佛山DELTA台达PLC维修

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3个维修服务点

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黄埔区科学城维修办事处：

番禺区顺德大良凤翔维修办事处：

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　ros（robotoperatingsystem）是开源的机器人系统平台。使用这个之后，机器人就可以看见东西、测绘、导航，或是以新的算法作用于周围的环境当中。假如想要制造复杂的机器人，已经准备好的ros程序代码就能派上用场。ros能在低限度下运用。这可以透过raspberrypi等级的计算机安装。

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。

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。

cd~/sketchbook/libraries

rm-rf ros_lib

rosrunrosserial_arduino make_l ibraries.py .

arduino的程序

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。

#include

#define servopin 3

servo servo;

void servo_cb( const std_msgs::float32& msg )

{

const float min = 45;

const float range = 90;

float v = msg.data;

if( v > 1 ) v = 1;

if( v < 0 ) v = 0;

float angle = min + (range * v);

servo.write(angle);

}

ros::subscriber

ros::nodehandle nh;

void setup()

servo.attach(servopin);

nh.initnode();

nh.subscribe(sub);

void loop()

nh.spinonce();

delay(1); }

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非常简单，但是这里要追加启动档，如此一来即使是非常复杂的机器人，也能用一个指令启动。

$ cat rosservo.launch

$ roslaunch ./rosservo.lanch

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。

$ rostopic list

/diagnostics

/head/tilt

/rosout

/rosout_agg

$ rostopic pub -1 /head/tiltstd_msgs/float32 0.4

$ rostopic pub -1 /head/tilt std_msgs/float320.9

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。

#!/usr/bin/env python

from time import sleep

import numpy as np

import rospy

from std_msgs.msg import float32

currentposition = 0.5

pub = none

def moveservo_cb(data):

global currentposition, pub

targetposition = data.data

r = targetposition - currentposition

angles = np.array( (range(190)) [0::10]) -90

m = ( np.sin( angles * np.pi/ 180. ) + 1 )/2

for mi in np.nditer(m):

pos = currentposition + mi*r

print “pos: “, pos

pub.publish(pos)

sleep(0.05)

currentposition = targetposition

print “pos-e: “, currentposition

pub.publish(currentposition)

def listener():

global pub

rospy.init_node(‘servoencoder’,anonymous=true)

rospy.subscriber(‘/head/tilt/smooth’,float32, moveservo_cb)

pub = rospy.publisher(‘/head/tilt’,float32, =10)

rospy.spin()

if __name__ == ‘__main__’:

listener()

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。

$ ./servoencoder.py

$ rostopic pub -1 /head/tilt/smoothstd_msgs/float32 1

$ rostopic pub -1 /head/tilt/smoothstd_msgs/float32 0

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。

迎向未来

虽然这里只说明了简单的伺服机控制，ros却有更多功能。假如想要知道妨碍机器人的东西是什么，不妨使用已经支持ros的kinect。就算导航堆栈使用这项数据测绘，也可以馈送简短的python脚本，让伺服机动起来，命令机器人追踪附近的物体。没错，眼睛真的会追逐物体。

terry是室内用机器人，搭载2个kinect。一个专门用来导航，另一个则用于深度测绘。terry使用6个arduinos，能够从用了ros的网络接口或ps3遥控器直接操作。

houndbot是设计成要在户外使用。里头有遥控器、gps、罗盘和ros耳形控制器。后续计划要搭载导航用的ps4双镜头摄影机，因为kinect不能在阳光下使用。这台机器人重量为20公斤。还可以追加了悬吊系统，为此需要自行制造铝合金客制化零件。