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RoboRTS infantry control firmware

Primary LanguageCOtherNOASSERTION

概述

软件环境

  • Toolchain/IDE : MDK-ARM V5
  • package version: STM32Cube FW_F4 V1.21.0
  • FreeRTOS version: 9.0.0
  • CMSIS-RTOS version: 1.02

编程规范

  • 变量和函数命名方式遵循 Unix/Linux 风格
  • chassis_task与gimbal_task是强实时控制任务，优先级最高，禁止被其他任务抢占或者阻塞
  • 不需要精确计时的任务，采用自行实现的软件定时器实现，定时精度受任务调度影响

注意事项

1.由于发射机构触动开关阻力非常小，轻微转动拨弹电机就可能造成子弹越过触动开关触碰摩擦轮，导致摩擦轮摩擦过大无法启动，造成摩擦轮磨损和电机启动失败。因此，开电前务必检查是否有子弹已经越过触动开关。取出办法：用手按住一侧摩擦轮，旋转另一个摩擦轮。

2.由于snail电机初始化未成功时，电机产生叫声的频率在角速度响应范围内，会极大的干扰云台控制，导致无法正常控制。解决方法：可以对陀螺仪数据采用带阻滤波解决。（本版本未加入）

3.在云台控制逻辑中，考虑到调试视觉识别装甲时可能需要发射子弹功能，所以自动模式下开放了单发功能。但如果在单发后没有将左拨杆回中，会导致在从自动模式下切回手动模式立刻触发连发模式。因此，在自动模式下单发之后务必保证将拨杆拨回中间位置。

4.国际开发板A型上有一枚跳线帽，用于短接板载4pin排针串口R与G（只有底盘需要短接R和G）。固件通过R引脚是否拉低区分底盘还是云台。出现不能控制且无声光报警请检查跳线帽是否松动，

云台校准方法

底层代码集成了云台自动校准功能，原理是先利用imu校准pitch，控制云台保持在水平面，当误差小于0.15度时，记录pitch中值，此过程大概花费20~30s；然后YAW向左旋转直到触碰左侧限位，再向右旋转至右侧限位，计算YAW中值。

触发条件：

1.开发板首次刷入程序或者参数区被清空

2.按下板载白色按键触发

3.上位机发送协议命令触发

注意：校准时务必将底盘放在水平地面；校准中可能出现pitch始终无法到达指定误差范围内，此时是因为云台配重问题导致，可以用手向上掰一下然后松开云台，加速调节过程。

模块离线说明

当车辆的某个模块离线时，可以根据开发板蜂鸣器的不同状态判断哪个模块出现了问题，并进行错误定位

蜂鸣器鸣叫次数按照离线模块的优先级进行错误指示，例如云台电机优先级高于拨弹电机，如果同时发生离线，先指示当前离线设备是云台电机

模块离线对应的状态如下，数字对应蜂鸣器每次鸣叫的次数，按照优先级排序：

底盘模块

  1. 右前轮电机掉线
  2. 左前轮电机掉线
  3. 左后轮电机掉线
  4. 右后轮电机掉线
  5. 单轴陀螺仪掉线

云台模块

  1. 云台 YAW 电机掉线

  2. 云台 PITCH 电机掉线

  3. 拨盘电机掉线

  4. 单轴陀螺仪掉线

  5. 遥控器离线，裁判系统或者 PC 端串口没有连接，此时红灯常亮

文档

快速开始

硬件接口

主控板使用 RM 开发板 A 型，各个功能接口的位置如下：

底盘硬件接口

注意：uwb、单轴陀螺仪、通信can2硬件上使用一个can，无需考虑接线顺序。

云台硬件接口

功能模块

手动模式：

提供遥控器基础控制。

全自动模式：

这种模式下底盘、云台、发射机构受到上层 PC 的完全控制，完全控制包含对这些执行机构以具体物理单位的控制。

操作档位说明：

手动档

遥控器控制（底盘跟随云台）：右拨杆上 遥控器控制（云台跟随地盘）：右拨杆中

  • 开、关摩擦轮（左拨杆上拨）
  • 单发、连发射击（左拨杆下拨）
自动档

正常比赛时使用（拨杆右下）

左拨杆位置对应功能：

  • 上：摩擦轮打开，其他全接管
  • 中：摩擦轮关闭，其他全接管
  • 下：只具有单发功能

程序说明

程序体系结构

体系框架

  1. 使用免费及开源的 freertos 操作系统，兼容其他开源协议 license；
  2. 使用标准 CMSIS-RTOS 接口，方便不同操作系统或平台间程序移植；
  3. 提供一套抽象步兵机器人bsp，简化上层逻辑；

Driver：直接操作底层硬件的设备驱动，在库函数和寄存器基础上，增加锁和异步等机制,提供更加易于使用的api。

Device：具有一种或者多种总线输入，一种或者多种数据输出的外部模块，或者通用的软件模块（掉线保护）。目前主要针对RM物资的驱动抽象成设备。

Controller：单输入单输出模型，提供一些公用的调用接口，更换不同的控制算法取决于不同的注册函数。

Algorithm：提供模块算法，基本文件间无相互依赖。

Module：由driver、device、controller、algorithm组成的，可以实现某种特殊功能的模块。比如RM电机组成的二轴云台、RM电机构成的麦轮底盘。

Utilities：通用系统组件，比如log系统。

Protocol：面向接口的一套上层和底层通信协议。

Application：上层应用逻辑，包括各类模式切换。

软件体系

程序启动

程序启动通过国际开发板A型的跳线帽区分启动任务

继承关系

硬件体系

  1. 主控 MCU：STM32F427IIHx，配置运行频率180MHz
  2. 模块通信方式：CAN；CAN设备：电机电调、陀螺仪模块
  3. 上下层通信方式：USB虚拟串口
  4. 麦轮安装方式：X型

协议数据

数据分类

协议数据按照通信方向可以分为两大类：

底层发送给上层的数据：

  1. 反馈信息：包含各个机构传感器反馈信息、底层计算出来的一些反馈信息；
  2. 底层状态信息：包含底层设备运行状态、底层对上层数据的一些响应等；
  3. 转发数据：包含裁判系统的全部信息、服务器端的自定义信息；

底层接收的上层数据：

  1. 控制信息：上层对底层 3 个执行机构的控制信息；