基本思路：

上一篇已经能实现arduino对ROS节点的订阅与发布，所以只要订阅到ROS的移动控制消息，并把它转换为小车的移动命令即可实现ROS对小车的移动驱动。

ROS小车打造（十一）--arduino订阅/发布Topic_leoFY123的博客-CSDN博客

关键点：

1.ROS的小车移动控制消息cmd_vel是什么样的

2.差速小车如何实现控制

3.cmd_vel与控制如何桥接

1. cmd_vel解析

roscore

新终端

 rosrun turtlesim turtle_teleop_key

新终端

rostopic list
rostopic type /turtle1/cmd_vel
rosmsg show geometry_msgs/Twist

以上内容可以看到，机器人的控制有两个大项一个是线速度，一个是角速度

第一项都有一个XYZ,右手坐标系下，车头方向为X+，左为Y+，上为Z+

这里这个坐标系是永远以车为参考对象，不是世界坐标系

那我们就好理解了，如果只有线速度，X+就是正向直线运动，Y+就是左向直线运动，但是可惜小车只能前进后退不能平移，也不能上下，所以只有X有值。

角速度就是绕着某一轴转动，X方向就是打滚，Y方向就是翻跟头，Z方向就是转弯，方向同样符合右手定则。我们的小车只能转弯不会翻跟头，所以只有Z向有值。

2.差速小车如何控制

两轮速度一样时，同时为+前进，同时为-后退

左轮比右轮快右转，右轮比左轮快左转。

简单说两轮的共同速度线速度，差值大小反映的是角速度大小

每个轮的快慢由PWM的占空比决定，在这里255（0xFF）是全速，0是停

方向由单独的方向引脚控制

3. 二者如何转换

4.程序编写

arduino端

#include <ros.h>
#include <std_msgs/String.h>
#include <std_msgs/Empty.h>
#include <geometry_msgs/Twist.h>
#define LEFT_EN  A1
#define LEFT_FR  A2
#define LEFT_PG  3
#define LEFT_SV  6#define RIGHT_EN 12
#define RIGHT_FR 8
#define RIGHT_PG 2
#define RIGHT_SV 5
#define ROBOT_WIDTH 300
#define LEFT 0
#define RIGHT 1
unsigned char channel;
unsigned char dir;
unsigned char spd;
unsigned char leftSpd;
unsigned char leftDir;
unsigned char rightSpd;
unsigned char rightDir;
unsigned char recBuf;
double left_vel;
double right_vel;
long lasttim;
long tim;ros::NodeHandle nh;void messageCb(const geometry_msgs::Twist& cmd_vel)
{ lasttim=millis();Serial.println("recevied"); double vel_x=cmd_vel.linear.x;double vel_th=cmd_vel.angular.z;left_vel=vel_x-vel_th*ROBOT_WIDTH/2000;right_vel=vel_x+vel_th*ROBOT_WIDTH/2000;setSpeed(LEFT,left_vel);setSpeed(RIGHT,right_vel);
} void setSpeed(char channel,double vel)
{vel= vel*255;if(vel>255){dir=1;spd=255;}else if(vel>10){dir=1;spd=(unsigned char)vel;}else if(vel>-10){spd=0;}else if(vel>-255){spd=(unsigned char)(-vel);dir=0;}else{dir=0;spd=255;}if(channel== LEFT){digitalWrite(LEFT_FR, dir);analogWrite (LEFT_SV,spd); }else if(channel== RIGHT){digitalWrite(RIGHT_FR, !dir);analogWrite (RIGHT_SV,spd);}}ros::Subscriber<geometry_msgs::Twist> sub("/cmd_vel", messageCb);void setup()
{ pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);pinMode(LEFT_EN, OUTPUT);pinMode(LEFT_FR, OUTPUT);pinMode(LEFT_SV, OUTPUT);pinMode(RIGHT_EN, OUTPUT);pinMode(RIGHT_FR, OUTPUT);pinMode(RIGHT_SV, OUTPUT);Serial.begin(115200); nh.initNode(); nh.subscribe(sub); leftSpd=0;leftDir=0;rightSpd=0;rightDir=0;digitalWrite(LEFT_EN, LOW); digitalWrite(LEFT_FR, leftDir); digitalWrite(RIGHT_EN, LOW); digitalWrite(RIGHT_FR, rightDir);analogWrite (LEFT_SV,leftSpd);analogWrite (RIGHT_SV,rightSpd);
} void loop()
{
//    Serial.println(sub.data);tim = millis(); if((tim-lasttim)>1000){setSpeed(LEFT,0);setSpeed(RIGHT,0);}nh.spinOnce(); delay(1);
}

