1. 介绍
现如今,随工业智能化水平提高,单机器人已难以满足大规模任务的需要,因此多机协同控制方法应运而生,并逐渐应用于无人车、无人机的集群以及物流配送等诸多领域。
要想实现多机协同控制,首要任务是实现多机通信,而ROS操作系统为我们提供了多机通信的优良环境,使得我们可以在分布式的ROS节点间进行通信。下面引入ROS通信的相关基础知识:
1.1 ROS节点:可以分布于多个相同或不同的主机中
1.2 ROS通信机制:1. 话题; 2. 服务; 3. action等进阶方式。
下图直观展示了话题topic、发布Publisher、订阅Subscriber和话题消息message:
1.3 节点管理器 ROS Master:在ROS1中一台机器作为ROS Master,即以中心化方式管理分布式节点之间的通信。
1.4 方案一:机器人之间组网,在局域网下实现信息交互、相互感知、相互控制
- 硬件系统:以路由器为中心节点的星形网络,数据通过路由器做IP地址转发,使得主从机在同一个局域网下。
- 软件系统:ROS Master是整个分布式ROS节点中心,作为其他节点通信桥梁。
下面进行主从机配置,使得主从机节点相互通信。
2. 主从机配置
2.1 添加IP地址
首先确保主从机处于同一局域网。
使用ifconfig
指令查看主机和从机的 ip 地址,使用hostname
指令查看主机和从机名
下面以我的ROS机器为例:
主机名:wheeltec 主机IP:192.168.0.100
从机名:rikibot 从机IP:192.168.0.187
在/etc/hosts
文件中,主机加入从机IP和从机名;从机加入主机IP和主机名。
至此,主从机IP添加完毕,可以相互ping
通。2.2 设置 ROS Master
由于ROS1中只能一台机器作为ROS Master,因此,我们要设置所有从机的ROS_MASTER_URI,在.bashrc
文件中,修改如下:
至此,主从机在局域网内的通信配置完毕。
3. 测试主从机分布式节点通信
我们首先启动主机wheeltec,输入命令:
roslaunch turn_on_wheeltec_robot turn_on_wheeltec_robot.launch
从而开启ROS Master,管理节点之间的话题通信。
打开rqt_graph
,可以看到主机节点话题图:
再启动从机rikibot,输入命令:
roslaunch turn_on_wheeltec_robot bringup.launch
打开rqt_graph
,可以看到主从机节点已经建立了话题通信:
下面这张图展示了两台机器分别启动的单机节点图,以及建立多机通信之后的节点网络,主从机各自的节点、话题已用不同颜色+序号分开:
至此,主从机便可以相互订阅和发布话题,从而进行通信啦!