自动驾驶系统：CAN与ROS通信_ros can通信

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自动驾驶系统：CAN与ROS通信

Gen Li

睡午觉的滋味，妙不可言。不当调包侠。

最近接触到自动驾驶系统通信网络，特别是CAN与ROS通信问题，练习解决后，希望通过本文记录问题解决步骤，了解不深，如有错误还望指出。

通常，传统OEM的车辆控制网络使用CAN或CAN-FD，优点是速度相对较快，当通信冲突时可根据优先级高低进行传输，例如汽车发生碰撞时，ECU通过CAN向气囊模块发送起爆信号。对自动驾驶汽车，特别是目前demo车，通常软件模块使用ROS作为middleware进行开发，在ROS系统上运行preception model, localization model, path planning model等，control model的ROS节点发出制动油门转向信号，通过CAN网络控制车辆的加减速和转向。

主要目的：

• 通过socket_can模块，启动talker 节点获得CAN信号并由/chatter的topic对外发布；listener节点订阅/chatter topic并获取CAN信号。

主要流程：

• 硬件连接：计算机通过Kvaser Leaf hardware硬件连接CAN上某一节点，使用kvaser canking发送模拟CAN信号
• 启动另外一台计算机，在ubuntu系统下导入socket_can模块
• 启动ROS程序，初始化ROS package：'socket_can',编译‘listener.cpp’,'talker.cpp'和‘socket_can.cpp’代码，代码使用socket_can包实现ROS和CAN通信功能
• 启动talker和listener两个nodes，观察CAN与ROS通信结果

具体步骤：

硬件连接不进行赘述，通过canking发送CAN信号之后，可观察到如下信息：

为运行本文所提程序，第一步需设置CAN模块，以便计算机能够接受CAN信号，在ubuntu系统下打开一个terminal，输入以下代码完成CAN的设置：

modprobe can_dev 
modprobe can 
modprobe can_raw
sudo ip link set can0 type can bitrate 500000 
sudo ifconfig can0 up 

modprobe是linux导入模块的命令，以上代码导入socket_can【1】环境，设置传输速率为500k，传输速率可调整，保证发送和接受速率一致即可。

第二步启动ROS程序并初始化package, 通常ROS的package中可设置多个节点，依据publish/subscribe模式，每个节点均可以发布和订阅topic，为运行talker和listener节点，第一次运行时需要初始化socket_can package。打开一个terminal，在home目录下输入以下代码：

mkdir -p exercise/src   
cd ~/exercise/src       
catkin_create_pkg socket_can  

此时在home根目录下新建文件夹'exercise/src'，其中‘src’文件夹用于存储运行的代码。初始化'socketcan' package后，在‘src’下自动生成‘socket_can’文件夹，内部包含自动生成的‘CmakeLists.txt’和'package.xml'，用于代码编译。

将已经编写完成的‘listener.cpp’, ‘talker.cpp’, ‘socket_can.cpp’ 和‘socket_can.h’拷入‘src’文件夹中。

由于‘listener.cpp’等代码中include外部包，在编译之前需要编辑‘CmakeLists.txt’和'package.xml'文件。打开‘CmakeLists.txt’，在'find_package'语句中添加代码中include的外部包(具体更改，根据代码依赖环境进行设置)。

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS roscpp rospy std_msgs genmsg)

在‘## Your package locations should be listed before other locations’后添加以下语句。

include_directories(include ${catkin_INCLUDE_DIRS} ${PCL.INCLUDE_DIRS})
 
add_executable(talker talker.cpp)
target_link_libraries(talker ${catkin_LIBRARIES})
 
add_executable(listener listener.cpp)
target_link_libraries(listener ${catkin_LIBRARIES})

完成‘CmakeLists.txt’更改后，使用gedit打开‘package.xml’文件，在‘<!--<doc_depend>doxygen</doc_depend> -→’语句后增加如下代码：

<buildtool_depend>catkin</buildtool_depend>
<build_depend>roscpp</build_depend>
<build_depend>rospy</build_depend>
<build_depend>std_msgs</build_depend>>
<build_export_depend>roscpp</build_export_depend>
<build_export_depend>rospy</build_export_depend>
<build_export_depend>std_msgs</build_export_depend>
<exec_depend>roscpp</exec_depend>  
<exec_depend>rospy</exec_depend> 
<exec_depend>std_msg</exec_depend> 

完成package初始化和编译文件修改后，打开一个terminal，启动ROS：

roscore

打开一个terminal，进入‘exercise’目录下，使用catkin编译代码：

cd exercise
catkin_make
source /devel/setup.bash

此时'exercise/src/socket_can'文件夹中新增‘devel’和‘build’文件夹。

打开两个terminal，分别运行talker和listener节点，此时可以观察到CAN发送的信息。

rosrun socket_can talker
rosrun socket_can listener

观察到以上信息，证明通信连接已建立。

注:

• 【1】socket_can: SocketCAN - Wikipedia

发布于 2018-11-05