MOVE_AI

青岛理工大学 QUT MOVE 战队 RoboMaster 比赛上位机代码仓库

支持步兵/英雄/无人机、哨兵、雷达等兵种，集成导航、自瞄、决策等功能。

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📋 目录

• 系统架构
• 功能模块
• 快速开始
• 启动流程
• 话题接口
• 测试命令

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🏗️ 系统架构

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                          下位机 (MCU)                            │
│                    (STM32 + 电机 + IMU + 传感器)                 │
└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
                             │ 串口通信
                             ↓
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    rm_serial_driver (串口驱动)                   │
│  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐  │
│  │ 发布: /data_mcu (MCU状态)                                 │  │
│  │       /data_ref (裁判系统数据)                            │  │
│  │       /gimbal/state (云台状态)                            │  │
│  │ 订阅: /data_ai (综合控制指令)                             │  │
│  └──────────────────────────────────────────────────────────┘  │
└───────┬─────────────────────────────────────────────┬───────────┘
        │                                             │
        ↓                                             ↓
┌──────────────────┐                         ┌──────────────────┐
│   rm_vision      │                         │  rm_decision     │
│   (视觉系统)      │                         │  (决策节点)       │
├──────────────────┤                         ├──────────────────┤
│ 订阅:             │                         │ 订阅:             │
│ /gimbal/state    │                         │ /data_mcu        │
│                  │                         │ /data_ref        │
│ 发布:             │                         │ /vision/aim      │
│ /vision/aim ─────┼─────────────────────────→ /nav_status      │
│ (云台控制)        │                         │ /cmd_vel_move    │
└──────────────────┘                         │                  │
                                             │ 发布:             │
┌──────────────────┐                         │ /data_ai ────────┼──┐
│  rm_simple_move  │                         │ /nav_goal        │  │
│  (运动控制)       │                         └────────┬─────────┘  │
├──────────────────┤                                  │            │
│ 订阅:             │                                  │            │
│ /nav_goal ←──────┼──────────────────────────────────┘            │
│                  │                                               │
│ 发布:             │                                               │
│ /cmd_vel_move ───┼───────────────────────────────────────────────┘
│ /nav_status      │
└────────┬─────────┘
         │
         ↓
┌──────────────────┐
│   Nav2 Stack     │
│   (导航系统)      │
├──────────────────┤
│ - 路径规划        │
│ - 避障            │
│ - 定位            │
└──────────────────┘

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🔧 功能模块

1. rm_serial_driver - 串口驱动

• 与下位机 MCU 进行串口通信
• 接收 MCU 状态、裁判系统数据、云台状态
• 发送综合控制指令到 MCU

2. rm_vision - 视觉系统

• 自瞄识别与跟踪
• 能量机关识别
• 输出云台控制指令（yaw/pitch 角度、速度、加速度）

3. rm_simple_move - 运动控制

• PID 模式：直接速度控制
• NAV 模式：调用 Nav2 进行路径规划和导航
• 输出底盘速度指令

4. rm_decision - 决策节点（核心控制器）

• 整合视觉自瞄控制（云台）
• 整合运动控制指令（底盘）
• 根据裁判系统、导航状态做决策
• 输出统一的 /data_ai 控制指令

5. Nav2 - 导航系统

• 全局路径规划
• 局部避障
• SLAM 定位

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🚀 快速开始

环境要求

• Ubuntu 22.04
• ROS 2 Humble
• C++17

编译

cd /home/robofish/MOVE_AI
colcon build --symlink-install
source install/setup.bash

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📡 启动流程

方式一：分步启动（推荐调试）

1️⃣ 启动串口驱动

ros2 launch rm_serial_driver serial_driver.launch.py

2️⃣ 启动导航系统

ros2 launch rm_nav_bringup nav.launch.py

3️⃣ 启动视觉系统

Sentry 哨兵（推荐）：

ros2 launch rm_vision_bringup sentry_vision.launch.py

其他机器人类型：

# 标准步兵
ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=standard_mpc

# 平衡步兵
ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=balance_infantry_mpc

# 自瞄调试模式
ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=auto_aim_debug_mpc

# 能量机关调试
ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=auto_buff_debug_mpc

# 自定义配置文件
ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py config:=sentry.yaml

4️⃣ 启动决策节点

ros2 launch rm_decision decision.launch.py

方式二：一键启动（待实现）

ros2 launch rm_bringup full_system.launch.py

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🎯 标定工具

视觉系统提供了完整的标定工具链：

相机标定

# 1. 采集标定图像（按 's' 保存，'q' 退出）
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=capture

# 2. 标定相机内参
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=calibrate_camera

# 3. 手眼标定
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=calibrate_handeye

# 4. 机器人-世界手眼标定
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=calibrate_robotworld_handeye

# 5. 视频分割工具
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=split_video

自定义参数：

# 指定配置文件和输出目录
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py \
  calibration_type:=capture \
  config:=calibration.yaml \
  output_folder:=my_calibration_data

