UC SmartFarm Radar para ROS2 Humble

Este repositorio contiene tres paquetes ROS 2 desarrollados para capturar datos de radar utilizando la plataforma de desarollo de arreglos en fase ADALM-PHASER CN0566 de Analog Devices y controlar un PTU‑C46, que permite posicionar dinámicamente el radar en distintas direcciones:

Paquetes incluidos

• radar_msg: Definición del mensaje personalizado RadarData.
• radar_package: Captura, procesamiento y publicación de datos obtenidos desde el radar por medio de conección ethernet.
• ptu_package: Interfaz de comunicación serial con el PTU-C46.
• ptu_routine: Produce una rutina para controlar orientación y elevación del PTU‑C46.

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Requisitos

Sistema operativo

• Ubuntu 22.04
• ROS 2 Humble Hawksbill

Dependencias del sistema

Para trabajar con el hardware de radar PhaserX, es necesario instalar las siguientes bibliotecas Instrucciones detalladas desde Analog Devices:

Paquetes de Python requeridos:

• pylibiio
• pyadi-iio
• pyserial
• numpy

Para su instalación se debe seguir el listado de instrucciones de configuración previa de Build instructions for libiio hasta antes de clonar el repositorio:

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential
sudo apt-get install libxml2-dev libzstd-dev bison flex libcdk5-dev cmake
sudo apt-get install libaio-dev libusb-1.0-0-dev
sudo apt-get install libserialport-dev libavahi-client-dev
sudo apt-get install doxygen graphviz
sudo apt-get install python3 python3-pip python3-setuptools

Luego descargar libiio-0.26.ga0eca0d-Linux-Ubuntu-22.04.deb:

sudo apt install ./libiio-0.26.ga0eca0d-Linux-Ubuntu-22.04.deb

Por último continuar con:

pip install pylibiio
pip install pyadi-iio
pip install pyserial
pip install numpy

Construcción del workspace

Desde la raíz del workspace:

colcon build
source install/setup.bash

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Ejecución

PTU-C46

Paquete ptu_package

Para establecer la conexión serial del dispositivo PTU‑C46 se utiliza un conversor USB a RS-232 modelo TU-S9.

Ejecuta el nodo de comunicación:

ros2 run ptu_package ptu_node --ros-args -p serial_port:=/dev/ttyUSB0

Para publicar ángulos, los límites por defecto son:

• Pan (orientación horizontal): de -158° a +158°
• Tilt (elevación): de -46° a +31°

Se permite enviar cualquier comando al PTU-C46. Para más detalles, consulte el manual del dispositivo manual del dispositivo

ros2 topic pub --once /ptu_cmd std_msgs/msg/String "{data: 'pp-1000'}"

Paquete ptu_routine

Ejecuta una rutina predefinida que en base a una señal habilitadora permite realizar el recorrido:

ros2 run ptu_routine ptu_routine_node
ros2 topic pub --once /allow_routine_ptu std_msgs/msg/Bool "{data: true}"
ros2 topic pub --once /start_scan std_msgs/msg/Bool "{data: true}"
ros2 topic pub /start_scan std_msgs/msg/Bool "{data: true}"

Paquete radar_package

Publica datos de radar desde un archivo .npy

ros2 run radar_package radar_node

Suscribirse para visualizar los datos:

ros2 run radar_package process_data_node

Publicación de datos al topico solo una vez:

ros2 topic pub --once /allow_sweep std_msgs/msg/Bool "data: true"

Paquete radar_msg

Este paquete define el mensaje personalizado RadarData para estructurar la información del radar. Además, incluye nodos ejecutables a modo de ejemplo. La definición del mensaje puede visualizarse con el siguiente comando:

ros2 interface show radar_msg/msg/RadarData

Nodos de ejemplo:

ros2 run radar_msg publish_radar_data
ros2 run radar_msg subscribe_radar_data

correr rosbag

ros2 bag play UC_SmartFarmRadar/datos/radar_rosbag/intento1.7/intento1.7_0.db3

en bucle

ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/radar_rosbag/intento1.7/intento1.7_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/data_sync_radar/data_sync_radar_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/dataset_0/dataset_0_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/wall/wall_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/wall/wall_0.db3

ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/ptu_radar_capture_routine/ptu_radar_capture_routine_0.db3
ros2 bag record -a -o /home/dammr/Desktop/magister_ws/UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_fondo_centro
ros2 bag record -a -o /home/dammr/Desktop/magister_ws/UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_fondo_cielo
ros2 bag record -a -o /home/dammr/Desktop/magister_ws/UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_experimental
ros2 bag record -a -o /home/dammr/Desktop/magister_ws/UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_experimental_taller

ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_fondo/medicion_fondo_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_fondo_centro/medicion_fondo_centro_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_fondo_cielo/medicion_fondo_cielo_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_experimental/medicion_experimental_0.db3
ros2 bag play --loop UC_SmartFarmRadar/datos/medicion_experimental_taller/medicion_experimental_taller_0.db3

ros2 service call /clear_map std_srvs/src/empty "{}"

Para cargar el entorno de ros2 de forma automatica en tu computador y espacio de trabajo añade lo siguiente a tu archivo ~/.bashrc

source ~/ros2_humble/install/setup.bash
source ~/Desktop/magister_ws/install/setup.bash

Herramientas utiles para desarrollador

• Visual Studio Code
• tmux

Para establecer comunicación de forma correcta con el radar se debe establecer un perfil en settings -> network -> wired -> + -> IPV4 -> shared to other computers -> add

De esta forma se le estara asignando una ip al puerto

Pun-tilt

mientras tanto se ha controlador por medio del terminal serial putty