Robofish
5c0752c7db
## 核心更新 ### 1. 决策节点 (rm_decision) - 新增决策节点作为系统核心控制器 - 整合视觉自瞄控制（云台）和运动控制（底盘） - 50Hz控制频率，实时决策 - 订阅: /data_mcu, /data_ref, /vision/aim, /nav_status, /cmd_vel_move - 发布: /data_ai (综合控制), /nav_goal (导航目标) ### 2. 消息系统重构 - 新增 DataAim.msg - 视觉自瞄控制（仅云台） - 新增 ChassisMode.msg - 底盘模式定义 - 新增 GimbalState.msg - 云台状态数据 - 修改 DataAI.msg - 综合控制指令（云台+底盘） ### 3. 视觉系统 ROS2 集成 - 创建 GimbalROS 适配器，替代直接串口通信 - 订阅 /data_mcu 获取云台状态 - 发布 /vision/aim 输出云台控制指令 - 修改所有视觉任务文件使用 ROS2 接口 ### 4. 视觉系统标准化 (rm_vision_bringup) - 添加 package.xml 使 rm_vision 成为标准 ROS2 包 - 创建 sentry_vision.launch.py - Sentry 专用启动 - 创建 calibration.launch.py - 统一标定工具 - 支持参数化启动不同类型的视觉程序 ### 5. 数据流架构 MCU ↔ Serial Driver → Vision/Decision → Simple Move → Nav2 ## 启动方式改进 之前: cd build/mr_vision && ./standard_mpc configs/standard4.yaml 现在: ros2 launch rm_vision_bringup sentry_vision.launch.py ## 文档更新 - 完善 README.md，添加完整系统架构图 - 新增 CHANGELOG.md 记录更新历史 - 添加详细的启动流程和标定工具说明 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
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12 KiB
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# MOVE_AI
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青岛理工大学 QUT MOVE 战队 RoboMaster 比赛上位机代码仓库
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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
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- [系统架构](#系统架构)
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- [功能模块](#功能模块)
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- [快速开始](#快速开始)
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- [启动流程](#启动流程)
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- [话题接口](#话题接口)
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- [测试命令](#测试命令)
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## 🏗️ 系统架构
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ 下位机 (MCU) │
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│ (STM32 + 电机 + IMU + 传感器) │
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└────────────────────────────┬────────────────────────────────────┘
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│ 串口通信
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↓
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┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
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│ rm_serial_driver (串口驱动) │
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│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │
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│ │ 发布: /data_mcu (MCU状态) │ │
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│ │ /data_ref (裁判系统数据) │ │
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│ │ /gimbal/state (云台状态) │ │
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│ │ 订阅: /data_ai (综合控制指令) │ │
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│ └──────────────────────────────────────────────────────────┘ │
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└───────┬─────────────────────────────────────────────┬───────────┘
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│ │
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↓ ↓
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┌──────────────────┐ ┌──────────────────┐
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│ rm_vision │ │ rm_decision │
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│ (视觉系统) │ │ (决策节点) │
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├──────────────────┤ ├──────────────────┤
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│ 订阅: │ │ 订阅: │
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│ /gimbal/state │ │ /data_mcu │
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│ │ │ /data_ref │
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│ 发布: │ │ /vision/aim │
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│ /vision/aim ─────┼─────────────────────────→ /nav_status │
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│ (云台控制) │ │ /cmd_vel_move │
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└──────────────────┘ │ │
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│ 发布: │
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┌──────────────────┐ │ /data_ai ────────┼──┐
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│ rm_simple_move │ │ /nav_goal │ │
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│ (运动控制) │ └────────┬─────────┘ │
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├──────────────────┤ │ │
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│ 订阅: │ │ │
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│ /nav_goal ←──────┼──────────────────────────────────┘ │
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│ │ │
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│ 发布: │ │
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│ /cmd_vel_move ───┼───────────────────────────────────────────────┘
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||
│ /nav_status │
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└────────┬─────────┘
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||
│
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↓
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┌──────────────────┐
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│ Nav2 Stack │
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│ (导航系统) │
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├──────────────────┤
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│ - 路径规划 │
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│ - 避障 │
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│ - 定位 │
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└──────────────────┘
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```
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## 🔧 功能模块
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### 1. **rm_serial_driver** - 串口驱动
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- 与下位机 MCU 进行串口通信
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- 接收 MCU 状态、裁判系统数据、云台状态
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- 发送综合控制指令到 MCU
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### 2. **rm_vision** - 视觉系统
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- 自瞄识别与跟踪
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- 能量机关识别
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- 输出云台控制指令（yaw/pitch 角度、速度、加速度）
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### 3. **rm_simple_move** - 运动控制
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- **PID 模式**：直接速度控制
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- **NAV 模式**：调用 Nav2 进行路径规划和导航
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- 输出底盘速度指令
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### 4. **rm_decision** - 决策节点（核心控制器）
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- 整合视觉自瞄控制（云台）
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- 整合运动控制指令（底盘）
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- 根据裁判系统、导航状态做决策
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- 输出统一的 `/data_ai` 控制指令
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### 5. **Nav2** - 导航系统
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- 全局路径规划
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- 局部避障
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- SLAM 定位
