M5stackとROS(rosserial)との通信方法(USB接続)

試した環境

• ホストPC
  • ROS Melodic (rosversion: 1.14.5)
  • ros-melodic-rosserial-arduino (0.8.0)
  • Ubuntu 18.04
• M5Stack GRAY

経緯

• M5Stackを使って、ROSとの通信をUSB接続で行いたかったが、ドキュメントどおりに行ってもうまく行かなかった。
  • Melodic + Wifiの記事は多く見つかったが、USB通信の記事が見つからなかった。
  • ros_libのソースを見たところ、ros.hでは、M5Stack(ESP32)を使うとデフォルトで、TCP IP通信となってしまうことが判明。
• Arduino側のソースを変更することで回避（下記のコードを参照）

環境構築

M5StackとROSの環境構築方法は、下記の記事などを参考

• M5Stack
  • https://raspberrypi.mongonta.com/howto-start-m5stack-arduinoide/
• ROS関連
  • https://qiita.com/nnn112358/items/059487952eb3f9a5489b

コード

M5StackROSHelloWorld.ino

# include <M5Stack.h>
# undef ESP32
# include <ros.h>
# define ESP32
# include <std_msgs/String.h>

ros::NodeHandle  nh;
std_msgs::String str_msg;
ros::Publisher chatter("chatter", &str_msg);

char hello[13] = "hello world!";

void setup()
{
  M5.begin();
  M5.Speaker.begin();
  M5.Speaker.mute();  
  
  nh.initNode();
  nh.getHardware()->setBaud(57600);
  nh.advertise(chatter);
  
  M5.Lcd.printf("ROS Hello World Publisher Started\n");

}

void loop()
{
  str_msg.data = hello;
  chatter.publish( &str_msg );
  nh.spinOnce();
  delay(1000);
}

ポイント

• ros.h をincludeする前に、ESP32を#undefする
• こうすることで、ArduinoHardwareがUSB接続のものがincludeされるようになる
  • https://github.com/ros-drivers/rosserial/blob/0.8.0/rosserial_arduino/src/ros_lib/ros.h#L40-L44

追記 (2020.9.9)

ros-serial-aruduino(melodic-devel)の最新版のソースだとros.hの前に、ESP_SERIAL を#defineすればいけるらしい（動作確認はしていない）。

# define ESP_SERIAL
# include <ros.h>

動作確認

ホストPCとの接続

$ roscore
$ rosrun rosserial_arduino serial_node.py _baud:=57600

別ターミナルで

$ rostopic echo /chatter

下記のメッセージが出力されていればOK

---
data: "hello world!"
---

まとめ

• ROS MelodicとM5StackをUSB接続で通信する方法を紹介
• ros.hをincludeする前に、#undef ESP32　を入れる必要がある