程序员经验分享-hwhale

PX4二次开发——uorb订阅

2023-05-16

PX4二次开发——uorb订阅

一、写在前面

​ 我们写了一个一个功能的模块，这些模块并不是独立的。模块之间是有数据传递的，这样才能组合到一起实现飞行控制的目的。那么解决模块之间的数据传递的方式就是通过uorb订阅的方式。

​ 下面举一个例子，包含了飞控串口读取外部传感器数据，飞控开启一个进程读取外部传感器发布一个 UORB 主题，另一个进程订阅前一个进程发布的主题，还有就是订阅到的主题通过 mavlink 消息发送到地面站。走了一个完整的飞控数据链路(UORB 链路和 MAVLINK 链路)。

二、新增一个自定义UORB主题

​ 下面是源码的msg文件夹下面是飞控所有的UORB主题，这里展示的就是你所能够从现有系统订阅发布的主题，当然你还可以自定义自己需要的主题消息。

在这里插入图片描述

可以看到 vehicle_global_position.msg 载具全球位置，vehicle_attitude_setpoint.msg 载具姿态消息，这 个姿态消息很重要如下所示:：

在这里插入图片描述

我们可以看到姿态的成员变量，包括横滚 roll, 俯仰 pitch,偏航 yaw, 横滚速度，俯仰速度等 等相关姿态的数据。相关的加速度计，磁力计，陀螺仪经过算法滤波整合之后会发布姿态数 据，而姿态控制进程会订阅这个 vehicle_attitude_setpoint.msg 主题。这个模式很像 linux 的消息队列， 或者进程间通信的手段。

1.1 自己定义一个主题

​ 我们在 msg 文件夹下面添加添加一个具体的消息,比如我们的消息是

在这里插入图片描述

Laser_gun.msg 和 laser_gun_shoot.msg 消息。消息的成员函数可以参照其他原有的消息来写。Msg 文件里面的成员如下:

在这里插入图片描述

注意：新版本后每个msg都需要建立一个时间辍uint64 timestamp

​ 这个结构体成员是自己定义的。修改 cmakelist 脚本可以让这个消息生成相应的 uorb 头文件。这个 Cmakelinst 和 msg消息是同目录的,然后我们需要cmakelsit能够把我们写的被编译路径包括，点开该文件下的cmakelist，我们修改如下:

在这里插入图片描述

​ 当于把消息名字添加到这个 Cmakelist 里面,在编译源码的是就把这个消息主题相应的.h头文件自动写好了,不要我们自己写。到这里我们 make px4_fmu-v3_default 一把。结果如下：

在这里插入图片描述

​ 然后在源码的~/src/Firmware/build_px4_fmu-v3_default/uORB/topics 这个文件夹下面可以看到我们自定义消息的头文件。结果如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-在这里插入图片描述

​ 我们可以看到和我们在msg文件夹里面定义成员的一样。而这个结构体名为laser_gun_shoot_s,我们在以后的订阅发布进程里面，包含这个头文件就可以顺利使用了。

在这里插入图片描述

三、使用UORB

3.1 发布一个自定义消息

这里路径一定要修改对！

在这里插入图片描述

/**
 * @file px4_uorb_adver_app.c

 */

#include <stdio.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <errno.h>
#include <drivers/drv_hrt.h>
#include <systemlib/err.h>
#include <fcntl.h>
#include <systemlib/mavlink_log.h>
#include <uORB/uORB.h>
#include <uORB/topics/test_uorb.h>
#include <px4_platform_common/defines.h>
#include <px4_platform_common/px4_config.h>
#include <px4_platform_common/posix.h>
//#include <px4_platform_common/shutdown.h>
#include <px4_platform_common/tasks.h>
#include <px4_time.h>

static bool thread_should_exit = false;		/**< daemon exit flag */
static bool thread_running = false;		/**< daemon status flag */
static int px4_uorb_adver_task;				/**< Handle of daemon task / thread */

/**
 * daemon management function.
 */
__EXPORT int px4_uorb_adver_main(int argc, char *argv[]);

/**
 * Mainloop of daemon.
 */
int px4_uorb_adver_thread_main(int argc, char *argv[]);

/**
 * Print the correct usage.
 */
static void usage(const char *reason);

static void
usage(const char *reason)
{
	if (reason) {
		warnx("%s\n", reason);
	}

	warnx("usage: px4_uorb_adver {start|stop|status} [-p <additional params>]\n\n");
}

/**
消息发布进程，会不断的发送自定义的消息
 */
int px4_uorb_adver_main(int argc, char *argv[])
{
	if (argc < 2) {
		usage("missing command");
		return 1;
	}

	if (!strcmp(argv[1], "start")) {

		if (thread_running) {
			warnx("daemon already running\n");
			/* this is not an error */
			return 0;
		}

		thread_should_exit = false;//定义一个守护进程
		px4_uorb_adver_task = px4_task_spawn_cmd("px4_uorb_adver",
						 SCHED_DEFAULT,
						 SCHED_PRIORITY_DEFAULT,//调度优先级
						 2000,//堆栈分配大小
						 px4_uorb_adver_thread_main,
						 (argv) ? (char *const *)&argv[2] : (char *const *)NULL);
		return 0;
	}

	if (!strcmp(argv[1], "stop")) {
		thread_should_exit = true;
		return 0;
	}

	if (!strcmp(argv[1], "status")) {
		if (thread_running) {
			warnx("\trunning\n");

