項(xiàng)目說(shuō)明:

????本次項(xiàng)目為寧波工程學(xué)院2020級(jí)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)，目的為控制ROS小車(chē)實(shí)現(xiàn)定位并行進(jìn)至指定目標(biāo)。我們可以將任務(wù)分為以下幾步：

1. 小車(chē)底盤(pán)驅(qū)動(dòng)（由鍵盤(pán)控制出發(fā)至小車(chē)全自動(dòng)行動(dòng)）

2. 視覺(jué)識(shí)別Aruco碼實(shí)現(xiàn)各個(gè)點(diǎn)位（碼、車(chē)以及中心點(diǎn)等）

3. 根據(jù)黑線進(jìn)行巡線運(yùn)動(dòng)直至達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)

????而考慮到項(xiàng)目本身等實(shí)際原因，省略第三步巡線內(nèi)容，我們讓小車(chē)行動(dòng)到Aruco碼前，然后徑直行動(dòng)到中心點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)本次項(xiàng)目目的。

最終實(shí)現(xiàn)效果：

思路介紹：

? ? 首先，控制小車(chē)底盤(pán)驅(qū)動(dòng)讓小車(chē)自旋來(lái)使攝像頭捕捉到Aruco碼圖像，根據(jù)訂閱識(shí)別Aruco碼軟件包返回的坐標(biāo)信息得到小車(chē)相對(duì)Aruco碼的位姿，再根據(jù)實(shí)地測(cè)量得到的地圖中心點(diǎn)相對(duì)于Aruco碼的位置后計(jì)算得到小車(chē)到達(dá)Aruco碼前一定距離后需要轉(zhuǎn)過(guò)的角度以及行徑的距離，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)位。? ??

ROS基本概念：

節(jié)點(diǎn)(Node)

????節(jié)點(diǎn)就是一些執(zhí)行運(yùn)算任務(wù)的進(jìn)程。

消息(Message)

????節(jié)點(diǎn)之間通訊機(jī)制的實(shí)現(xiàn)就是通過(guò)發(fā)布和訂閱消息，每一個(gè)消息都是嚴(yán)格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，支持標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類(lèi)型、嵌套結(jié)構(gòu)和數(shù)組，也可以根據(jù)需要自行定義。

話題(Topic)

????消息以一種發(fā)布/訂閱(Publish/Subscribe) 的方式傳遞。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)一個(gè)給定的話題發(fā)布消息(發(fā)布者)，也可以關(guān)注某個(gè)話題并訂閱特定類(lèi)型的數(shù)據(jù)(訂閱者),系統(tǒng)中可以同時(shí)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)布或者訂閱同一個(gè)話題的消息。

節(jié)點(diǎn)管理器(ROS Master)

????ROS Master 的功能是為了能夠使所有的節(jié)點(diǎn)有條不素的執(zhí)行，它通過(guò)遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用(RPC) 提供登記列表和對(duì)其他圖表的查找功能，幫助 ROS 節(jié)點(diǎn)之間相互查找、建立連接，同時(shí)還為系統(tǒng)提供參數(shù)服務(wù)器，管理全局參數(shù)。

1.Talker 與 Listener 的注冊(cè):

????兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別發(fā)布、訂閱同一個(gè)話題，啟動(dòng)順序沒(méi)有要求2.ROS Master 進(jìn)行信息匹配:

MASTER 根據(jù)發(fā)布者和訂閱者的信息進(jìn)行比對(duì)，一旦 ROS Master 找到了相互匹配的發(fā)布者和訂閱者，就會(huì)進(jìn)行匹配:通過(guò) RPC 向 Listener 發(fā) Talker 的 RPC 地信息。

3.Listener發(fā)送連接請(qǐng)求

????Listener 接收到 Master 發(fā)回的 Talker 地址信息，嘗試通過(guò) RPC 向 Talker 發(fā)送連接請(qǐng)求，傳輸訂閱的話題名、消息類(lèi)型以及通訊協(xié)議。

4Talker確定連接請(qǐng)求

????Talker 接收到 Listener 發(fā)送的連接請(qǐng)求后，繼續(xù)通過(guò) RPC 向 Listener 確認(rèn)連接信息，其中包含自身 TCP 地址信息。

5.Listener嘗試與Talker 建立網(wǎng)絡(luò)連接

????Listener 接收到確認(rèn)信息后，使用 TCP 嘗試與 Talker 建立網(wǎng)絡(luò)連接。

6.Talker向 Listener 發(fā)布數(shù)據(jù)

????成功建立連接后，Talker 開(kāi)始向 Listener 發(fā)送話題消息數(shù)據(jù)。

結(jié)束總結(jié)：

????本次項(xiàng)目圓滿結(jié)束，過(guò)程十分坎坷，最后的結(jié)果也并非盡如人意，沒(méi)有達(dá)到本次項(xiàng)目的最高要求。即使經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)大致目標(biāo)，最后呈現(xiàn)效果也并不滿意，我們可以看到有明顯的卡頓以及方向并不精確，而且系統(tǒng)魯棒性也不足。針對(duì)車(chē)的巡線部分，在本身車(chē)攝像頭視角限制以及場(chǎng)地的環(huán)境因素的影響下，雖然嘗試巡線，但是無(wú)法到達(dá)中心點(diǎn)并停止，因此選擇了放棄。

????但是，本次項(xiàng)目綜合了線性代數(shù)、機(jī)器視覺(jué)、相機(jī)模型、ROS系統(tǒng)、訂閱以及發(fā)布式等其他許多綜合性極強(qiáng)的知識(shí)，得到了很好的鍛煉，學(xué)到了許多新奇的知識(shí)。