// /** // * @file chassis.c // * @author NeoZeng neozng1@hnu.edu.cn // * @brief 底盘应用,负责接收robot_cmd的控制命令并根据命令进行运动学解算,得到输出 // * 注意底盘采取右手系,对于平面视图,底盘纵向运动的正前方为x正方向;横向运动的右侧为y正方向 // * // * @version 0.1 // * @date 2022-12-04 // * // * @copyright Copyright (c) 2022 // * // */ // // #include "chassis.h" // #include "robot_def.h" // #include "dji_motor.h" // #include "super_cap.h" // #include "message_center.h" // #include "referee_task.h" // // #include "general_def.h" // #include "bsp_dwt.h" // #include "referee_UI.h" // #include "arm_math.h" // #include "user_lib.h" // // #include "vofa.h" // // /* 根据robot_def.h中的macro自动计算的参数 */ // #define HALF_WHEEL_BASE (WHEEL_BASE / 2.0f) // 半轴距 // #define HALF_TRACK_WIDTH (TRACK_WIDTH / 2.0f) // 半轮距 // #define PERIMETER_WHEEL (RADIUS_WHEEL * 2 * PI) // 轮子周长 // // #define P_MAX 50.0f//功率控制 单位:W // // /* 底盘应用包含的模块和信息存储,底盘是单例模式,因此不需要为底盘建立单独的结构体 */ // #ifdef CHASSIS_BOARD // 如果是底盘板,使用板载IMU获取底盘转动角速度 // #include "can_comm.h" // #include "ins_task.h" // static CANCommInstance *chasiss_can_comm; // 双板通信CAN comm // attitude_t *Chassis_IMU_data; // #endif // CHASSIS_BOARD // #ifdef ONE_BOARD // static Publisher_t *chassis_pub; // 用于发布底盘的数据 // static Subscriber_t *chassis_sub; // 用于订阅底盘的控制命令 // #endif // !ONE_BOARD // static Chassis_Ctrl_Cmd_s chassis_cmd_recv; // 底盘接收到的控制命令 // static Chassis_Upload_Data_s chassis_feedback_data; // 底盘回传的反馈数据 // static Chassis_Ctrl_Cmd_s Chassis_Power_Mx; // const static float CHASSIS_ACCEL_X_NUM=0.1f; // const static float CHASSIS_ACCEL_Y_NUM=0.1f; // // // 超级电容 // SuperCapInstance *cap; // 超级电容全局 // static uint16_t last_chassis_power_limit=0;//超级电容更新 // static DJIMotorInstance *motor_lf, *motor_rf, *motor_lb, *motor_rb; // left right forward back // // /* 用于自旋变速策略的时间变量 */ // // static float t; // // /* 私有函数计算的中介变量,设为静态避免参数传递的开销 */ // static float chassis_vx, chassis_vy; // 将云台系的速度投影到底盘 // static float vt_lf, vt_rf, vt_lb, vt_rb; // 底盘速度解算后的临时输出,待进行限幅 // first_order_filter_type_t vx_filter; // first_order_filter_type_t vy_filter; // static float P_cmd; // // // void ChassisInit() { // // 四个轮子的参数一样,改tx_id和反转标志位即可 // Motor_Init_Config_s chassis_motor_config = { // .can_init_config.can_handle = &hcan1, // .controller_param_init_config = { // .speed_PID = { // .Kp = 5.0f, // .Ki = 0.01f, // .Kd = 0.002f, // .IntegralLimit = 3000, // .Improve = PID_Trapezoid_Intergral | PID_Integral_Limit | PID_Derivative_On_Measurement, // .MaxOut = 30000, // }, // .current_PID = { // .Kp = 0.0f, // .Ki = 0.0f, // .Kd = 0.0f, // .IntegralLimit = 3000, // .Improve = PID_Trapezoid_Intergral | PID_Integral_Limit | PID_Derivative_On_Measurement, // .MaxOut = 15000, // }, // }, // .controller_setting_init_config = { // .angle_feedback_source = MOTOR_FEED, // .speed_feedback_source = MOTOR_FEED, // .outer_loop_type = SPEED_LOOP, // .close_loop_type = SPEED_LOOP, // CURRENT_LOOP, // .power_limit_flag = POWER_LIMIT_ON, // }, // .motor_type = M3508, // }; // // @todo: 当前还没有设置电机的正反转,仍然需要手动添加reference的正负号,需要电机module的支持,待修改. // // 四个轮子pid分开 // //右前 // chassis_motor_config.can_init_config.tx_id = 