做为ROS的入门篇我们来看看如何控制伺服机。伺服机的缺点是会尽快遵照指令运转,因此头部常常会突然活动,以至于失去平衡。不过使用ROS之后,就可以进行正弦曲线运动,让机器人保持稳定。由于可以在ROS当中进行这项操作,因此无须改写控制用的程序代码。另外,连接伺服机和ROS的程序代码,以及伺服机的硬件都无须变更。再者,程序代码还可以任意使用。
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ROS很适合用在Ubuntu或Debian上,无须编译。建置时要在Linux机器上执行Ubuntu,使用业余用伺服机、Arduino和普通的导线。ROS要在Ubuntu机器上启动,讯息则透过USB传送到Arduino。只要安装二进制的ROS套件,就会在主控台程序(像是gnome-terminal或konsole)追加以下指令,这样Arduino系统就能辨识ROS函式库。


接下来要将程序代码上传到Arduino当中,执行低阶的伺服机控制,以便能从Linux机器操作。这时要以限制范围内的百分比(0.0~1.0)指定伺服机的位置。之所以使用百分比而不是写明角度,是因为Arduino的程序代码限制了正确的角度,要避免在指定角度时发生冲突。

就如各位所见,使用ROS之后,一般的循环函数就会变得相当简单。循环函数只会订阅(subscribe)数据,任何Arduino循环都一样。设定时要将ROS初始化,将各个ROS讯息订阅者的订阅叫出来。每个订阅者会占据Arduino的RAM,数量取决于要用程序代码做什么,以6个到12个为限。


接下来要设法透过Arduino在ROS的世界说话。 简单的方法是使用机器人启动档。虽然以下的档案内容 简单,但是这里要追加启动档,如此一来即使是 复杂的机器人,也能用一个指令启动。

从SCOUT V4.4之后SIMOTION可以连接西门子的精智屏,如果用户需要将SCOUT项目中的老型号触摸屏(如:MP277,TP277)替换为西门子的精智屏,而SCOUT项目依然用SCOUT Classic软件进行调试,则需要使用TIA Portal软件移植原项目并将原触摸屏进行替换,而且还要在项目中创建PLC代理来实现SIMOTION控制器与精智屏的连接

rostopic指令可以看出ROS讯息传送到机器人的哪个部位。看了下面的程序代码就会发现,「/head/tilt」可以透过Arduino使用。讯息要使用「rostopic」传送。-1的选项只会发布(publish)讯息一次,通知/head/tilt传送一个浮点数。

这个阶段当中,能够将所有发布数值到ROS的已知方法用在控制伺服机上。假如从0改成1,伺服机就会全速运行。这本来并没有问题,但实际上我们想要逐渐加速以达到全速,然后再逐渐减速,停在目标角度上。假如伺服机骤然运转,机器人的动作就会变得僵硬,让周围的人吓一跳。

Terry和Houndbot都是ROS机器人,以6061个铝合金零件制造而成。项目的目标是要尽量让这些机器人自主运动。

以下的Python脚本程序会监听「/head/tilt/smooth」的讯息,朝「/head/tilt」发布许多讯息,好让伺服机转到目标角度之前慢慢加速,再慢慢延迟旋转。当讯息抵达「/head/tilt/smooth」时一定会呼叫「moveServo_cb」。这个回调函式会从-90到+90度之间每10度产生1个数值,追加到角度数组当中。「sin()」会取这个角度,数值从-1到+1慢慢增加。该数值加1之后,范围就会变成0到+2,再除以2之后, 0到+1的曲线数值数组就完成了。然后再看看m数组当中,每当发布讯息时,就会稍微前进一点,范围在r之内,直到1*r或是全范围为止。

想要测试伺服机顺畅的动作,就要启动Python脚本,将讯息发布到「/head/tilt/smooth」,这样一来即可检视顺畅的动作。

ROS当中的名称也可以重新测绘。只要将「/head/tilt/smooth」重新测绘为「/head/tilt」,程序就能向伺服机发出命令,而不会意识到正弦曲线的数值在变化。