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APP层应用编写指引
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(15?18?30?)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。