前 言

本文主要介紹創(chuàng)龍科技TL3576-MiniEVM評估板演示基于Ubuntu的ROS系統(tǒng)（版本：ROS2 Foxy）使用說明，包括鏡像編譯、鏡像替換，以及ROS系統(tǒng)測試的方法。適用開發(fā)環(huán)境如下。

Windows開發(fā)環(huán)境：Windows 10 64bit

Linux虛擬機(jī)環(huán)境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bit

U-Boot：U-Boot-2017.09

Kernel：Linux-6.1.115

ROS：ROS2 Foxy

ROS（Robot Operating System，下文簡稱"ROS"）是一個(gè)適用于機(jī)器人的開源的元操作系統(tǒng)。它提供了操作系統(tǒng)應(yīng)有的服務(wù)，包括硬件抽象，底層設(shè)備控制，常用函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)程間消息傳遞，以及包管理。它也提供用于獲取、編譯、編寫、和跨計(jì)算機(jī)運(yùn)行代碼所需的工具和庫函數(shù)。

我司ROS系統(tǒng)源碼基于ROS官方獲取，并基于瑞芯微官方參考文檔編譯。更多詳細(xì)信息請查看“6-開發(fā)參考資料Rockchip官方參考文檔LinuxApplicationNote”目錄下的《Rockchip_Instruction_Linux_ROS2_CN》文檔。

請先按照調(diào)試工具安裝、開發(fā)環(huán)境搭建相關(guān)文檔，安裝SecureCRT串口調(diào)試終端、VMware虛擬機(jī)等相關(guān)軟件。無特殊說明情況下，本文默認(rèn)使用Power IN/USB TO UART0作為調(diào)試串口，使用eMMC啟動(dòng)系統(tǒng)，通過路由器與PC機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，請確保PC機(jī)、Ubuntu系統(tǒng)可正常訪問互聯(lián)網(wǎng)。

評估板簡介

創(chuàng)龍科技TL3576-MiniEVM是一款基于瑞芯微RK3576J/RK3576高性能處理器設(shè)計(jì)的4核ARM Cortex-A72 + 4核ARM Cortex-A53 + ARM Cortex-M0國產(chǎn)工業(yè)評估板，Cortex-A72核心主頻高達(dá)2.2GHz，Cortex-A53核心主頻高達(dá)2.0GHz。評估板由核心板和評估底板組成，核心板CPU、ROM、RAM、電源、晶振等所有元器件以及評估底板元器件均采用國產(chǎn)工業(yè)級(jí)方案，國產(chǎn)化率100%。同時(shí)，評估底板大部分元器件亦采用國產(chǎn)工業(yè)級(jí)方案，國產(chǎn)化率約為99%（按元器件數(shù)量占比，數(shù)據(jù)僅供參考）。核心板經(jīng)過專業(yè)的PCB Layout和高低溫測試驗(yàn)證，支持選配屏蔽罩，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，可滿足各種工業(yè)應(yīng)用環(huán)境要求。

評估板引出2路Ethernet、2路USB、Micro SD、UART等通信接口，同時(shí)引出2路MIPI CSI、MIPI DSI、DP Display、HDMI OUT、MIC IN/HP OUT等音視頻多媒體接口，支持4K@60fps H.265/H.264視頻編碼、8K@30fps H.265/4K@60fps H.264視頻解碼。

評估板體積小巧，尺寸為80mm*130mm，可作為卡片式電腦使用，且便于產(chǎn)品集成，方便用戶快速進(jìn)行產(chǎn)品方案評估與技術(shù)預(yù)研。

評估板硬件資源圖解1

評估板硬件資源圖解2

ROS系統(tǒng)測試

請使用網(wǎng)線將評估板ETH1 RGMII網(wǎng)口、PC機(jī)連接至同一個(gè)路由器，執(zhí)行如下命令，安裝netifaces庫。

Target# apt-get update

Target# apt-get install python3-netifaces

圖 1

執(zhí)行如下命令，配置評估板測試環(huán)境。

Target# export COLCON_CURRENT_PREFIX=/opt/ros

Target# source /opt/ros/local_setup.sh

圖 2

執(zhí)行如下命令，創(chuàng)建Log目錄，用于保存ROS程序運(yùn)行的Log。

Target# mkdir -p /root/.ros/log

圖 3

基于Python的通信功能測試

執(zhí)行如下命令，啟動(dòng)ROS節(jié)點(diǎn)訂閱消息。

Target# ros2 run demo_nodes_py listener &

圖 4

執(zhí)行如下命令，啟動(dòng)ROS節(jié)點(diǎn)發(fā)布消息，實(shí)現(xiàn)訂閱消息節(jié)點(diǎn)與發(fā)布消息節(jié)點(diǎn)之間的通信。此時(shí)評估板串口調(diào)試終端將會(huì)打印兩節(jié)點(diǎn)間通信的信息，如下圖所示。按"Ctrl + C"可退出測試程序，即讓發(fā)布消息的節(jié)點(diǎn)退出。

Target# ros2 run demo_nodes_py talker

圖 5

執(zhí)行如下命令，查看并根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)程號(hào)關(guān)閉所有ROS節(jié)點(diǎn)。進(jìn)程號(hào)請以實(shí)際情況為準(zhǔn)。

