【源码】基于MicroROS框架的机器人颈部控制系统

项目简介

本项目致力于开发一个机器人颈部系统，借助电机控制实现俯仰和横滚轴的移动，从而扩大单个激光雷达（LIDAR）的视野范围。系统采用Raspberry Pi Pico微控制器，运用Micro-ROS框架进行开发，以控制和协调各模块功能。

项目的主要特性和功能

1. 多模块协作：整合Raspberry Pi Pico微控制器、双H桥、带编码器的直流电机、惯性测量单元（IMU）、降压转换器和限位开关等模块，协同实现机器人颈部运动控制与状态监测。
2. 电机精确控制：利用双H桥独立控制电机方向和速度，结合编码器反馈信息，精确控制电机转速和位移。
3. 状态感知：IMU测量系统三轴线性加速度和角速度，提供方向和运动信息；限位开关检测和限制机械运动，建立原点或参考点。
4. 高效通信：通过Micro-ROS通信协议（运行在串行UART协议之上），实现微控制器与操作系统间通信，支持数据交互。

安装使用步骤

安装依赖软件

1. 安装Ubuntu 22.04操作系统。
2. 按官方文档安装ROS2 Humble（桌面版）、Vulcanexus（基础版）、Arduino库和Micro-ROS框架。
3. 在Visual Studio Code中安装PlatformIO工具。

配置项目

将项目仓库作为PlatformIO项目安装，等待依赖项下载和编译完成。

硬件连接与配置

1. 根据电子系统底层图和电气原理图，连接Raspberry Pi Pico、双H桥、带编码器的电机、限位开关、降压转换器和IMU等硬件组件。
2. 为电机提供12V、最大电流3A的电源，其余组件通过USB - Micro USB连接个人计算机与微控制器供电。
3. 使用C++语言和PlatformIO编译器编程，因Arduino框架稳定版不支持I2C通信，采用两个微控制器方案，用Arduino Uno模块开发版框架建立I2C通信。

运行示例

1. 打开platformio.ini文件，设置build_src_filter = +<examples/pub_sub_timer/*> -<.git/> -<.svn/>。
2. 编译并将.pio/build/pico/文件夹内的firmware.uf2文件上传到Raspberry Pi Pico。
3. 查找串口设备名称：ls /dev/serial/by-id/*。
4. 启动micro_ros_agent：ros2 run micro_ros_agent micro_ros_agent serial --dev [设备名称]。
5. 使用ROS Qt工具可视化消息：rqt。
6. 通过以下命令控制LED：
   • 熄灭LED：ros2 topic pub /micro_ros_subcriber std_msgs/msg/Int32 data:\ 0\
   • 点亮LED：ros2 topic pub /micro_ros_subcriber std_msgs/msg/Int32 data:\ 1\

下载地址

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