ROS开发之如何使用WHEELTEC N100惯导模块？_wheeltec imu

0.引言

  之前采用的惯导模块为ICM20948 IMU模块（模块精度0.06°/s，即216″/s），这款IMU用于某个需要一直旋转Z轴的实验，匀速旋转IMU，对姿态数据采集1min，经实验，模型在Z轴旋转时，也即平面旋转过程，Z轴旋转数据相邻两帧变化最大达到5.5°，误差非常大，导致实验一直出现问题。现换高精度惯导模块WHEELTEC N100，以下说明WHEELTEC N100惯导模块在ROS环境下如何使用。以下WHEELTEC N100惯导模块的ROS驱动功能包来源于设备商家，购买后记得找商家索要驱动功能包，或者可以在CSDN搜索该驱动功能包。本文ROS系统位于树莓派（系统为Ubuntu16），上位机为虚拟机（系统为Ubuntu18）。

1.惯导模块介绍

  （1）惯性系统基本概念
  
  （2）本文采用的WHEELTEC N100惯导模块
  
  （3）WHEELTEC N100惯导模块的整体规格参数
  
  （4）WHEELTEC N100惯导模块的性能参数
  
  （5）WHEELTEC N100惯导模块的导航数据性能参数
  

2.惯导模块连接端口测试

  （1）打开终端，安装模块驱动；
  键入安装命令：sudo apt install ros-kinetic-serial
  
  注：以上kinetic为Ubuntu16下ROS的版本，对于不同Ubuntu版本下是什么ROS版本，查看可以键入：roscore。
  
  （2）检查是否出现新端口。
  键入查看命令：ls -l /dev/tty*
  
  注：端口名出现不确定，只能确定前缀tty，后面的需要根据时间查找对应的模块端口名。
  新端口名为：ttyACM0，之后ROS驱动功能包中的代码涉及端口名的部分需要替换为该新端口名。

3.配置惯导模块的ROS驱动功能包

  （1）创建工作空间
  键入代码：
  mkdir -p ~/imu_test/src
  cd ~/imu_test//src
  catkin_init_workspace
  

  （2）编译工作空间
  键入代码：
  cd ~/imu_test/
  catkin_make
  
  （3）将ROS驱动功能包拷贝到工作空间的src文件夹下
  
  功能包转移到Ubuntu的方法：Ubuntu在树莓派，可以设置从主机共享文件给树莓派Ubuntu^[1]；
  （4）修改功能包端口为准备工作中查看的端口（前面检查端口名为ttyACM0）

  
  （5）重新编译
  键入代码：
  cd ~/imu_test/
  catkin_make
  source devel/setup.bash
  
  注：打开新的终端需要重新定义源，即再次执行：source devel/setup.bash

4.惯导模块数据输出和可视化

  （1）启动发布者启动器
  键入代码：roslaunch fdilink_ahrs ahrs_data.launch
  
  （2）查看话题列表并输出消息
  再打开一个中端，键入代码：rostopic list
  
  再键入代码：rostopic echo /imu
  
  （3）启动订阅者启动器
  再打开一个终端，键入代码：roslaunch fdilink_ahrs tf.launch
  
  再下一步打开rviz利用该订阅者发出的消息。
  （4）打开rviz订阅imu消息，查看姿态角变化
  因树莓派没有显示器，无法显示rviz，可以通过局域网与虚拟机构建联系^[2]，使用虚拟机的rviz，打开一个终端，键入代码：rviz
  
  
  

参考资料：
[1] cacrle. Windows与Linux 之间如何进行文件共享？; 2023-03-27 [accessed 2023-03-28].
[2] cacrle. 如何将树莓派采集的雷达、IMU数据在虚拟机rviz中显示？; 2023-02-25 [accessed 2023-03-28].
[3] 匍匐的狗仔. WHEELTEC IMU-N100惯导模块之串口通信(一); 2022-05-15 [accessed 2023-03-28].
[4] 匍匐的狗仔. WHEELTEC IMU-N100惯导模块之数据解析(二); 2022-05-16 [accessed 2023-03-28].
[5] 月照银海似蛟龙. ROS环境下使用WHEELTEC N100惯导模块; 2022-09-01 [accessed 2023-03-28].