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APP层应用编写指引

neozng1@hnu.edu.cn

通信机制

**应用之间不应该有任何包含关系,它们必须是平行工作的。**而这通过pub-sub的机制实现。module层提供了message_center模块,支持发布订阅者的消息订阅机制。以传统的框架为例,负责整车控制的应用和其他应用(或任务)是从属的树状结构,或不同的任务和应用之间通过全局变量传递消息(请不要使用全局变量!),而此框架下的不同应用是并行的关系。

如果一个应用希望获取另一个应用的数据,那么他应该订阅由此此应用发布的话题。一个应用要把自己希望共享的数据,注册到消息中心,即发布。为了区别不同的消息来源(你希望订阅谁的消息?哪一个消息?),可以通过话题名进行订阅。也就是说,消息中心作为第三方,管理所有的消息发布者和订阅者,它像报刊亭一样对消息进行中转,使得不同的应用之间不需要包含彼此,更不用全局变量也能共享消息。

更多关于发布-订阅的实现,请参考modules/message_center下的文档。

robot_def.h

这是机器人的参数配置文件,必须要针对每个机器人进行修改。包括机器人的尺寸参数和性能参数等。你还需要在这里设定软硬件配置:云台板/底盘板/单板等。这里定义的宏会作为条件编译的决断。

app层共用的状态变量和结构体等也应该定义在这里例如用于应用之间通信的数据。记得用于通信的变量要用:

#pragma pack(1) 
typedef struct
{
    // your struct 

} your_struct;
#pragma pack()

包裹起来取消字节对齐以防止出现访问8-bit地址而出现错误。

如果你需要其他的通信数据类型或修改模块间通信数据的格式,直接在此处更改即可。

robot_cmd

机器人命令模块是对整个机器人的抽象,对于单板控制整车的情况,该应用应该包含接收控制指令的模块,例如遥控器、视觉通信模块。该模块会处理接收到的控制数据,并将其转化为具体的、定量的控制信息发送给其他模块。同时cmd应用会处理模块和应用离线的情况出现紧急状况时停止所有执行机构的运行。

如从遥控器获知当前右侧摇杆拨向上方则将遥控器发来的数值转化为底盘前进的速度值然后发送给其他应用。同时robot_cmd还要从其他应用获取反馈信息做出其他决策。可以将其视为整个机器人的大脑

robot_cmd工作起来就像一个遥控数据的兼容层不论数据的来源是视觉上位机/遥控器/键鼠/图传通信链路/ps手柄最后都会被转化成真实参考输入提供给其他的app。它的任务是将其他来源的数据映射到控制输入上。

gimbal

以步兵为例云台应用应当包含两个电机分别用于驱动yaw和pitch轴除非你是一个三轴的云台还有一个imu开发板一般放在云台上。gimbal模块会接收robot_cmd发来的控制信息云台的角度、转速等并通过电机提供的接口完成电机的参考值设定。gimbal还要把imu的数据反馈给cmd用于和视觉的通信以及云台状态的判断。

shoot

还是以步兵为例发射应用应当包括摩擦轮电机、拨盘电机和弹舱盖。根据cmd应用发来的控制信息决定当前的发射模式单发、双发、连发弹舱盖的开合以及射速151830等。

chassis

以步兵为例底盘应该包括4个电机。根据cmd应用发来的控制信息进行麦克纳姆轮的运动学解算从而获知四个电机需要的设定值然后调用电机提供的接口进行设定。chassis还要根据电机的反馈数据以及imu信息如果有imu的话即双板的情况云台一个底盘一个计算底盘的实际运动状态反馈给robot_cmd应用。

lift

以工程机器人为例抬升机构应该包含用于抬升的执行单元可能是气缸、电磁阀、电机、点推杆等根据cmd发来的数据控制执行单元运行到特定的高度并进行必要的反馈。

双板兼容

此框架对单开发板/双开发板/多开发板的情况都提供了支持多板一般只在工程机器人上出现需要自己在robot_cmd和robot_def增加相应的条件编译选项robot.c中也不要忘记增加初始化和任务运行函数目前通过条件编译实现了对单双板的切换。使用双板时主控板在云台上连接遥控器和上位机副板在底盘上负责底盘的运动控制和与裁判系统的通信。

当然,你可以为每台不同的机器人进行特化,因为本框架是针对步兵/英雄定制的。