，根据遥控器发过来的数据，将控制指令输出到CAN2，以便后续的控制操作

硬件连接：CANalyst-II的CAN1连接遥控器、CAN2可以再外接一个CANalyst-II并连到Windows系统，这样就可以将CAN2输出的控制指令在Windows系统上的USB_CAN TOOL调试软件上显示出来。注意：所有CAN口的上拉电阻都需要拨到ON档
代码如下：

#include <ros/ros.h>
#include <std_msgs/String.h>#include "can_pkg/controlcan.h"using namespace std; //声明命名空间//初始化启动CAN1并启动
bool Init_CAN1(int nDeviceType, int nDeviceInd, int nCANInd, VCI_INIT_CONFIG config) {VCI_ResetCAN(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd);if (VCI_InitCAN(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd, &config) != 1){VCI_CloseDevice(nDeviceType, nDeviceInd);ROS_INFO_STREAM(">>Init CAN1 error");return(0);}VCI_ClearBuffer(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd);if (VCI_StartCAN(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd) != 1){VCI_CloseDevice(nDeviceType, nDeviceInd);ROS_INFO_STREAM(">>Start CAN1 error");return(0);}else{ROS_INFO_STREAM(">>Start CAN1 success");return(1);}
}//初始化启动CAN2并启动
bool Init_CAN2(int nDeviceType, int nDeviceInd, int nCANInd, VCI_INIT_CONFIG config) {VCI_ResetCAN(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd);if (VCI_InitCAN(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd, &config) != 1){VCI_CloseDevice(nDeviceType, nDeviceInd);ROS_INFO_STREAM(">>Init CAN2 error");return(0);}VCI_ClearBuffer(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd);if (VCI_StartCAN(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd) != 1){VCI_CloseDevice(nDeviceType, nDeviceInd);ROS_INFO_STREAM(">>Start CAN2 error");return(0);}else{ROS_INFO_STREAM(">>Start CAN2 success");return(1);}
}int main(int argc, char** argv)
{//初始化，节点名为can_publisherros::init(argc, argv,"can_publisher");//根据遥控器指令发送相应的控制指令const unsigned char a0[] = { 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 }; //默认const unsigned char a1[] = { 0xF4,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 }; //↑const unsigned char a2[] = { 0x00,0x00,0xF4,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00 }; //↓const unsigned char a3[] = { 0x00,0x00,0x00,0x00,0xF4,0x01,0x00,0x00 }; //←const unsigned char a4[] = { 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF4,0x01 }; //→//打开和初始化设备的一些参数配置int nDeviceType = 4; //设备类型：CANalyst-II就用4int nDeviceInd = 0; //设备索引：1个USB-CAN适配器就是0int nCANInd0 = 0;//CAN1int nCANInd1 = 1;//CAN2//打开设备：注意一个设备只能打开一次if(VCI_OpenDevice(nDeviceType,nDeviceInd,0)==1){ROS_INFO_STREAM(">>open deivce success!");//打开设备成功}else{ROS_INFO_STREAM(">>open deivce error!");//打开设备失败exit(1); //退出整个程序，终止进程：返回1给操作系统说明是非正常运行导致程序退出}//配置CANVCI_INIT_CONFIG config; config.AccCode = 0x80000000;config.AccMask = 0xFFFFFFFF;config.Filter = 2;   //只接收标准帧config.Timing0 = 0x01; config.Timing1 = 0x1C; //波特率定为250kps  0x01 0x1Cconfig.Mode = 0; //正常模式      //初始化用来接收的数据帧，帧结构体数组的长度设置为50int num = 50;VCI_CAN_OBJ rec[num];int reclen = 0;int i,j,k, order;//初始化用来发送的数据帧，帧结构体数组的长度设置为1VCI_CAN_OBJ send[1];send[0].ID = 0; //帧IDsend[0].SendType = 0; //发送帧类型：0为正常发送send[0].RemoteFlag = 0; //0为数据帧，1为远程帧send[0].ExternFlag = 0; //0为标准帧，1为拓展帧send[0].DataLen = 8; //数据长度8字节//CAN1和CAN2双通道初始化(设备类型、设备索引、CAN通道索引、CAN配置参数)if (Init_CAN1(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd0, config) && Init_CAN2(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd1, config)){while(1){//延时20ms：在满足应用的时效性情况下,尽量降低调用VCI_Receive频率，每隔30ms调用一次VCI_Receive为宜usleep(20000);//VCI_Receive(设备类型、设备索引、CAN通道索引0就是CAN1、接收数组的首指针rec、接收数组的长度50、保留参数)  if((reclen = VCI_Receive(nDeviceType,nDeviceInd,nCANInd0,rec,num,200)) >= 0)//调用接收函数，如果有数据，则进行处理{for(i=0; i < reclen; i++){//接收到的遥控器指令order = (int)rec[i].Data[1] + (int)rec[i].Data[2];//先将接收到的遥控器指令打印到终端printf("data:0x");for( j= 0; j < rec[i].DataLen; j++ ){printf(" %02X", rec[i].Data[j]); //%02X表示用2个位置数据一个16进制数}printf("\n");//然后根据遥控器的指令，让CAN2发布相应的控制指令switch (order) {case 0: //默认{for (k = 0; k < 8; k++){send[0].Data[k] = a0[k];}VCI_Transmit(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd1, send, 1);break;}case 1: //↑{for (k = 0; k < 8; k++){send[0].Data[k] = a1[k];}VCI_Transmit(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd1, send, 1);break;}case 2: //↓{for (k = 0; k < 8; k++){send[0].Data[k] = a2[k];}VCI_Transmit(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd1, send, 1);break;}case 4: //←{for (k = 0; k < 8; k++){send[0].Data[k] = a3[k];}VCI_Transmit(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd1, send, 1);break;}case 8: //→{for (k = 0; k < 8; k++){send[0].Data[k] = a4[k];}VCI_Transmit(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd1, send, 1);break;}default: //检查和处理错误情况{for (k = 0; k < 8; k++){send[0].Data[k] = a0[k];}VCI_Transmit(nDeviceType, nDeviceInd, nCANInd1, send, 1);break;}}}}}}return 0;
}
// roscore
// source devel/setup.bash
// rosrun can_pkg mycan_pub