从多个串行端口实时读取的延迟（GPS，通过RS232-USB适配器）

Question

目前，我正在开发具有多个传感器的ROS系统通过各种接口。 GPS中最重要的两个传感器通过RS232-USB适配器连接的陀螺仪和陀螺仪。

我想强调一点，我无论如何都不是熟悉或专家在串行连接中。

我使用python读取串行数据并将其发布到ROS-topic和通过Matlab Simulink订阅它们。

我同时使用了一个GPS和陀螺仪，没有根本没有问题（来自不同制造商的适配器用于假设每个都有2个RS232-USB适配器制造商； TA和TB）。

出于某些目的，我决定安装一个额外的GPS（因此2GPS和陀螺仪同时使用）。假设我将那两个GPS放得很近；小于1m。

这两个GPS的串口设置相同（波特率相同，奇偶校验，相同的停止位，相同的更新频率等），并且我使用了两个GPS的RS232-USB适配器TA类型相同。

但是，在Matlab中进行订阅时会有很大的延迟Simulink（我使用了模拟数据检查/记录器）。 GPS之一来晚了！我最近的意思是说一个GPS并没有真正更新时间。

例如，在t（时间）= 3，两个GPS都应在p（位置）= 10。但一个GPS在40〜60秒后到达p = 10。全球定位系统这是正确的（时间与位置是实时的）。我在下面附上一张图表。

那两条曲线不应该那么远

我不知道是什么引起了这个问题，陀螺仪没有延迟根本没有问题，似乎只有这两个GPS互相竞争发送数据。

编辑（12/11/2019 12:34 GMT + 9）

[下面是我为一个GPS编写的代码，对于其他GPS我只是创建一个新的.py，并使用完全相同的代码，但节点名称和rostopic不同。

#!/usr/bin/env python

import serial
import types
import re
import rospy
import time
import threading

from datetime import datetime
from shipcon.msg import gps_position
from shipcon.msg import gps_local_position
from shipcon.msg import gps_navinfo
from shipcon.msg import gps_time


#Constants-----------------------------------------------------------------------------------------
PUBLISH_RATE = 10 #Hz
SERIAL_PORT = "/dev/ttyUSB1"
BAUD_RATE = 115200

#Class-----------------------------------------------------------------------------------------
class GpsSerial:
    def __init__(self, serial_port, baud_rate):
        self.gpsArr = []
        self.gpsStr = ""
        self.pos = gps_position()
        self.localpos = gps_local_position()
        self.navinfo = gps_navinfo()
        self.time = gps_time()
        self.ser = serial.Serial(
            port = serial_port,
            baudrate = baud_rate,
            parity = serial.PARITY_NONE,
            bytesize = serial.EIGHTBITS,
            stopbits = serial.STOPBITS_ONE,
            timeout = None,
            xonxoff = 0, #Enable software flow control
            rtscts = 0, #Enable Hardware(RTS,CTS) flow control
            )

    def get_gps(self):
        self.gpsStr = self.ser.readline()
        self.gpsArr = self.gpsStr.split(',')

        if re.match(r"^\$.*", self.gpsArr[0]):

            if self.gpsArr[0] == '$PTNL':
                if self.gpsArr[1] == 'GGK':
                    self.pos.latitude_deg = int(float(self.gpsArr[4]) // 100)
                    self.pos.latitude_min = float(self.gpsArr[4])  - (self.pos.latitude_deg * 100)
                    self.pos.latitude_dir = self.gpsArr[5]
                    self.pos.longitude_deg = int(float(self.gpsArr[6]) // 100)
                    self.pos.longitude_min = float(self.gpsArr[6])  - (self.pos.longitude_deg * 100)
                    self.pos.longitude_dir = self.gpsArr[7]
                    self.pos.gps_quality = int(self.gpsArr[8])
                    self.pos.satellite_number = int(self.gpsArr[9])
                elif self.gpsArr[1] == 'VGK':
                    if self.gpsArr[4] =='-' or self.gpsArr[4] == '':
                        pass
                    else:
                        self.localpos.localpos_e = float(self.gpsArr[4])#float( re.sub(r'\+', "", self.gpsArr[4]) )
                    if self.gpsArr[5] =='-' or self.gpsArr[5] == '':
                        pass
                    else:
                        self.localpos.localpos_n = float(self.gpsArr[5])#float( re.sub(r'\+', "", self.gpsArr[5]) )
                    if self.gpsArr[6] =='-' or self.gpsArr[6] == '':
                        pass
                    else:
                        self.localpos.localpos_z = float(self.gpsArr[6])#float( re.sub(r'\+', "", self.gpsArr[6]) )
                elif self.gpsArr[1] == 'VHD':
                    self.localpos.local_azimath = float(self.gpsArr[4])
                    self.localpos.local_vertical = float(self.gpsArr[6])
                    self.localpos.local_range = float(self.gpsArr[8])