Target# ps -a

Target# kill 1667

Target# kill 1668

圖 6

基于C++的通信功能測試

執(zhí)行如下命令，啟動(dòng)ROS節(jié)點(diǎn)訂閱消息。

Target# ros2 run demo_nodes_cpp listener &

圖 7

執(zhí)行如下命令，啟動(dòng)ROS節(jié)點(diǎn)發(fā)布消息，實(shí)現(xiàn)訂閱消息節(jié)點(diǎn)與發(fā)布消息節(jié)點(diǎn)之間的通信。此時(shí)評估板串口調(diào)試終端將會(huì)打印兩節(jié)點(diǎn)間通信的信息，如下圖所示。按"Ctrl + C"可退出測試程序，即讓發(fā)布消息的節(jié)點(diǎn)退出。

Target# ros2 run demo_nodes_cpp talker

圖 8

執(zhí)行如下命令，根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)程號(hào)關(guān)閉所有ROS節(jié)點(diǎn)。進(jìn)程號(hào)請以實(shí)際情況為準(zhǔn)。

Target# ps -a

Target# kill 1765

Target# kill 1766

圖 9

turtlesim（小海龜）測試

請使用HDMI線將HDMI顯示器與評估板HDMI OUT接口連接。然后執(zhí)行如下命令，配置評估板測試環(huán)境。

執(zhí)行如下命令，后臺(tái)運(yùn)行小海龜程序。

Target# ros2 run turtlesim turtlesim_node &

圖 10

圖 11

執(zhí)行如下命令，發(fā)布話題消息，使小海龜轉(zhuǎn)圈。

Target# ros2 topic pub --rate 1 /turtle1/cmd_vel geometry_msgs/msg/Twist "{linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}"

圖 12

參數(shù)解析：

（1） ros2 topic pub：發(fā)布消息到主題；

（2） --rate 1：發(fā)布消息速率，設(shè)置為1次每秒；

（3） /turtle1/cmd_vel：主題名稱；

（4） geometry_msgs/msg/Twist：發(fā)布消息類型；

（5） {linear: {x: 2.0, y: 0.0, z: 0.0}, angular: {x: 0.0, y: 0.0, z: 1.8}}：發(fā)布消息的內(nèi)容，線速度(linear)為x方向上的2.0、角速度(angular)為z軸方向上的1.8。

圖 13

ROS開發(fā)

請先參考《Ubuntu系統(tǒng)使用手冊》文檔“SDK安裝”章節(jié)正確安裝SDK。本小節(jié)主要演示基于Ubuntu的ROS系統(tǒng)編譯與鏡像制作方法。

開發(fā)環(huán)境搭建

打開Ubuntu終端，執(zhí)行如下命令，安裝編譯所需的colcon工具。

Host# sudo apt-get install curl

Host# curl -s https://packagecloud.io/install/repositories/dirk-thomas/vcstool/script.deb.sh | sudo bash

Host# sudo apt update

Host# sudo apt-get install -y python3-pip python3-rosdep2 python3-rosinstall-generator python3-vcstool build-essential

Host# pip3 install -U colcon-common-extensions

Host# pip3 uninstall empy

Host# pip3 install empy==3.3.4

圖 14

圖 15

圖 16

圖 17

圖 18

圖 19

執(zhí)行如下命令，配置環(huán)境變量。

Host# export PATH=${PATH}:/home/tronlong/.local/bin

圖 20

編譯ROS軟件包

請根據(jù)交叉編譯工具鏈實(shí)際解壓路徑，執(zhí)行如下命令，配置交叉編譯工具鏈。

Host# source /home/tronlong/RK3576/rk3576_linux6.1_release/ubuntu/environment

圖 21

執(zhí)行如下命令，創(chuàng)建ROS軟件包的工作目錄，并進(jìn)入該目錄，目錄可命名為任意名稱。

Host# mkdir ros2_project_test

Host# cd ros2_project_test

圖 22

執(zhí)行如下命令，創(chuàng)建ROS軟件包源碼目錄，并進(jìn)入該目錄。

Host# mkdir src

Host# cd src

圖 23

執(zhí)行如下命令，在源碼目錄下生成my_package包。本案例以構(gòu)建CPP功能包為例，如需構(gòu)建Python功能包可將參數(shù)ament_cmake改為ament_python。

Host# ros2 pkg create --build-type ament_cmake --node-name my_node my_package

圖 24

參數(shù)解析：

--build-type ament_cmake ：指定軟件包的構(gòu)建類型為ament_cmake；

--node-name my_node：為軟件包指定了一個(gè)my_node節(jié)點(diǎn)；

--my_package：軟件包的名稱為my_package。

完成構(gòu)建后，ROS軟件包源碼目錄結(jié)構(gòu)如下所示?？筛鶕?jù)實(shí)際需要對"my_package/src/my_node.cpp"進(jìn)行修改。

圖 25

返回ROS軟件包工作目錄，編譯軟件包。

Host# cd ..

Host# colcon build

圖 26

編譯完成后在當(dāng)前目錄下生成如下目錄，目錄內(nèi)容如下表所示。

圖 27

ROS軟件測試

請將完成編譯的ROS軟件包中install目錄拷貝至評估板文件系統(tǒng)"/opt/ros/"目錄下，執(zhí)行如下命令配置ROS的運(yùn)行環(huán)境與命令行工具。

Target# export COLCON_CURRENT_PREFIX=/opt/ros

Target# source /opt/ros/local_setup.sh

圖 28

執(zhí)行如下命令，加載ROS軟件包環(huán)境。

Target# export COLCON_CURRENT_PREFIX=/opt/ros/install

Target# source /opt/ros/install/local_setup.sh

圖 29

執(zhí)行如下命令，運(yùn)行ROS軟件包，可以看到當(dāng)前ROS軟件包程序運(yùn)行打印結(jié)果。

Target# ros2 run my_package my_node

圖 30

想了解更多資料，可前往創(chuàng)龍科技官網(wǎng)或微信公眾號(hào)。

審核編輯 黃宇