如何在ROS中調(diào)用.so文件

設(shè)備

筆者有一個(gè)需求，需要結(jié)合ROS做模擬量采集。有一種解決方法是ADC芯片+STM32主控，通過(guò)串口的方式與上位機(jī)通信，但串口通信速度很慢，達(dá)不到要求遂放棄。也考慮過(guò)使用NI的數(shù)據(jù)采集卡，貌似NI沒有給ubuntu作配套，也放棄了。在淘寶上找到一款凌智電子的DAQ，價(jià)格便宜，也能滿足使用需求，故做記錄。

系統(tǒng)環(huán)境 ubuntu20.04 + ROS noetic

硬件設(shè)備 i5-12500+凌智電子DAQ122

驅(qū)動(dòng)下載

驅(qū)動(dòng)要到gitee下載，支持ubuntu x86_64的驅(qū)動(dòng)要注意分支TestZKFT。

git clone --branch=TestZKFT https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/DAQ122-IPC.git

下在之后可以嘗試運(yùn)行 幾個(gè)demo，都是用Qt寫的，也可以拷貝Linux/libdaq的目錄單獨(dú)開發(fā)。最關(guān)鍵的是 liblibdaq-2.0.0.so這個(gè)文件，下面以ROS為例子怎么調(diào)用.so文件。

結(jié)合cmake的使用

新建工作空間，功能包等流程不再贅述，網(wǎng)上已經(jīng)有很多教程了。著重講cmakelist的配置。

沿用官方demo中QT的使用，因此

find_package(
Qt5 REQUIRED COMPONENTS Core Widgets
)

除此之外,還要包含頭文件目錄,除了包含官方libdaq的路徑以外，還要包含QT安裝的路徑

include_directories(
include/daq_122 #自己寫了一個(gè).h文件
${catkin_INCLUDE_DIRS}
${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include/daq_122
${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include/daq_122/include
${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include/daq_122/third_party/include

${catkin_INCLUDE_DIRS}
${Qt5Core_INCLUDE_DIRS}
${Qt5Widgets_INCLUDE_DIRS}
)

鏈接官方的.so庫(kù)文件

link_directories(
lib/x86_64 # 相對(duì)路徑，指定動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的訪問(wèn)路徑
${catkin_LIB_DIRS}
)

再就是ROS 編譯C++的cmake寫法了。雖然so文件叫l(wèi)iblibdaq-2.0.0，但cmake中需要去掉一個(gè)lib才能執(zhí)行下去。

add_library(${PROJECT_NAME}
src/daq_read.cpp
)
add_executable(daq_read src/daq_read.cpp)
add_dependencies(daq_read ${${PROJECT_NAME}_EXPORTED_TARGETS} ${catkin_EXPORTED_TARGETS})
target_link_libraries(daq_read
${catkin_LIBRARIES}
libdaq-2.0.0 #這里額外注意，編譯時(shí)候cmake會(huì)自動(dòng)加個(gè)前綴lib
Qt5::Core
Qt5::Widgets
)

至此，完成了cmakelist的寫法。

此外還有package.xml文件，需要引用如下

catkin
roscpp
rospy
std_msgs
qtbase5-dev
geometry_msgs
roscpp
rospy
std_msgs
geometry_msgs
roscpp
rospy
std_msgs
qtbase5-dev
geometry_msgs

其中g(shù)eometry_msgs是筆者實(shí)現(xiàn)自己功能用的一個(gè)包，可以不用，其他的包都是必須的。

ROS的寫法

現(xiàn)在要寫一個(gè).h文件，定義一些變量。之前cmake已經(jīng)有了對(duì)QT的引用，因此直接用QT函數(shù)就行。

# ifndef DAQ_READ_H
# define DAQ_READ_H
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace libdaq::device;
DAQ122 daq_device;
uint8_t adc_channel_state_ = 0b11111111;
uint8_t legal_channel_size = 8;
uint32_t storage_depth = 1;
QVector> receive_data(8);
geometry_msgs::Vector3 laser_distance;
# endif

