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application
这是application层的说明。
使用说明
在main函数中包含robot.h
头文件,这是对整车的抽象。将INStask
,motortask
,ledtask
,monitortask
这四个task加入freertos.c
中,创建对应的任务,设置合适的任务运行间隔;然后将robottask
放入freertos.c中,同样以一定的频率运行。 在初始化实时系统之前,在main()
中调用RobotInit()
进行整车的初始化。
关于运行的任务,INStask的运行频率必须为1kHz,motortask推荐的运行频率为200Hz~500Hz(详情见module/motor/motor_task.c),在MotorTask内部,对于高实时性要求的电机可以提升到1kHz,不过要注意CAN总线的负载。ledtask的运行频率推荐为1kHz,monitortask的运行频率为1kHz;robottask的运行频率推荐为150Hz以上,应当高于视觉发送的频率,若后续使用插帧,同样应该保证不低过motortask太多。
若使用双板,则在robot_def.h
中给对应的开发板设定宏定义,如底盘板使用#define CHASSIS_BOARD
,云台板使用#define GIMBAL_BOARD
;单个开发板控制整车,则定义#define ONE_BOARD
。在每个应用中,都已经使用编译预处理指令完成条件编译,会自动根据设定的宏切换功能。使用双板的时候,目前板间通信通过CAN完成,因此两个开发板会挂载在一条总线上,在两个开发板对这条总线的其他使用CAN的设备进行配置时注意不要发生ID冲突,还要注意防止负载过大。
同样,在该文件中你需要修改一些关于机器人的参数。比如底盘和云台对齐时yaw电机编码器的值,拨盘的单圈载弹量、底盘的轴距等等。
封装总览
Robot.c是整个机器人的抽象,其下有4个应用:robot_cmd,gimbal,chassis,shoot。此框架当前是针对步兵/英雄/哨兵设计的,其他机器人只需要根据各自的特殊机构进行修改即可。robot_cmd是整个机器人的核心应用,其负责接受遥控器/上位机发来的指令,并将指令转化为实际的运动控制目标,发送给其他三个应用。后者会根据robot_cmd发来的命令,设定电机和其他执行单元的参考值等。
为了进一步解耦应用之间的关系,这里并没有采用层级结构(或设计模式中所谓的工厂模式,即robot_cmd包含其他三个模块),而采用了应用并列的发布-订阅机制,四个应用之间没有任何相互包含关系,他们之间的通信通过module层提供的message_center
实现。每个应用会通过该模块向一些话题(事件)发布一些消息,同时从一些话题订阅消息。如robot_cmd应用会发布其他三个模块的控制信息,同时订阅其他三个模块的反馈信息。其他三个模块会订阅robot_cmd发布的控制信息,同时发布反馈给robot_cmd的信息,他们不需要知道彼此的存在,只是从message_center
处获取其他应用发布的消息或向自己发布的话题推送消息。
application在初始化module的时候,初始化参数会包含部分bsp的内容,但仅仅是外设和引脚的选择以及id设置(用于通信的外设需要id设置)。实际上当前框架的app层和cubemx初始化部分耦合,在配置的时候就必须确定每个外设的作用和归属权,一旦cubemx完成设置app层必须按照对应参数设置引脚和并分配module的外设.后续考虑将cubemx和bsp耦合,去除顶层代码和底层的关系
整车程序流程
graph TD
main调用RobotInit进行初始化 --> RobotInit调用基础bsp初始化以及各个app的初始化 --> 各个app进行消息订阅初始化和自有模块的初始化 --> 启动实时系统 --> 各任务开始运行
任务开始之后,每个app之间的交互关系如下:
graph TD
robot_cmd获取遥控器/上位机指令以及各个应用发布的回传信息 --> 将指令转化为具体的控制信息 --> 发布指令到对应话题
gimbal/chassis/shoot则根据订阅的robot_cmd发布的消息,将具体的控制信息根据当前模式转化为执行单元的目标值,通过自己拥有的模块完成这些指令,然后把回传的信息发布到对应话题。
每个应用的具体流程和实现,参见它们各自的说明文档。
开发要点
各个应用之间务必通过message_center
以发布-订阅的方式进行消息交换,不要出现包含关系,这可以大大减小耦合度并提高合作开发的效率。