STM32与ROS通信：RT-Thread与rosserial的集成实践

前言:

前几天在弄stm32与ros进行串口通信的时候,因为网上感觉能用的太少了,所以一开始使用的裸机通过串口直接与ros进行通信,但只有有一个缺点,就是需要自己写相关的数据包协议,还无法直接订阅话题,需要通过串口转发.但是昨天在看rtthread官网的时候,偶然发现rtt有现成的软件包rosserial与ros通信,但是在移植过程中还是遇到了一些问题,使用想写一篇博客分享一些自己的心得和移植过程

一、ros端环境准备

1.安装ROS桌面完整版

sudo apt install ros--desktop-full

2.安装rosserial组件

sudo apt install ros--rosserial ros--rosserial-msgs

二.rtt端移植rosserial包

1.创建工程

这个我建议使用RT_Thread4.1.1版本,因为rtthreadstudio在5.0以上有一些报误,而且在所以chubemx生成驱动包时,使用过程中4.1.1版本也比较友好

2.添加软件包rosserial

3.修改配置项

rosserial支持使用串口和tcp进行通信,按照实际选择,但是版本那里,根据使用使用过程中建议选择melodic,因为我一开始默认选择的是nietic版本(因为我ros版本也是noetic),但实际发现根本与ros建立连接不上,后来试了好久选择melodic才成功

4.修改串口通信相关配置

这里根据实际使用串口和波特率修改(前面在RT-Thread Settings修改的串口号好像没有作用)

4.ros节点实现

首先创建一个cpp文件,因为roserial包大多是cpp文件(提示:创建cpp源文件的时候,建议不要与.c文件名相同,这样RT-Thread Studio这个软件会自动忽略同名文件,这个博主也是踩了很多坑)

 这里我发送一个话题chatter,发送'hello ros'

订阅了一个速度话题cmd_vel

 mymain.cpp:

/*

 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team

 *

 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0

 *

 * Change Logs:

 * Date           Author       Notes

 * 2025-05-28     print       the first version

 */

#include

#include

#include

#include

#include   // 仅保留字符串消息头文件

#include

//#include

#define DBG_TAG 'main'

#define DBG_LVL DBG_LOG

#include

//小车速度

float vle_x = 0,vle_y = 0,vle_z = 0;

bool msgRecieved = false;

// 创建ROS节点句柄

ros::NodeHandle nh;

// 新增话题发布者

std_msgs::String hello_msg;  // 字符串消息对象

ros::Publisher hello_pub('chatter', &hello_msg);  // 新话题发布者

// 接收到命令时的回调函数

void velCB( const geometry_msgs::Twist& twist_msg)

{

    vle_x = twist_msg.linear.x;

    vle_y = twist_msg.linear.y;

    vle_z = twist_msg.angular.z;

    rt_kprintf('vle_x:%.2f vle_y:%.2f vle_z:%dn',vle_x,vle_y,vle_z);

  msgRecieved = true;

}

//Subscriber

ros::Subscriber sub('cmd_vel', velCB );

static void rosserial_thread_entry(void *parameter)

{

    // 初始化ROS节点

    nh.initNode();

    // 注册新发布者

    nh.advertise(hello_pub);

    // 订阅了一个话题 /cmd_vel 接收控制指令

       nh.subscribe(sub);

    while (1)

    {

        // 如果接收到了控制指令

             if (msgRecieved)

             {

               //velX *= mtr.maxSpd;

               //mtr.moveBot(velX, turnBias);

               //set_motion_state(vle_x,vle_y,vle_z);

               msgRecieved = false;

             }

        // 发布新话题

        hello_msg.data = 'hello ros';  // 设置消息内容

        hello_pub.publish(&hello_msg); // 发布消息

        // 处理ROS回调

        nh.spinOnce();

        // 控制发布频率（100ms）

        rt_thread_mdelay(100);

    }

}

int cppmain(void)

{

    // 创建ROS通信线程

    rt_thread_t thread = rt_thread_create(

        'rosserial',               // 线程名

        rosserial_thread_entry,    // 入口函数

        RT_NULL,                   // 参数

        2048,                      // 堆栈大小

        8,                         // 优先级

        10                         // 时间片

    );

    if (thread != RT_NULL)

    {

        rt_thread_startup(thread);

        rt_kprintf('[rosserial] 新线程 rosserialn');

    }

    else

    {

        rt_kprintf('[rosserial] 创建线程 rosserial失败n');

    }

    return RT_EOK;

}

INIT_APP_EXPORT(cppmain);

三.ros端

1.打开ros节点

roscore

 2.建立串口联系

rosrun rosserial_python serial_node.py _port:=/dev/ttyACM0 _baud:=115200

 这里根据需要的串口号和波特率

 3.查看话题

rostopic list
 

 可以看到单片机发送的话题'chatter'

 4.查看话题数据

rostopic echo /chatter

 可以看到可以正确接收到话题留

四.大功告成

常见问题处理

1. 连接超时检查：

2. 确认串口设备路径正确

3. 验证波特率设置一致

4. 检查硬件连接稳定性

5. 数据丢失解决方案：

6. 增大串口缓冲区大小

7. 优化消息发布频率

8. 使用硬件流控制（RTS/CTS）

9. 消息解析错误：

10. 验证消息数据结构一致性

11. 检查.endianness配置

12. 确认消息版本匹配