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📊 话题接口

核心话题

话题名称	消息类型	发布者	订阅者	说明
/data_mcu	rm_msgs/DataMCU	serial_driver	decision	MCU 状态数据
/data_ref	rm_msgs/DataRef	serial_driver	decision	裁判系统数据
/gimbal/state	rm_msgs/GimbalState	serial_driver	vision	云台状态（姿态、速度）
/vision/aim	rm_msgs/DataAim	vision	decision	视觉自瞄控制（仅云台）
/nav_goal	rm_msgs/NavGoal	decision	simple_move	导航目标
/nav_status	rm_msgs/NavStatus	simple_move	decision	导航状态反馈
/cmd_vel_move	geometry_msgs/Twist	simple_move	decision	底盘速度指令
/data_ai	rm_msgs/DataAI	decision	serial_driver	综合控制指令（云台+底盘）

数据流向

视觉控制流:
MCU → /gimbal/state → Vision → /vision/aim → Decision → /data_ai → MCU

底盘控制流:
Decision → /nav_goal → SimpleMove → /cmd_vel_move → Decision → /data_ai → MCU

导航反馈流:
SimpleMove → /nav_status → Decision

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🧪 测试命令

查看话题列表

ros2 topic list

监控关键话题

# 查看决策输出
ros2 topic echo /data_ai

# 查看底盘速度
ros2 topic echo /cmd_vel_move

# 查看视觉自瞄
ros2 topic echo /vision/aim

# 查看导航状态
ros2 topic echo /nav_status

发送导航目标

NAV 模式（路径规划）

ros2 topic pub --once /nav_goal rm_msgs/msg/NavGoal \
  "{mode: 1, target_x: 4.0, target_y: -4.0, target_angle: 0.0, max_speed: 1.0, tolerance: 0.1}"

PID 模式（直接控制）

ros2 topic pub --once /nav_goal rm_msgs/msg/NavGoal \
  "{mode: 0, target_x: 1.0, target_y: 0.5, target_angle: 0.0, max_speed: 0.5, tolerance: 0.05}"

可视化

# 启动 RViz 查看导航
rviz2 -d $(ros2 pkg prefix rm_bringup)/share/rm_bringup/rviz/nav.rviz

# 查看 TF 树
ros2 run tf2_tools view_frames

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📝 消息定义

DataAim（视觉自瞄 - 仅云台）

uint8 mode              # 0:空闲 1:自瞄 2:小符 3:大符
float32 yaw             # 偏航角
float32 yaw_vel         # 偏航角速度
float32 yaw_acc         # 偏航角加速度
float32 pitch           # 俯仰角
float32 pitch_vel       # 俯仰角速度
float32 pitch_acc       # 俯仰角加速度

DataAI（综合控制 - 云台+底盘）

uint8 mode              # 云台模式
float32 yaw, yaw_vel, yaw_acc
float32 pitch, pitch_vel, pitch_acc
float32 vx, vy, wz      # 底盘速度
uint8 reserved          # 底盘模式

NavGoal（导航目标）

uint8 MODE_PID = 0      # PID 直接控制
uint8 MODE_NAV = 1      # Nav2 导航
uint8 mode
float32 target_x, target_y, target_angle
float32 max_speed, tolerance

ChassisMode（底盘模式）

uint8 MODE_MANUAL = 0   # 手动控制
uint8 MODE_FOLLOW = 1   # 跟随云台
uint8 MODE_SPIN = 2     # 小陀螺
uint8 MODE_NAV = 3      # 导航模式

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🐛 调试技巧

检查节点状态

ros2 node list
ros2 node info /rm_decision

检查话题连接

ros2 topic info /data_ai

查看参数

ros2 param list /rm_decision
ros2 param get /rm_decision enable_aim

日志级别

ros2 run rm_decision decision_node --ros-args --log-level debug

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📂 项目结构

MOVE_AI/
├── src/
│   ├── rm_serial_driver/    # 串口驱动
│   ├── rm_vision/           # 视觉系统
│   ├── rm_nav/              # 导航相关
│   │   └── rm_simple_move/  # 运动控制
│   ├── rm_decision/         # 决策节点
│   ├── rm_msgs/             # 消息定义
│   └── rm_bringup/          # 启动文件
└── README.md

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🤝 贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request！

📄 许可证

本项目采用 MIT 许可证。

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