		} else {
			warnx("\tnot started\n");
		}四、

		return 0;
	}

	usage("unrecognized command");
	return 1;
}

int px4_uorb_adver_thread_main(int argc, char *argv[])//这里的argc表示输入参数个数（中间用空格隔开），argv表示存放的内容。在使用一个模块是会输入参数比如px4_uorb_adver start（stop），存入的就是start.在上面px4_uorb_adver_main中会有对输入指令的判断，并执行进程
{

        struct test_uorb_s test_uorb_ad;
        memset(&test_uorb_ad, 0 , sizeof(test_uorb_ad));
        orb_advert_t test_pub = orb_advertise(ORB_ID(test_uorb), &test_uorb_ad);
	warnx("[daemon] starting\n");

	thread_running = true;

	while (!thread_should_exit) {
        test_uorb_ad.test1 = 5;
        test_uorb_ad.test2 = 6;
		orb_publish(ORB_ID(test_uorb), test_pub, &test_uorb_ad);
		usleep(1000);
	}

	warnx("[daemon] exiting.\n");

	thread_running = false;

	return 0;
}

3.2 订阅一个自定义消息

/**
 * @file px4_uorb_subs.c

 */

#include <stdio.h>
#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <errno.h>
#include <drivers/drv_hrt.h>
#include <systemlib/err.h>
#include <fcntl.h>
#include <systemlib/mavlink_log.h>
#include <uORB/uORB.h>
#include <uORB/topics/test_uorb.h>
#include <px4_platform_common/defines.h>
#include <px4_platform_common/px4_config.h>
#include <px4_platform_common/posix.h>
//#include <px4_platform_common/shutdown.h>
#include <px4_platform_common/tasks.h>
#include <px4_time.h>

static bool thread_should_exit = false;		/**< px4_uorb_subs exit flag */
static bool thread_running = false;		/**< px4_uorb_subs status flag */
static int px4_uorb_subs_task;				/**< Handle of px4_uorb_subs task / thread */

/**
 * daemon management function.
 */
__EXPORT int px4_uorb_subs_main(int argc, char *argv[]);

/**
 * Mainloop of daemon.
 */
int px4_uorb_subs_thread_main(int argc, char *argv[]);

/**
 * Print the correct usage.
 */
static void usage(const char *reason);

static void
usage(const char *reason)
{
	if (reason) {
		warnx("%s\n", reason);
	}

	warnx("usage: px4_uorb_adver {start|stop|status} [-p <additional params>]\n\n");
}

/**
消息发布进程，会不断的接收自定义消息
 */
int px4_uorb_subs_main(int argc, char *argv[])
{
	if (argc < 2) {
		usage("missing command");
		return 1;
	}

	if (!strcmp(argv[1], "start")) {

		if (thread_running) {
			warnx("px4_uorb_subs already running\n");
			/* this is not an error */
			return 0;
		}

		thread_should_exit = false;//定义一个守护进程
		px4_uorb_subs_task = px4_task_spawn_cmd("px4_uorb_subs",
						 SCHED_DEFAULT,
						 SCHED_PRIORITY_DEFAULT,//调度优先级
						 2000,//堆栈分配大小
						 px4_uorb_subs_thread_main,
						 (argv) ? (char *const *)&argv[2] : (char *const *)NULL);
		return 0;
	}

	if (!strcmp(argv[1], "stop")) {
		thread_should_exit = true;
		return 0;
	}

	if (!strcmp(argv[1], "status")) {
		if (thread_running) {
			warnx("\trunning\n");

		} else {
			warnx("\tnot started\n");
		}

		return 0;
	}

	usage("unrecognized command");
	return 1;
}

int px4_uorb_subs_thread_main(int argc, char *argv[])
{

	warnx("[px4_uorb_subs] starting\n");
        int test_sub_fd = orb_subscribe(ORB_ID(test_uorb));
        struct test_uorb_s test_uorb_sub;
        memset(&test_uorb_sub, 0 , sizeof(test_uorb_sub));
        int test1 = 0,test2 = 0;



	thread_running = true;

	while (!thread_should_exit) {
		warnx("Hello px4_uorb_subs!\n");
        	bool updated;

	/* Check if vehicle control mode has changed */
	orb_check(test_sub_fd, &updated);

	if (updated)
        {
             orb_copy(ORB_ID(test_uorb),test_sub_fd,&test_uorb_sub);
             test1 = test_uorb_sub.test1;
             test2 = test_uorb_sub.test2;

	        }
	warnx("test_uorb.test1 = %d, test_uorb.test2 = %d ,test_uorb.test3 = %d\n",test1,test2);
       usleep(500);
	}

	warnx("[px4_uorb_subs] exiting.\n");

	thread_running = false;

	return 0;
}

在这里插入图片描述

四、修改编译脚本和启动脚本

​ 参照之前即可，这里启动脚本没有修改，通过mavlink控制进程的开关，如若需要开机启动在机型那个子启动脚本start即可

五、总结

​ 在linux中，万物皆文件。

​ 自制主题注意：

  • 在msg文件夹中创建自己的XXX.msg，新版需要加时间辍
  • 把自己主题加入消息的编译脚本中
  • 编译完成会在build->UORB中生成一个中包含XXX_s结构体头文件
  • 使用这个包含#include <uORB/uORB.h> #include <uORB/topics/test_uorb.h>

​ 订阅发布注意：

  • 新建模块文件夹，新建C文件，新建CMAKELIST文件
  • 在子编译脚本中加入自己模块名字等，在总编译加入自己的模块名字
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PX4

uORB

二次开发

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