            elif self.gpsArr[0] == '$GPGST':
                self.pos.latitude_err = float(self.gpsArr[6])
                self.pos.longitude_err = float(self.gpsArr[7])
                self.pos.ellipse_err_maj = float(self.gpsArr[3])
                self.pos.ellipse_err_min = float(self.gpsArr[4])
                self.navinfo.truenorth_heading_err = float(self.gpsArr[5])

            elif self.gpsArr[0] == '$GPROT':
                if self.gpsArr[1] =='-' or self.gpsArr[1] == '':
                    pass
                else:
                    self.navinfo.rotation_rate = float(self.gpsArr[1])

            elif self.gpsArr[0] == '$GPVTG':
                if self.gpsArr[1] =='' or self.gpsArr[5]=='' or self.gpsArr[7]=='':
                    pass
                else:
                    self.navinfo.truenorth_heading = float(self.gpsArr[1])
                    self.navinfo.speed_knot = float(self.gpsArr[5])
                    self.navinfo.speed_km = float(self.gpsArr[7])

            elif self.gpsArr[0] == '$GPZDA':
                tmptime = datetime.strptime(self.gpsArr[1]+','+self.gpsArr[4]+self.gpsArr[3]+self.gpsArr[2], '%H%M%S.%f,%Y%m%d')
                self.time.day = tmptime.day
                self.time.month = tmptime.month
                self.time.year = tmptime.year
                self.time.hour = tmptime.hour
                self.time.min = tmptime.minute
                self.time.sec = tmptime.second

        elif self.gpsArr[0] == '$GPGGA':
                self.pos.latitude_deg = int(float(self.gpsArr[2]) // 100)
                self.pos.latitude_min = float(self.gpsArr[2])  - (self.pos.latitude_deg * 100)
                self.pos.latitude_dir = self.gpsArr[3]
                self.pos.longitude_deg = int(float(self.gpsArr[4]) // 100)
                self.pos.longitude_min = float(self.gpsArr[4])  - (self.pos.longitude_deg * 100)
                self.pos.longitude_dir = self.gpsArr[5]
                #self.pos.gps_quality = int(self.gpsArr[8])
                #self.pos.satellite_number = int(self.gpsArr[7]) 

class RosPublish:
    def __init__(self):
        self.pub_pos = rospy.Publisher('gps_position', gps_position, queue_size = 1)
        self.pub_localpos = rospy.Publisher('gps_localposition', gps_local_position, queue_size = 1)
        self.pub_navinfo = rospy.Publisher('gps_navinfo', gps_navinfo, queue_size = 1)
        self.pub_time = rospy.Publisher('gps_time', gps_time, queue_size = 1)

    def ros_log(self, pos, localpos, navinfo, time):
        rospy.loginfo(pos)
        rospy.loginfo(localpos)
        rospy.loginfo(navinfo)
        rospy.loginfo(time)

    def ros_pub(self, pos, localpos, navinfo, time):
        self.pub_pos.publish(pos)
        self.pub_localpos.publish(localpos)
        self.pub_navinfo.publish(navinfo)
        self.pub_time.publish(time)        



#Function-----------------------------------------------------------------------------------------
def publish_gps(gps):
    rospy.init_node('NODE_Gps', anonymous = True)
    ros = rospy.Rate(PUBLISH_RATE)
    pub = RosPublish()

    pub.ros_log(gps.pos, gps.localpos, gps.navinfo, gps.time)
    pub.ros_pub(gps.pos, gps.localpos, gps.navinfo, gps.time)
    ros.sleep()


def refresh_gps(gps):
    while not rospy.is_shutdown():
        gps.get_gps()



#Main-----------------------------------------------------------------------------------------
if __name__ == '__main__':
    try:
        gps = GpsSerial(SERIAL_PORT, BAUD_RATE)
        thread_1 = threading.Thread(target = refresh_gps, args = (gps,))
        thread_1.start()

        while not rospy.is_shutdown():
            publish_gps(gps)

    except rospy.ROSInterruptException:
        pass

我使用Matlab订阅并记录了传感器的所有数据。目前，我在Matlab中所做的唯一计算只是将GPS纬度/经度数据转换为XY坐标，以获取我船的实时轨迹。此转换是非常简单的计算，我认为不会造成严重的延迟。

如果您能给我解决方案，甚至是真知灼见，赞赏。非常感谢。

最诚挚的问候

目前，我正在通过各种接口在具有多个传感器的ROS系统上工作。两个最重要的传感器是GPS和陀螺仪，它们通过RS232-USB适配器连接。我会...

Answer 1

我没有足够的代表来发表评论，所以这实际上不是答案。设置python节点的方式存在一些问题。它可能似乎正在运行，但是它的效率肯定很低。可能还有更多问题，但应解决以下问题：