【EHub_tx1_tx2_E100】Ubuntu18.04 + ROS_ Melodic + LingAo IMU 测试及RVIZ展示

简介：介绍LingAo 的6自由度IMU模块在EHub_tx1_tx2_E100载板，TX1核心模块环境（Ubuntu18.04）下测试ROS驱动，打开使用RVIZ 查看IMU数据，本文的前提条件是你的TX1里已经安装了ROS版本：Melodic。

关于测试硬件EHub_tx1_tx2_E100载板请查看：EdgeBox_EHub_tx1_tx2_E100 开发板评测_机器人虎哥的博客-CSDN博客

一、IMU介绍

二、LingAo 6自由度IMU（Isens-ZEN）介绍

三、LingAo 6自由度IMU（Isens-ZEN） ROS驱动

3.1 建立工作空间

3.2克隆代码

3.3 编译源码包

3.4 将IMU通过USB 接入系统

3.5 启动IMU驱动

3.6 启动polt绘制姿态、加速度这一些值

3.7 启动RVIZ 查看IMU

四、ISENS ZEN API

4.1 发布的话题

4.2 服务

4.3 参数

五：附件

5.1 zen_imu.launch 内容

一、IMU介绍

惯性测量模块（IMU，Inertial Measurement Unit）组成。IMU提供飞行器在空间姿态的传感器原始数据，一般由陀螺仪传感器/加速度传感器/电子罗盘提供飞行器9DOF数据。该单元能够反馈自身的运动状态（加速度）和位姿，是机器人身上最重要的传感器之一。IMU能够应用在在机器人导航，机器人控制等诸多方面，可以说IMU的好坏对于一个机器人来说有着近乎决定性的作用

IMU中使用的传感器基本上都是微机电系统（MEMS），是半导体工业中非常重要的一个分支。

IMU的选型方案非常多，从几十到几千乃至上万不等。一般IMU内部会包含陀螺仪和加速度计，陀螺仪用来反馈角速度和计算位姿，加速度计用于反馈线速度，陀螺仪和加速度各自提供三个轴向的速度数据，所以一般这种IMU被称为六轴IMU。基于不同原理去制作的陀螺仪和加速度计，能够达到的精度范围也有一定的区别。

但是对于IMU来说，总会有一个难以克服的问题，即累积误差。由于IMU通过是通过对内部的陀螺仪获取的角速度数据对时间进行积分获取角度数据的，无论一个陀螺仪的精度有多高，总是会在每个时刻产生一些误差，随着积分效应，误差逐渐累积，最后就会产生累积误差。

为了解决累积误差问题，一般厂家会在IMU内部再集成一个三轴磁力计，从而构成一个所谓的九轴IMU。磁力计的作用是对IMU计算出的位姿定期进行较准，从而解决累积误差。但是磁力计不适合在电磁环境复杂的场合下使用，如果附近有能够产生强磁场的设备，会对磁力计的数据产生非常大的影响。

二、LingAo 6自由度IMU（Isens-ZEN）介绍

参数介绍：

双接口支持

产品链接：https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c-s.w4002-22807296995.13.34342243aQhMdQ&id=664948690062

三、LingAo 6自由度IMU（Isens-ZEN） ROS驱动

3.1 建立工作空间

mkdir -p ~/Lsens_ws/src
cd ~/Lsens_ws/
catkin_make
source devel/setup.bash

3.2克隆代码

cd ~/Lsens_ws/src
git clone https://e.coding.net/lingao/LingAoPackage/lingao_isens_ros.git

3.3 编译源码包

cd ~/Lsens_ws
catkin_make --pkg lingao_isens_ros

编译完成。

3.4 将IMU通过USB 接入系统

lsusb

 ls /dev

配置打开USB转串口权限

KERNEL=="ttyUSB[0-9]*", MODE="0666"

3.5 启动IMU驱动

cd ~/Lsens_ws
source devel/setup.bash
roslaunch lingao_isens_ros zen_imu.launch

现在通过以下命令在ROS 上打印 IMU 值：

#新开一个终端
cd ~/Lsens_ws
source devel/setup.bash

nvidia@nvidia-desktop:~/Lsens_ws$ rostopic list
/imu/data
/imu/is_autocalibration_active
/imu/mag
/rosout
/rosout_agg

