# material_pushing_robot

**Repository Path**: a_hr/material_pushing_robot

## Basic Information

- **Project Name**: material_pushing_robot
- **Description**: 推料机器人循迹功能包

#AGV #机器人导航 #ROS #超声波传感器 #磁导航 #工业自动化 #搬运机器人 #循迹算法
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: develop
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-01-15
- **Last Updated**: 2026-01-15

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README



# 物料推送机器人 (Material Pushing Robot)

一个基于ROS（机器人操作系统）的物料推送机器人项目，支持多种控制模式：模拟量控制、磁循迹控制和超声波跟随控制。

## 项目概述

本项目实现了一个完整的物料推送机器人控制系统，包含以下核心功能模块：

- **模拟量电机控制**：通过串口通信控制模拟量电机
- **磁循迹系统**：使用MS16A磁传感器实现磁线跟随
- **超声波跟随**：使用DYP-A21超声波传感器实现距离跟随
- **Modbus电机控制**：支持RS485 Modbus协议的电机控制

## 项目结构

```
material_pushing_robot/
├── analog_controlled_motor/          # 模拟量控制模块
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── package.xml
│   └── src/
│       └── hk_ao.cpp                 # 华控模拟量输出节点
├── magnetic_controlled_motor/        # 磁循迹控制模块
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── package.xml
│   └── src/
│       ├── mag_sensor_reader.cpp     # 磁传感器数据读取
│       ├── magnetic_follower.cpp     # 磁循迹算法实现
│       └── motor_control.cpp         # Modbus电机控制
└── ultrasonic_controlled_motor/      # 超声波控制模块
    ├── CMakeLists.txt
    ├── package.xml
    └── src/
        ├── dyp_a21_can.cpp           # DYP-A21 CAN传感器读取
        ├── motor_control.cpp         # Modbus电机控制
        └── ultrasonic_follower.cpp   # 超声波跟随算法
```

## 核心功能

### 1. 模拟量电机控制 (analog_controlled_motor)

通过串口控制模拟量电机，支持：
- 串口自动扫描与连接
- Modbus CRC校验
- 多通道电压输出
- 消息超时保护
- 安全关机功能

**订阅话题**：
- `~motor_speed` (std_msgs/Float32)：电机速度指令，范围[0.0, 1.0]

**参数**：
- `~serial_port`：串口号，默认"/dev/ttyUSB0"
- `~baud_rate`：波特率，默认9600
- `~device_address`：设备地址，默认1
- `~output_channel`：输出通道，默认1
- `~min_voltage`/`max_voltage`：电压范围，默认0.0-10.0V
- `~min_speed`/`max_speed`：速度范围，默认0.0-1.0
- `~timeout_duration`：超时时间，默认1秒

### 2. 磁循迹控制 (magnetic_controlled_motor)

使用磁传感器实现线路跟踪功能：
- 磁传感器数据读取（MS16A）
- 位置数据滤波处理
- PID控制算法
- 状态检测（检测/丢失）

**节点**：
- `mag_sensor_reader`：读取并发布磁传感器数据
- `magnetic_follower`：实现循迹控制算法

**订阅/发布**：
- 订阅：`~mag_data` (std_msgs/UInt16)
- 发布：`~motor_command` (std_msgs/String)、`~motor_speed` (std_msgs/Float32)、`~line_position` (std_msgs/Float32)

### 3. 超声波跟随 (ultrasonic_controlled_motor)

使用CAN接口超声波传感器实现跟随：
- DYP-A21 CAN传感器数据读取
- 双边距离数据滤波
- 超声波跟随控制算法
- 障碍物检测与避障

**节点**：
- `dyp_a21_can_reader`：读取CAN超声波传感器数据
- `ultrasonic_follower`：实现超声波跟随控制

**订阅/发布**：
- 订阅：`~left_distance` / `~right_distance` (std_msgs/Float32)
- 发布：`~motor_command` (std_msgs/String)、`~motor_speed` (std_msgs/Float32)

### 4. Modbus电机控制

通用的Modbus RTU电机控制模块：
- 串口配置（波特率、数据位等）
- Modbus协议封装
- 绝对位置控制
- 急停功能
- 命令超时检测

**服务**：
- `~init`：初始化电机
- `~enable`：使能/失能电机

**订阅**：
- `~command` (std_msgs/String)：控制命令（forward/backward/stop等）

## 安装依赖

```bash
# 安装ROS（以Noetic为例）
sudo apt-get install ros-noetic-desktop-full

# 创建工作空间
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
git clone https://gitee.com/a_hr/material_pushing_robot.git

# 安装依赖
cd ~/catkin_ws
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y

# 编译
catkin_make
```

## 运行方式

### 模拟量控制模式

```bash
# 启动模拟量控制节点
roslaunch analog_controlled_motor hk_ao.launch
```

### 磁循迹模式

```bash
# 启动磁传感器读取节点
roslaunch magnetic_controlled_motor mag_sensor_reader.launch

# 启动磁循迹控制节点
roslaunch magnetic_controlled_motor magnetic_follower.launch
```

### 超声波跟随模式

```bash
# 启动CAN接口配置
sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

# 启动超声波传感器读取节点
roslaunch ultrasonic_controlled_motor dyp_a21_can.launch

# 启动超声波跟随控制节点
roslaunch ultrasonic_controlled_motor ultrasonic_follower.launch
```

## 配置参数

### 通用参数

| 参数 | 类型 | 默认值 | 说明 |
|------|------|--------|------|
| serial_port | string | /dev/ttyUSB0 | 串口号 |
| baud_rate | int | 9600/115200 | 波特率 |
| device_address | int | 1 | 设备地址 |

### 磁循迹参数

| 参数 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| target_center | 0 | 目标中心位置 |
| dead_zone | 50 | 死区范围 |
| kp | 0.5 | PID比例系数 |
| base_speed | 0.5 | 基础速度 |
| turn_speed | 0.3 | 转向速度 |
| filter_size | 5 | 滤波窗口大小 |

### 超声波跟随参数

| 参数 | 默认值 | 说明 |
|------|--------|------|
| target_distance | 0.5 | 目标距离（米） |
| min_distance | 0.1 | 最小安全距离 |
| dead_zone | 0.05 | 死区范围 |
| kp | 1.0 | PID比例系数 |
| forward_speed | 0.3 | 前进速度 |

## 通信协议

### Modbus RTU

电机控制采用标准的Modbus RTU协议：
- 功能码：0x06（单寄存器写入）、0x10（多寄存器写入）
- CRC16校验
- 默认从站地址：1

### 串口配置

- 数据位：8
- 停止位：1
- 校验位：无

## 许可证

本项目遵循开源协议，具体许可证信息请参阅项目根目录下的LICENSE文件。

## 贡献指南

欢迎提交Issue和Pull Request来改进本项目。在提交代码前，请确保：
1. 代码风格与现有代码一致
2. 添加必要的注释
3. 测试通过
</think>

## 总结

这是一个功能完整的ROS物料推送机器人项目，包含模拟量控制、磁循迹和超声波跟随三种控制模式。README.md已按照要求用中文编写，包含了项目概述、功能介绍、安装配置和运行方式等核心内容。