3; // chassis_motor_config.controller_setting_init_config.motor_reverse_flag = MOTOR_DIRECTION_REVERSE; // motor_lf = DJIMotorInit(&chassis_motor_config); // // chassis_motor_config.can_init_config.tx_id = 2; // chassis_motor_config.controller_setting_init_config.motor_reverse_flag = MOTOR_DIRECTION_REVERSE; // motor_rf = DJIMotorInit(&chassis_motor_config); // // chassis_motor_config.can_init_config.tx_id = 4; // chassis_motor_config.controller_setting_init_config.motor_reverse_flag = MOTOR_DIRECTION_REVERSE; // motor_lb = DJIMotorInit(&chassis_motor_config); // // chassis_motor_config.can_init_config.tx_id = 1; // chassis_motor_config.controller_setting_init_config.motor_reverse_flag = MOTOR_DIRECTION_REVERSE; // motor_rb = DJIMotorInit(&chassis_motor_config); // // //超级电容 // SuperCap_Init_Config_s cap_conf = { // .can_config = { // .can_handle = &hcan1, // .tx_id = 0x210, // .rx_id = 0x211, // // }, // .buffer_config_pid = { // .Kp = 1.0f, // .Ki = 0, // .Kd = 0, // .MaxOut = 300, // }, // }; // cap = SuperCapInit(&cap_conf); // 超级电容初始化 // // //用一阶滤波代替斜波函数生成 //增大更能刹住 // first_order_filter_init(&vx_filter, 0.007f, &CHASSIS_ACCEL_X_NUM); // first_order_filter_init(&vy_filter, 0.007f, &CHASSIS_ACCEL_Y_NUM); // // // 发布订阅初始化,如果为双板,则需要can comm来传递消息 // #ifdef CHASSIS_BOARD // Chassis_IMU_data = INS_Init(); // 底盘IMU初始化 // // CANComm_Init_Config_s comm_conf = { // .can_config = { // .can_handle = &hcan2, // .tx_id = 0x311, // .rx_id = 0x312, // }, // .recv_data_len = sizeof(Chassis_Ctrl_Cmd_s), // .send_data_len = sizeof(Chassis_Upload_Data_s), // }; // chasiss_can_comm = CANCommInit(&comm_conf); // can comm初始化 // #endif // CHASSIS_BOARD // // #ifdef ONE_BOARD // 单板控制整车,则通过pubsub来传递消息 // chassis_sub = SubRegister("chassis_cmd", sizeof(Chassis_Ctrl_Cmd_s)); // chassis_pub = PubRegister("chassis_feed", sizeof(Chassis_Upload_Data_s)); // #endif // ONE_BOARD // } // // #define LF_CENTER ((HALF_TRACK_WIDTH + CENTER_GIMBAL_OFFSET_X + HALF_WHEEL_BASE - CENTER_GIMBAL_OFFSET_Y) * DEGREE_2_RAD) // #define RF_CENTER ((HALF_TRACK_WIDTH - CENTER_GIMBAL_OFFSET_X + HALF_WHEEL_BASE - CENTER_GIMBAL_OFFSET_Y) * DEGREE_2_RAD) // #define LB_CENTER ((HALF_TRACK_WIDTH + CENTER_GIMBAL_OFFSET_X + HALF_WHEEL_BASE + CENTER_GIMBAL_OFFSET_Y) * DEGREE_2_RAD) // #define RB_CENTER ((HALF_TRACK_WIDTH - CENTER_GIMBAL_OFFSET_X + HALF_WHEEL_BASE + CENTER_GIMBAL_OFFSET_Y) * DEGREE_2_RAD) // /** // * @brief 计算每个轮毂电机的输出,正运动学解算 // * 用宏进行预替换减小开销,运动解算具体过程参考教程 // */ // //全向轮解算 // static void OmniCalculate() { // vt_rf = HALF_WHEEL_BASE * chassis_cmd_recv.wz + chassis_vx * 0.707f + chassis_vy * 0.707f; // vt_rb = HALF_WHEEL_BASE * chassis_cmd_recv.wz + chassis_vx * 0.707f - chassis_vy * 0.707f; // vt_lb = HALF_WHEEL_BASE * chassis_cmd_recv.wz - chassis_vx * 0.707f - chassis_vy * 0.707f; // vt_lf = HALF_WHEEL_BASE * chassis_cmd_recv.wz - chassis_vx * 0.707f + chassis_vy * 0.707f; // // vt_rf = (vt_rf / RADIUS_WHEEL) * 180 / PI * REDUCTION_RATIO_WHEEL; // vt_rb = (vt_rb / RADIUS_WHEEL) * 180 / PI * REDUCTION_RATIO_WHEEL; // vt_lb = (vt_lb / RADIUS_WHEEL) * 180 / PI * REDUCTION_RATIO_WHEEL; // vt_lf = (vt_lf / RADIUS_WHEEL) * 180 / PI * REDUCTION_RATIO_WHEEL; // } // // static const float motor_power_K[3] = {1.6301e-6f,5.7501e-7f,2.5863e-7f}; // float input; // // float P_max = 0; // // ///依据3508电机功率模型,预测电机输出功率 // static float EstimatePower(DJIMotorInstance* chassis_motor) // { // // float I_cmd = chassis_motor->motor_controller.current_PID.Output; // float w = chassis_motor->measure.speed_aps /6 ;//aps to rpm // // float power = motor_power_K[0] * I_cmd * w + motor_power_K[1]*w*w + motor_power_K[2]*I_cmd*I_cmd; // // return power; // } // /** // * @brief 根据裁判系统和电容剩余容量对输出进行限制并设置电机参考值 // * // */ // static void LimitChassisOutput() // { // // float Plimit = 1.0f; // P_cmd = motor_rf->motor_controller.motor_power_predict + // motor_rb->motor_controller.motor_power_predict + // motor_lb->motor_controller.motor_power_predict + // motor_lf->motor_controller.motor_power_predict + 3.6f; // // // if(chassis_cmd_recv.buffer_energy<50&&chassis_cmd_recv.buffer_energy>=40) Plimit=0.9f; // // else if(chassis_cmd_recv.buffer_energy<40&&chassis_cmd_recv.buffer_energy>=35) Plimit=0.75f; // // else if(chassis_cmd_recv.buffer_energy<35&&chassis_cmd_recv.buffer_energy>=30) Plimit=0.5f; // // else if(chassis_cmd_recv.buffer_energy<30&&chassis_cmd_recv.buffer_energy>=20) Plimit=0.25f; // // else if(chassis_cmd_recv.buffer_energy<20&&chassis_cmd_recv.buffer_energy>=10) Plimit=0.125f; // // else if(chassis_cmd_recv.buffer_energy<10&&chassis_cmd_recv.buffer_energy>=0) Plimit=0.05f; // // else if(chassis_cmd_recv.buffer_energy==60) Plimit=1.0f; // // if (cap->cap_msg.cap_vol>1800) // { // P_max = input + chassis_cmd_recv.buffer_supercap ; // } // else // { // P_max = input; // } // float K = P_max / P_cmd; // // motor_rf->motor_controller.motor_power_scale = K; // motor_rb->motor_controller.motor_power_scale = K; // motor_lf->motor_controller.motor_power_scale = K; // motor_lb->motor_controller.motor_power_scale = K; // // { // DJIMotorSetRef(motor_lf, vt_lf); // DJIMotorSetRef(motor_rf, vt_rf); // DJIMotorSetRef(motor_lb, vt_lb); // DJIMotorSetRef(motor_rb, vt_rb); // } // // } // /** // * @brief 超电功率对缓冲功率进行闭环 // * // * // */ // static void SuperCapSetUpdate() // { // // PIDCalculate(&cap->buffer_pid, chassis_cmd_recv.buffer_energy,15);//对缓冲功率进行闭环 // input = chassis_cmd_recv.chassis_power_limit - cap->buffer_pid.Output; // LIMIT_MIN_MAX(input, 30, 130); // SuperCapSetPower(cap,input); // // } // /** // * @brief 根据每个轮子的速度反馈,计算底盘的实际运动速度,逆运动解算 // * 对于双板的情况,考虑增加来自底盘板IMU的数据 // * // */ // static void EstimateSpeed() { // // 根据电机速度和陀螺仪的角速度进行解算,还可以利用加速度计判断是否打滑(如果有) // // chassis_feedback_data.vx vy wz = // // ... // } // static chassis_mode_e last_chassis_mode; // static float rotate_speed = 70000; // /* 机器人底盘控制核心任务 */ // void ChassisTask() { // // 后续增加没收到消息的处理(双板的情况) // // 获取新的控制信息 // #ifdef ONE_BOARD // SubGetMessage(chassis_sub, &chassis_cmd_recv); // #endif // #ifdef CHASSIS_BOARD // chassis_cmd_recv = *(Chassis_Ctrl_Cmd_s *)CANCommGet(chasiss_can_comm); // #endif // CHASSIS_BOARD // // if (chassis_cmd_recv.chassis_mode == CHASSIS_ZERO_FORCE) { // 如果出现重要模块离线或遥控器设置为急停,让电机停止 // DJIMotorStop(motor_lf); // DJIMotorStop(motor_rf); // DJIMotorStop(motor_lb); // DJIMotorStop(motor_rb); // } else { // 正常工作 // DJIMotorEnable(motor_lf); // DJIMotorEnable(motor_rf); // DJIMotorEnable(motor_lb); // DJIMotorEnable(motor_rb); // } // // // 根据控制模式设定旋转速度 // switch (chassis_cmd_recv.chassis_mode) { // case CHASSIS_NO_FOLLOW: // 底盘不旋转,但维持全向机动,一般用于调整云台姿态 // chassis_cmd_recv.wz = 0; // break; // case CHASSIS_FOLLOW_GIMBAL_YAW: // 跟随云台,不单独设置pid,以误差角度平方为速度输出 // chassis_cmd_recv.wz = 40.0f * chassis_cmd_recv.offset_angle * abs(chassis_cmd_recv.offset_angle); // LIMIT_MIN_MAX(chassis_cmd_recv.wz,-35000,35000); // break; // case CHASSIS_SIDEWAYS: // 侧向,不单独设置pid,以误差角度平方为速度输出 // chassis_cmd_recv.wz = 20.0f * (chassis_cmd_recv.offset_angle - 45)* abs(chassis_cmd_recv.offset_angle - 45); // LIMIT_MIN_MAX(chassis_cmd_recv.wz,-35000,35000); // break; // case CHASSIS_ROTATE: // 自旋,同时保持全向机动;当前wz维持定值,后续增加不规则的变速策略 // if(last_chassis_mode != CHASSIS_ROTATE){ // rotate_speed = -rotate_speed; // } // chassis_cmd_recv.wz = rotate_speed; // break; // default: // break; // } // // last_chassis_mode = chassis_cmd_recv.chassis_mode; // // 根据云台和底盘的角度offset将控制量映射到底盘坐标系上 // // 底盘逆时针旋转为角度正方向;云台命令的方向以云台指向的方向为x,采用右手系(x指向正北时y在正东) // static float sin_theta, cos_theta; // cos_theta = arm_cos_f32(chassis_cmd_recv.offset_angle * DEGREE_2_RAD); // sin_theta = arm_sin_f32(chassis_cmd_recv.offset_angle * DEGREE_2_RAD); // // //一阶低通滤波计算 // first_order_filter_cali(&vx_filter, chassis_cmd_recv.vx); // first_order_filter_cali(&vy_filter, chassis_cmd_recv.vy); // // chassis_cmd_recv.vx = vx_filter.out; // chassis_cmd_recv.vy = vy_filter.out; // // chassis_vx = chassis_cmd_recv.vx * cos_theta - chassis_cmd_recv.vy * sin_theta; // chassis_vy = chassis_cmd_recv.vx * sin_theta + chassis_cmd_recv.vy * cos_theta; // // // chassis_vx = (1.0f - 0.30f) * chassis_vx + 0.30f * (chassis_cmd_recv.vx * cos_theta - chassis_cmd_recv.vy * sin_theta); // // chassis_vy = (1.0f - 0.30f) * chassis_vy + 0.30f * (chassis_cmd_recv.vx * sin_theta + chassis_cmd_recv.vy * cos_theta); // // // // 根据控制模式进行正运动学解算,计算底盘输出 // //MecanumCalculate(); // OmniCalculate(); // ////对缓冲功率进行闭环 // SuperCapSetUpdate(); // // 根据裁判系统的反馈数据和电容数据对输出限幅并设定闭环参考值 // LimitChassisOutput(); // // // float vofa_send_data[2]; // // vofa_send_data[0] = motor_lb->motor_controller.speed_PID.Ref; // // vofa_send_data[1] = motor_lb->motor_controller.speed_PID.Measure; // // vofa_justfloat_output(vofa_send_data, 8, &huart1); // // // 根据电机的反馈速度和IMU(如果有)计算真实速度 // EstimateSpeed(); // // //todo: 裁判系统信息移植到消息中心发送 // // 获取裁判系统数据 建议将裁判系统与底盘分离,所以此处数据应使用消息中心发送 // // 发送敌方方颜色id // //chassis_feedback_data.enemy_color = !referee_data->referee_id.Robot_Color; // // 当前只做了17mm热量的数据获取,后续根据robot_def中的宏切换双枪管和英雄42mm的情况 // //chassis_feedback_data.bullet_speed = referee_data->GameRobotState.shooter_id1_17mm_speed_limit; // // chassis_feedback_data.cap_vol = cap->cap_msg.cap_vol; // // // 推送反馈消息 // #ifdef ONE_BOARD // PubPushMessage(chassis_pub, (void *) &chassis_feedback_data); // #endif // #ifdef CHASSIS_BOARD // CANCommSend(chasiss_can_comm, (void *)&chassis_feedback_data); // #endif // CHASSIS_BOARD // }