键盘控制发布cmd_vel python代码mbot_teleop.py

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-import rospy
from geometry_msgs.msg import Twist
import sys, select, termios, ttymsg = """
Control mbot!
---------------------------
Moving around:u    i    oj    k    lm    ,    .q/z : increase/decrease max speeds by 10%
w/x : increase/decrease only linear speed by 10%
e/c : increase/decrease only angular speed by 10%
space key, k : force stop
anything else : stop smoothlyCTRL-C to quit
"""moveBindings = {'i':(1,0),'o':(1,-1),'j':(0,1),'l':(0,-1),'u':(1,1),',':(-1,0),'.':(-1,1),'m':(-1,-1),}speedBindings={'q':(1.1,1.1),'z':(.9,.9),'w':(1.1,1),'x':(.9,1),'e':(1,1.1),'c':(1,.9),}def getKey():tty.setraw(sys.stdin.fileno())rlist, _, _ = select.select([sys.stdin], [], [], 0.1)if rlist:key = sys.stdin.read(1)else:key = ''termios.tcsetattr(sys.stdin, termios.TCSADRAIN, settings)return keyspeed = .2
turn = 1def vels(speed,turn):return "currently:\tspeed %s\tturn %s " % (speed,turn)if __name__=="__main__":settings = termios.tcgetattr(sys.stdin)rospy.init_node('mbot_teleop')pub = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size=5)x = 0th = 0status = 0count = 0acc = 0.1target_speed = 0target_turn = 0control_speed = 0control_turn = 0try:print msgprint vels(speed,turn)while(1):key = getKey()# 运动控制方向键（1：正方向，-1负方向）if key in moveBindings.keys():x = moveBindings[key][0]th = moveBindings[key][1]count = 0# 速度修改键elif key in speedBindings.keys():speed = speed * speedBindings[key][0]  # 线速度增加0.1倍turn = turn * speedBindings[key][1]    # 角速度增加0.1倍count = 0print vels(speed,turn)if (status == 14):print msgstatus = (status + 1) % 15# 停止键elif key == ' ' or key == 'k' :x = 0th = 0control_speed = 0control_turn = 0else:count = count + 1if count > 4:x = 0th = 0if (key == '\x03'):break# 目标速度=速度值*方向值target_speed = speed * xtarget_turn = turn * th# 速度限位，防止速度增减过快if target_speed > control_speed:control_speed = min( target_speed, control_speed + 0.02 )elif target_speed < control_speed:control_speed = max( target_speed, control_speed - 0.02 )else:control_speed = target_speedif target_turn > control_turn:control_turn = min( target_turn, control_turn + 0.1 )elif target_turn < control_turn:control_turn = max( target_turn, control_turn - 0.1 )else:control_turn = target_turn# 创建并发布twist消息twist = Twist()twist.linear.x = control_speed; twist.linear.y = 0; twist.linear.z = 0twist.angular.x = 0; twist.angular.y = 0; twist.angular.z = control_turnpub.publish(twist)except:print efinally:twist = Twist()twist.linear.x = 0; twist.linear.y = 0; twist.linear.z = 0twist.angular.x = 0; twist.angular.y = 0; twist.angular.z = 0pub.publish(twist)termios.tcsetattr(sys.stdin, termios.TCSADRAIN, settings)

运行

新终端

roscore

新终端

rosrun rosserial_python serial_node.py /dev/ttyUSB4

新终端

python mbot_teleop.py

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