在ROS 2中使用C++编写一个基于CAN通信的编码器驱动程序

在ROS 2中使用C++编写一个基于CAN通信的编码器驱动程序涉及几个关键步骤，包括接收CAN总线上的消息、解析这些消息以获取编码器的位置信息，以及将这些信息发布为ROS消息。以下是一个示例代码，展示如何实现这一功能：

步骤 1: 创建ROS 2工作空间和包

如果你还没有ROS 2工作空间，按照之前的指导创建一个。然后在src目录下创建一个新包：

ros2 pkg create --build-type ament_cmake encoder_driver

步骤 2: 编写C++源代码

在encoder_driver包内创建一个C++源文件，例如encoder_node.cpp，并添加以下代码：

#include "rclcpp/rclcpp.hpp"
#include "can_msgs/msg/frame.hpp"
#include "sensor_msgs/msg/joint_state.hpp"

class EncoderDriver : public rclcpp::Node {
public:
  EncoderDriver() : Node("encoder_driver") {
    publisher_ = this->create_publisher<sensor_msgs::msg::JointState>("joint_states", 10);
    subscription_ = this->create_subscription<can_msgs::msg::Frame>(
      "can_frame", rclcpp::QoS(10), std::bind(&EncoderDriver::can_message_callback, this, std::placeholders::_1));
  }

private:
  void can_message_callback(const can_msgs::msg::Frame::SharedPtr msg) {
    if (msg->id == ENCODER_CAN_ID) {
      int32_t position = 0;
      // Assuming little endian format and 4 bytes for position
      position |= static_cast<int32_t>(msg->data[0]);
      position |= static_cast<int32_t>(msg->data[1]) << 8;
      position |= static_cast<int32_t>(msg->data[2]) << 16;
      position |= static_cast<int32_t>(msg->data[3]) << 24;

      sensor_msgs::msg::JointState joint_state_msg;
      joint_state_msg.header.stamp = this->now();
      joint_state_msg.name.push_back("encoder_joint");
      joint_state_msg.position.push_back(static_cast<double>(position) * POSITION_MULTIPLIER);

      publisher_->publish(joint_state_msg);
    }
  }

  rclcpp::Publisher<sensor_msgs::msg::JointState>::SharedPtr publisher_;
  rclcpp::Subscription<can_msgs::msg::Frame>::SharedPtr subscription_;
};

int main(int argc, char * argv[]) {
  rclcpp::init(argc, argv);
  auto node = std::make_shared<EncoderDriver>();
  rclcpp::spin(node);
  rclcpp::shutdown();
  return 0;
}

步骤 3: 配置CMakeLists.txt

在encoder_driver包的CMakeLists.txt文件中，添加以下内容以确保正确构建：

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)
project(encoder_driver)

find_package(ament_cmake REQUIRED)
find_package(rclcpp REQUIRED)
find_package(can_msgs REQUIRED)
find_package(sensor_msgs REQUIRED)

add_executable(encoder_driver src/encoder_node.cpp)
ament_target_dependencies(encoder_driver rclcpp can_msgs sensor_msgs)

install(TARGETS
  encoder_driver
  DESTINATION lib/${PROJECT_NAME})

ament_package()

步骤 4: 构建和运行

在你的ROS 2工作空间根目录下运行以下命令以构建和运行节点：

colcon build --symlink-install
source install/local_setup.bash
ros2 run encoder_driver encoder_driver

注意事项

• 请确保将ENCODER_CAN_ID替换为你的编码器在CAN总线上所使用的ID。
• POSITION_MULTIPLIER需要根据编码器的规格来确定，以将原始数据转换成弧度或你想要的单位。
• 以上示例假定编码器位置数据占用4字节，并且是little endian格式。如果实际情况不同，请相应调整解析代码。

这个示例提供了一个基本框架，你可以根据具体编码器的规格和CAN消息格式进行相应的调整。