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## 🚀 快速开始
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### 环境要求
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- Ubuntu 22.04
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- ROS 2 Humble
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- C++17
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### 编译
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```bash
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cd /home/robofish/MOVE_AI
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||
colcon build --symlink-install
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source install/setup.bash
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```
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## 📡 启动流程
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### 方式一：分步启动（推荐调试）
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#### 1️⃣ 启动串口驱动
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```bash
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ros2 launch rm_serial_driver serial_driver.launch.py
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||
```
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#### 2️⃣ 启动导航系统
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```bash
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ros2 launch rm_nav_bringup nav.launch.py
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```
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#### 3️⃣ 启动视觉系统
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**Sentry 哨兵（推荐）：**
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```bash
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ros2 launch rm_vision_bringup sentry_vision.launch.py
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```
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**其他机器人类型：**
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```bash
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# 标准步兵
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ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=standard_mpc
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# 平衡步兵
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ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=balance_infantry_mpc
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# 自瞄调试模式
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ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=auto_aim_debug_mpc
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# 能量机关调试
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ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py vision_type:=auto_buff_debug_mpc
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# 自定义配置文件
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ros2 launch rm_vision_bringup vision.launch.py config:=sentry.yaml
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||
```
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#### 4️⃣ 启动决策节点
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```bash
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ros2 launch rm_decision decision.launch.py
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```
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### 方式二：一键启动（待实现）
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```bash
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ros2 launch rm_bringup full_system.launch.py
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```
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## 🎯 标定工具
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视觉系统提供了完整的标定工具链：
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### 相机标定
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```bash
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# 1. 采集标定图像（按 's' 保存，'q' 退出）
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ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=capture
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# 2. 标定相机内参
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||
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=calibrate_camera
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# 3. 手眼标定
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ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=calibrate_handeye
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# 4. 机器人-世界手眼标定
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ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=calibrate_robotworld_handeye
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# 5. 视频分割工具
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ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py calibration_type:=split_video
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```
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||
**自定义参数：**
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```bash
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||
# 指定配置文件和输出目录
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||
ros2 launch rm_vision_bringup calibration.launch.py \
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calibration_type:=capture \
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||
config:=calibration.yaml \
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output_folder:=my_calibration_data
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```
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## 📊 话题接口
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### 核心话题
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| 话题名称 | 消息类型 | 发布者 | 订阅者 | 说明 |
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|---------|---------|--------|--------|------|
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| `/data_mcu` | `rm_msgs/DataMCU` | serial_driver | decision | MCU 状态数据 |
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| `/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） |
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||
| `/vision/aim` | `rm_msgs/DataAim` | vision | decision | 视觉自瞄控制（仅云台） |
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||
| `/nav_goal` | `rm_msgs/NavGoal` | decision | simple_move | 导航目标 |
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||
| `/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 |
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| `/data_ai` | `rm_msgs/DataAI` | decision | serial_driver | 综合控制指令（云台+底盘） |
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### 数据流向
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```
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视觉控制流:
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MCU → /gimbal/state → Vision → /vision/aim → Decision → /data_ai → MCU
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底盘控制流:
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Decision → /nav_goal → SimpleMove → /cmd_vel_move → Decision → /data_ai → MCU
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导航反馈流:
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SimpleMove → /nav_status → Decision
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```
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## 🧪 测试命令
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### 查看话题列表