各個(gè)變量的作用，參考官方的示例即可。

接下來(lái)是C++文件,運(yùn)行程序要求有sudo 權(quán)限。筆者這里用前三個(gè)姿態(tài),以5K頻率讀，再以5K頻率發(fā)送，設(shè)置如下

#include
#include
#include "data_read.h"

/*
運(yùn)行這個(gè)程序要求sudo權(quán)限
sudo su
然后輸入你的用戶名+密碼

包含兩部分 ros+daq讀取
*/

void DAQcallback()
{
auto read_result = true;
for (int i = 0; i < 3; i++) {
// 判斷當(dāng)前通道是否打開，沒有打開則跳過(guò)
if((adc_channel_state_ & (0b00000001) << i) == 0){
continue;
}
// 讀取數(shù)據(jù)
read_result = daq_device.TryReadADCData(i, receive_data[i].data(), receive_data[i].size(), 1000);
if(!read_result){

}
}
QVector x_data(storage_depth);
for (int var = 0; var < storage_depth; ++var) {
x_data[var] = 1000.0 / storage_depth * var;
}
// read_result = daq_device.TryReadADCData(1,receive_data.data(),10,10);
// 只配置了三個(gè)通道
auto current_buffer_size = daq_device.GetADCBufferDataSize(0);
qDebug() << receive_data[1];
// 停止讀取
// daq_device.StopADCCollection();
// receive_data[0].clear();
// receive_data[1].clear();
// receive_data[2].clear();
laser_distance.x = receive_data[0].at(0);
laser_distance.y = receive_data[1].at(0);
laser_distance.z = receive_data[2].at(0);

}

int main(int argc, char *argv[])
{
// 初始化DAQ122
if (!daq_device.InitializeDevice())
{
std::cout << "InitializeDevice Error";
}
if(!daq_device.ConnectedDevice())
{
std::cout << "ConnectedDevice Error";
}

// 采樣范圍5V
auto voltage_range = DAQVoltage::Voltage5V;
// 采樣頻率定義為1KHz
auto sample_rate = DAQADCSampleRate::SampleRate5K;
if (!daq_device.ConfigureADCParameters(sample_rate, voltage_range))
{
std::cout << "Configure Error";
}
// 配置前三個(gè)通道為輸入
adc_channel_state_ = DAQADCChannel::AIN1 | DAQADCChannel::AIN2 | DAQADCChannel::AIN3;
daq_device.ConfigADCChannel(adc_channel_state_);

// 開始采集數(shù)據(jù)
daq_device.StartADCCollection();

// 定義存儲(chǔ)數(shù)組
for (int var = 0; var < receive_data.size(); ++var) {
receive_data[var].resize(storage_depth);
}

// ros初始化
ros::init(argc,argv,"daq_pub_node");
ros::NodeHandle nh;
// 1ms 執(zhí)行一次
ros::Publisher daq_pub = nh.advertise("daq_pub",10);

ros::Duration(1).sleep();
// 判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)是否已經(jīng)滿足讀取的條件
if(!daq_device.ADCDataIsReady(storage_depth)){
std::cout << "not enough" << std::endl;
}

auto read_result = true;
for (int i = 0; i < legal_channel_size; i++) {
// 判斷當(dāng)前通道是否打開，沒有打開則跳過(guò)
if((adc_channel_state_ & (0b00000001) << i) == 0){
continue;
}

// 讀取數(shù)據(jù)
read_result = daq_device.TryReadADCData(i, receive_data[i].data(), receive_data[i].size(), 1000);
if(!read_result){
// qDebug() << "Error";
}
}

QVector x_data(storage_depth);
for (int var = 0; var < storage_depth; ++var) {
x_data[var] = 1000.0 / storage_depth * var;
}
ros::Rate daq_rate(5000);
while (ros::ok())
{
DAQcallback();
daq_pub.publish(laser_distance);

daq_rate.sleep();
}
// ros::spin();
return 0;
}

編譯，運(yùn)行即可將數(shù)據(jù)發(fā)送到rostopic中。

采集正弦信號(hào)

采集方波信號(hào)

采集三角波信號(hào)