ROS 学习- 第14日 硬件相关部分 - 电机 sensor等

机器人主要分为硬件和软件。
机械、电机、齿轮、电路和传感器被归类为硬件。
直接驱动或控制机器人硬件的微控制器级别的固件，以及利用从传感器获得的信息进行识别、制图、导航和动作规划的应用软件均被分类为软件

根据功能，ROS的功能包被分类为
    机器人功能包     某些公司开源的完整包, 例如和TurtleBot3, 网站上有很多的成品机器人的开发包.
    专为传感器的传感器功能包: 例如SlamTec的 rplidar
    专为驱动部的电机功能包: 例如中大电机控制驱动器 NB510系列
========================================================
ROS注册的机器人分类
■ 机械手臂（Manipulator）
■ 移动机器人（Mobile robot）
■ 自动驾驶汽车（Autonomous car）
■ 人形机器人（Humanoid）
■ 无人驾驶飞机（UAV：Unmanned Aerial Vehicle）
■ 无人潜艇（UUV：Unmanned Undersea Vehicle）
■ 无人水面艇（UWV：Unmanned Surface Vehicle）
apt-cache search ros-kinetic 可以查看符合的机器人功能包存在, 如果有, 则可以安装它作为肌醇版本, 对于 turtlebot3 (推荐获取最新的源代码而不是二进制文件) 则为
sudo apt-get install ros-kinetic-turtlebot3 ros-kinetic-turtlebot3-msgs ros-kinetic-turtlebot3-
simulations
========================================================
环境信息有位置、空间、天气、声音、惯性、振动、气体、电流量、RFID，物体和外力识别等很多种。该信息被用作机器人执行实际任务的重要数据

在制作机器人时，通过驱动轮或机器人手臂让机器人移动，且通过智能手机等进行遥
控并不意味着开发完成。如果您在这里停下来，只能说您搭建了一个移动的机器。机器人
只有在自己认识到周围环境，只提取有意义的信息，并能够计划和做出思考和判断，才能
被视为机器人。这就是为什么传感器很重要
距离传感器:
    Laser Distance Sensor，激光距离传感器   LDS
    LiDAR（Light Detection And Ranging，光检测和测距  LiDAR
    LRF（Laser Range Finders，激光测距仪）LRF
    三维距离传感器RealSense、Kinect和Xtion
惯性传感器
转矩传感器
阵列麦克风

LDS、3D传感器、相机等传感器有大量需要处理的信息，处理起来需要较高的配置，还需要如OpenNI和OpenCV的Point Cloud处理，以及图像处理所需的库, 因此无法用微处理器实现

ROS官方支持传感器分为

1D range finders  可用于制作低成本机器人的红外线方式的直线距离传感器
2D range finders 常用于导航的传感器
3D Sensors 有英特尔RealSense、微软Kinect和华硕Xction，以及各种3D测量所需的传感器
Pose Estimation(GPS+IMU)、
Cameras、用于物体识别、人脸识别和字符识别的相机驱动程序和各种应用功能包
Sensor Interfaces、有传感器支持USB和Web协议
Audio/Speech Recognition、音识别相关
Environmental、
Force/Torque/Touch Sensors、
Motion Capture、
Power Supply
RFID
...

相机 (此部分后续再深度跟踪...)
    利用相机图像的对象识别和脸部识别
    双目测距以及建立3维地图的Visual-SLAM
    单眼相机Visual-SLAM
    颜色识别
    跟踪特定对象的对象跟踪

激光距离传感器（Laser Distance Sensor，LDS）
    在室内广泛使用的Hokuyo的URG系列
    室外的产品有SICK和Velodyne的配有多个激光传感器的HDL系列
    价格 LDS HLS-LFCD2 约 100美元） 思岚 RPLIDAR约400美元.

典型的LDS由一个激光器、一个反射镜和电机组成。当使用LDS时，会听到电机声音，因为它会旋转内部的反射镜，以在水平面内发射激光, 在旋转反射镜的过程中测量激光的返回时间。测量范围通常是从180度到360度，取决于具体产品.
注意的地方:
    强烈的激光束可能会损伤眼睛. 激光等级分为1级到4级，数字越高越危险.1级是安全的产品
    LDS利用反射光. 因此如果不发生反射或者散射太多或表面太黑反射太少，则无法测量. 如透明玻璃、PET瓶和玻璃杯
    传感器仅检测水平面上的物体

在ROS中测试. (HLDS（日立-LG数据存储）公司的LDS（HLS-LFCD2）)
    安装hls_lfcd_lds_driver功能包
        sudo apt-get install ros-kinetic-hls-lfcd-lds-driver
        sudo chmod a+rw /dev/ttyUSB0
    加载应用
        roslaunch hls_lfcd_lds_driver hlds_laser.launch
    检查scan数据
        rostopic echo /scan
    

$ rostopic echo /scan
header:
seq: 49
stamp:
secs: 1499956463
nsecs: 667570534
frame_id: laser
angle_min: 0.0
angle_max: 6.28318548203
angle_increment: 0.0174532923847
time_increment: 2.98899994959e-05
scan_time: 0.0
range_min: 0.119999997318
range_max: 3.5
ranges: [0.0, 0.47200000286102295, 0.4779999852180481, 0.48399999737739563, 0.4909999966621399,
0.4970000088214874, 0.0, 0.5099999904632568,
frame_id设置为laser
测量角度为6.28318548203弧度（= 360°）。
您还可以看到增量为1°（0.0174532923847 rad = 1°），
测量距离范围是0.11米到3.5米，
而且将距离值按测量角度的顺序记录在发布的数组中

$ rviz 
    Views的Type设置为“TopDownOrtho”，将其变成XY平面视图
    [Global Options] → [Fixed Frame]更改为“laser”
    单击RViz左下角的[Add]按钮，选择[Axes]来添加. 然后更改细节设置（Length和Radius）
    单击RViz左下角的[Add]按钮,选择[LaserScan]来添加, 然后更改细节设置（Topic、Color Transformer和Color）


LDS的应用
    SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）识别机器人周围的障碍物，并通过估计自身的位置来创建地图

电机功能包
    目前有支持PhidgetMotorControl HC、Roboteq AX2550 Motor Controller和ROBOTIS Dynamixel的功能包

功能包查找

点击上方的ROS版本中的“kinetic”，可以看到ROS的最新版本“kinetic”的功能包列表
例如可以找到 思岚的 rplidar
$cs
$cm

运行参考 思岚 官方wiki.


注意的是 我目前用的是A3, 需要修改 rplidar.launch 因为默认配置的是A2的, 其实也就是波特率的修改而已.