#打印 IMU 值
rostopic echo /imu/data

#默认100HZ的数据输出频率
nvidia@nvidia-desktop:~/Lsens_ws$ rostopic hz /imu/data
subscribed to [/imu/data]
average rate: 99.996min: 0.006s max: 0.014s std dev: 0.00070s window: 92
average rate: 100.010min: 0.006s max: 0.015s std dev: 0.00079s window: 192
average rate: 100.005min: 0.006s max: 0.015s std dev: 0.00066s window: 292

3.6 启动polt绘制姿态、加速度这一些值

#关闭3.5 启动IMU 节点 新开一个终端
cd ~/Lsens_ws
source devel/setup.bash
#这一条会启动IMU节点和绘图
roslaunch lingao_isens_ros plot_zen_imu.launch

3.7 启动RVIZ 查看IMU

打开终端，启动IMU节点

cd ~/Lsens_ws
source devel/setup.bash
roslaunch lingao_isens_ros zen_imu.launch

打开新终端，启动rviz

rosrun rviz rviz

Rviz中点击左下角Add添加rviz_imu_plugin,可以看见有坐标系出现，如果没有需要安装（sudo apt-get install ros-melodic-imu-tools 安装imu功能包）

这个时候你手动IMU，3个轴会根据IMU的运动而运动

保存RVIZ 配置信息

cd ~/Lsens_ws/src
mkdir rviz
cd rviz

当你想下次继续RVIZ看数据的时候，就可以简单一点：

rosrun rviz rviz

就省去了刚才那些繁琐的配置和输入

四、ISENS ZEN API

4.1 发布的话题

/imu/data_raw (lingap_msgs/Imu)

主题包括来自 IMU 的惯性数据。包括校准加速度、校准角速率和方向。

/imu/is_autocalibration_active (std_srvs/SetBool)

指示陀螺仪自动校准是否正在运行

#启动IMU节点后，在新的终端查看话题
nvidia@nvidia-desktop:~/Lsens_ws$ rostopic list
/imu/data
/imu/is_autocalibration_active
/imu/mag
/rosout
/rosout_agg

4.2 服务

/imu/calibrate_gyroscope (std_srvs/Empty)

激活 IMU 内部陀螺仪偏置校准。在call service之前请确保 IMU 传感器稳定静置在平台上。请确保传感器静止至少 4 秒钟。校准程序完成后，服务调用将返回成功响应。

/imu/reset_heading (std_srvs/Empty)

此服务将传感器的航向（偏航）角重置为零。

/imu/enable_gyro_autocalibration (std_srvs/SetBool)

打开/关闭 IMU 中的自动校准功能,自动校准状态可通过订阅/imu/is_autocalibration_active主题获取。

nvidia@nvidia-desktop:~/Lsens_ws$ rosservice list
/imu/calibrate_gyroscope
/imu/enable_gyro_autocalibration
/imu/reset_heading
/imu_node/get_loggers
/imu_node/set_logger_level
/rosout/get_loggers
/rosout/set_logger_level

4.3 参数

sensor_name (string, default: null)

默认情况下会自动寻找连接到第一个可用传感器，如需要连接到特定串口号请设置value值devicefile:/dev/ttyUSB0

baudrate (integer, default: 115200)

波特率，默认115200

frame_id (string, default: imu)

关联的坐标系

nvidia@nvidia-desktop:~/Lsens_ws$ rosparam list
/imu_node/baudrate
/imu_node/frame_id
/rosdistro
/roslaunch/uris/host_nvidia_desktop__33189
/rosversion
/run_id

nvidia@nvidia-desktop:~/Lsens_ws$ rosparam get /imu_node/frame_id
imu_link
nvidia@nvidia-desktop:~/Lsens_ws$ rosparam get /imu_node/baudrate
115200

五：附件

5.1 zen_imu.launch 内容

<launch><!-- ISENS IMU  Sensor--><node pkg="lingao_isens_ros" type="zen_sensor_node" name="imu_node" output="screen"><!-- <param name="sensor_name" value="devicefile:/dev/ttyUSB0" /> --><param name="baudrate" value="115200" /><param name="frame_id" value="imu_link" />
</node>

</launch>

如果你想对串口和波特率之类的有变动，可以在这里启动lanuch 文件做变更

纠错,疑问,交流: 911946883@qq.com