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```bash
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ros2 topic list
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||
```
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### 监控关键话题
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```bash
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# 查看决策输出
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ros2 topic echo /data_ai
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# 查看底盘速度
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ros2 topic echo /cmd_vel_move
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# 查看视觉自瞄
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ros2 topic echo /vision/aim
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# 查看导航状态
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ros2 topic echo /nav_status
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```
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### 发送导航目标
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#### NAV 模式（路径规划）
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```bash
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ros2 topic pub --once /nav_goal rm_msgs/msg/NavGoal \
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||
"{mode: 1, target_x: 4.0, target_y: -4.0, target_angle: 0.0, max_speed: 1.0, tolerance: 0.1}"
|
||
```
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||
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||
#### PID 模式（直接控制）
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||
```bash
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||
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}"
|
||
```
|
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||
### 可视化
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```bash
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||
# 启动 RViz 查看导航
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||
rviz2 -d $(ros2 pkg prefix rm_bringup)/share/rm_bringup/rviz/nav.rviz
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||
# 查看 TF 树
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||
ros2 run tf2_tools view_frames
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```
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## 📝 消息定义
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### DataAim（视觉自瞄 - 仅云台）
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```
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uint8 mode # 0:空闲 1:自瞄 2:小符 3:大符
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float32 yaw # 偏航角
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||
float32 yaw_vel # 偏航角速度
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||
float32 yaw_acc # 偏航角加速度
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||
float32 pitch # 俯仰角
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||
float32 pitch_vel # 俯仰角速度
|
||
float32 pitch_acc # 俯仰角加速度
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||
```
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||
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||
### DataAI（综合控制 - 云台+底盘）
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```
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uint8 mode # 云台模式
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float32 yaw, yaw_vel, yaw_acc
|
||
float32 pitch, pitch_vel, pitch_acc
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||
float32 vx, vy, wz # 底盘速度
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||
uint8 reserved # 底盘模式
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||
```
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||
### NavGoal（导航目标）
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```
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uint8 MODE_PID = 0 # PID 直接控制
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uint8 MODE_NAV = 1 # Nav2 导航
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uint8 mode
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float32 target_x, target_y, target_angle
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||
float32 max_speed, tolerance
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||
```
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|
||
### ChassisMode（底盘模式）
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||
```
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||
uint8 MODE_MANUAL = 0 # 手动控制
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uint8 MODE_FOLLOW = 1 # 跟随云台
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uint8 MODE_SPIN = 2 # 小陀螺
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||
uint8 MODE_NAV = 3 # 导航模式
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```
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## 🐛 调试技巧
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### 检查节点状态
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```bash
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ros2 node list
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ros2 node info /rm_decision
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```
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### 检查话题连接
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```bash
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||
ros2 topic info /data_ai
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||
```
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### 查看参数
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```bash
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ros2 param list /rm_decision
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ros2 param get /rm_decision enable_aim
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||
```
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### 日志级别
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```bash
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||
ros2 run rm_decision decision_node --ros-args --log-level debug
|
||
```
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## 📂 项目结构
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```
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MOVE_AI/
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├── src/
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│ ├── rm_serial_driver/ # 串口驱动
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│ ├── rm_vision/ # 视觉系统
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│ ├── rm_nav/ # 导航相关
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│ │ └── rm_simple_move/ # 运动控制
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│ ├── rm_decision/ # 决策节点
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│ ├── rm_msgs/ # 消息定义
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│ └── rm_bringup/ # 启动文件
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└── README.md
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```
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## 🤝 贡献
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欢迎提交 Issue 和 Pull Request！
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## 📄 许可证
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本项目采用 MIT 许可证。
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**青岛理工大学 QUT MOVE 战队** | RoboMaster 2026
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