173 lines
4.6 KiB
C
173 lines
4.6 KiB
C
/*
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* 云台模组
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*/
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#pragma once
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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/* Includes ----------------------------------------------------------------- */
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#include "component/ahrs.h"
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#include "component/filter.h"
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#include "component/pid.h"
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#include "device/motor_rm.h"
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#include "device/motor_dm.h"
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/* Exported constants ------------------------------------------------------- */
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#define GIMBAL_OK (0) /* 运行正常 */
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#define GIMBAL_ERR (-1) /* 运行时发现了其他错误 */
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#define GIMBAL_ERR_NULL (-2) /* 运行时发现NULL指针 */
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#define GIMBAL_ERR_MODE (-3) /* 运行时配置了错误的CMD_GimbalMode_t */
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/* Exported macro ----------------------------------------------------------- */
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/* Exported types ----------------------------------------------------------- */
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typedef enum {
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GIMBAL_MODE_RELAX, /* 放松模式，电机不输出。一般情况云台初始化之后的模式 */
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GIMBAL_MODE_ABSOLUTE, /* 绝对坐标系控制，控制在空间内的绝对姿态 */
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GIMBAL_MODE_RELATIVE, /* 相对坐标系控制，控制相对于底盘的姿态 */
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} Gimbal_Mode_t;
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/* 云台参数的结构体，包含所有初始化用的参数，通常是const，存好几组。*/
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typedef struct {
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KPID_Params_t yaw_omega; /* yaw轴角速度环PID参数 */
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KPID_Params_t yaw_angle; /* yaw轴角位置环PID参数 */
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KPID_Params_t pit_omega; /* pitch轴角速度环PID参数 */
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||
KPID_Params_t pit_angle; /* pitch轴角位置环PID参数 */
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/* 低通滤波器截止频率 */
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struct {
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float out; /* 电机输出 */
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float gyro; /* 陀螺仪数据 */
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} low_pass_cutoff_freq;
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struct {
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float zero_yaw; /* yaw轴零点位置，单位弧度 */
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float zero_pitch; /* pitch轴零点位置，单位弧度 */
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float yaw_travel_rad; /* 云台pitch轴行程弧度，-1表示无限位 */
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float pitch_travel_rad; /* 云台pitch轴行程弧度，-1表示无限位 */
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} mech_limit;
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} Gimbal_Params_t;
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/* 软件限位 */
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typedef struct {
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float max;
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float min;
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} Gimbal_Limit_t;
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/* 云台反馈数据的结构体，包含反馈控制用的反馈数据 */
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typedef struct {
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AHRS_Gyro_t gyro; /* IMU的陀螺仪数据 */
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/* 欧拉角 */
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struct {
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AHRS_Eulr_t imu; /* 由IMU计算的欧拉角 */
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AHRS_Eulr_t encoder; /* 由编码器计算的欧拉角 */
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} eulr;
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} Gimbal_Feedback_t;
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/*
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* 运行的主结构体，所有这个文件里的函数都在操作这个结构体。
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* 包含了初始化参数，中间变量，输出变量。
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*/
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typedef struct {
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uint64_t lask_wakeup;
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float dt;
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Gimbal_Params_t *param; /* 云台的参数，用Gimbal_Init设定 */
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/* 模块通用 */
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CMD_GimbalMode_t mode; /* 云台模式 */
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/* PID计算的目标值 */
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struct {
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AHRS_Eulr_t eulr; /* 表示云台姿态的欧拉角 */
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} setpoint;
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KPID_t pid[GIMBAL_PID_NUM]; /* PID数组 */
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Gimbal_Limit_t limit;
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LowPassFilter2p_t filter_out[GIMBAL_ACTR_NUM]; /* 输出滤波器滤波器数组 */
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float out[GIMBAL_ACTR_NUM]; /* 输出数组 */
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Gimbal_Feedback_t feedback; /* 反馈 */
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} Gimbal_t;
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/* Exported functions prototypes -------------------------------------------- */
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/**
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* \brief 初始化云台
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*
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* \param g 包含云台数据的结构体
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* \param param 包含云台参数的结构体指针
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* \param target_freq 任务预期的运行频率
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*
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* \return 函数运行结果
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*/
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int8_t Gimbal_Init(Gimbal_t *g, const Gimbal_Params_t *param, float limit,
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float target_freq);
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/**
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* \brief 通过CAN设备更新云台反馈信息
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*
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* \param gimbal 云台
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* \param can CAN设备
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*
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* \return 函数运行结果
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||
*/
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int8_t Gimbal_UpdateFeedback(Gimbal_t *gimbal, const CAN_t *can);
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||
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/**
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* \brief 运行云台控制逻辑
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*
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* \param g 包含云台数据的结构体
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* \param fb 云台反馈信息
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* \param g_cmd 云台控制指令
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* \param dt_sec 两次调用的时间间隔
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*
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* \return 函数运行结果
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*/
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int8_t Gimbal_Control(Gimbal_t *g, CMD_GimbalCmd_t *g_cmd, uint32_t now);
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/**
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* \brief 打包云台数据给AI
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*
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* \param g 包含云台数据的结构体
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* \param gimbal_for_ai 云台AI数据
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*
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* \return 函数运行结果
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||
*/
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||
uint8_t Gimbal_PackAI(Gimbal_t *g, const AHRS_Eulr_t *ai);
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||
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/**
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* \brief 复制云台输出值
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*
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* \param s 包含云台数据的结构体
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* \param out CAN设备云台输出结构体
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*/
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void Gimbal_DumpOutput(Gimbal_t *g, CAN_GimbalOutput_t *out);
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||
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/**
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||
* \brief 清空输出值
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||
*
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* \param output 要清空的结构体
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*/
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||
void Gimbal_ResetOutput(CAN_GimbalOutput_t *output);
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||
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||
/**
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* @brief 导出云台UI数据
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||
*
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||
* @param g 云台结构体
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||
* @param ui UI结构体
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||
*/
|
||
void Gimbal_DumpUI(const Gimbal_t *g, Referee_GimbalUI_t *ui);
|
||
#ifdef __cplusplus
|
||
}
|
||
#endif
|