Er_sentry/User/module/gimbal.h
2025-12-02 20:17:08 +08:00

190 lines
5.2 KiB
C
Raw Permalink Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

#pragma once
#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
#include "bsp/struct_typedef.h"
#include "device/motor_dm.h"
#include "component/pid.h"
#include "device/motor_rm.h"
#include "component/ahrs.h"
#include "module/cmd.h"
#define GIMBAL_OK 0
#define GIMBAL_ERR -1
#define GIMBAL_ERR_NULL -2
#define GIMBAL_ERR_MODE (-3)
#define GIMBAL_ERR_TYPE (-4)
/* 软件限位 */
typedef struct
{
float max;
float min;
} Gimbal_Limit_t;
/* 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。*/
typedef struct
{
MOTOR_RM_Param_t yaw_6020_motor; /* yaw轴6020电机参数 */
MOTOR_DM_Param_t yaw_4310_motor; /* yaw轴4310电机参数 */
MOTOR_DM_Param_t pitch_4310_motor; /* pitch轴6020电机参数 */
struct
{
KPID_Params_t yaw_6020_motor_omega; /* yaw轴6020角速度环PID参数 */
KPID_Params_t yaw_6020_motor_angle; /* yaw轴6020角位置环PID参数 */
KPID_Params_t yaw_4310_motor_omega; /* yaw轴4310角速度环PID参数 */
KPID_Params_t yaw_4310_motor_angle; /* yaw轴4310角位置环PID参数 */
KPID_Params_t pitch_4310_motor_omega; /* pitch轴角速度环PID参数 */
KPID_Params_t pitch_4310_motor_angle; /* pitch轴角位置环PID参数 */
} pid;
/* 低通滤波器截止频率 */
struct
{
float out; /* 电机输出 */
float gyro; /* 陀螺仪数据 */
} low_pass_cutoff_freq;
struct
{
float yaw_6020; /* 小yaw轴6020机械限位 */
float yaw_4310; /* 大yaw轴4310机械限位 */
float pitch_4310; /* pitch轴4310机械限位 */
} mech_zero;
struct
{
float yaw_6020; /* 小yaw轴6020机械限位行程 -1表示无限位 */
float yaw_4310; /* 大yaw轴4310机械限位行程 -1表示无限位*/
float pitch_4310; /* pitch轴4310机械限位行程 -1表示无限位*/
} travel;
} Gimbal_Param_t;
typedef struct
{
AHRS_Gyro_t gyro;
AHRS_Eulr_t eulr;
} Gimbal_IMU_t;
/* 云台反馈数据的结构体,包含反馈控制用的反馈数据 */
typedef struct
{
Gimbal_IMU_t imu;
struct
{
MOTOR_Feedback_t yaw_4310_motor_feedback;
MOTOR_Feedback_t pitch_4310_motor_feedback;
MOTOR_Feedback_t yaw_6020_motor_feedback;
} motor;
} Gimbal_feedback_t;
/* 云台输出数据的结构体*/
typedef struct
{
float yaw_6020; /* yaw轴6020电机输出 */
float yaw_4310; /* yaw轴4310电机输出 */
float pitch_4310; /* pitch轴4310电机输出 */
} Gimbal_Output_t;
typedef struct
{
uint64_t last_wakeup;
float dt;
Gimbal_Param_t *param; /* 云台的参数用Gimbal_Init设定 */
/* 模块通用 */
Gimbal_Mode_t mode; /* 云台模式 */
/* PID计算的目标值 */
struct
{
AHRS_Eulr_t eulr; /* 表示云台姿态的欧拉角 */
float yaw_4310; /* 大yaw电机目标角度 */
} setpoint;
struct
{
KPID_t yaw_6020_angle; /* yaw轴6020角位置环PID */
KPID_t yaw_6020_omega; /* yaw轴6020角速度环PID */
KPID_t yaw_4310_angle; /* yaw轴4310角位置环PID */
KPID_t yaw_4310_omega; /* yaw轴4310角速度环PID */
KPID_t pitch_4310_angle; /* pitch轴4310角位置环PID */
KPID_t pitch_4310_omega; /* pitch轴4310角速度环PID */
} pid;
struct
{
Gimbal_Limit_t yaw_6020;
Gimbal_Limit_t yaw_4310;
Gimbal_Limit_t pitch_4310;
} limit;
struct
{
LowPassFilter2p_t yaw_6020;
LowPassFilter2p_t yaw_4310;
LowPassFilter2p_t pitch_4310;
} filter_out;
Gimbal_Output_t out; /* 云台输出 */
Gimbal_feedback_t feedback; /* 反馈 */
} Gimbal_t;
/* Exported functions prototypes -------------------------------------------- */
/**
* \brief 初始化云台
*
* \param g 包含云台数据的结构体
* \param param 包含云台参数的结构体指针
* \param target_freq 任务预期的运行频率
*
* \return 函数运行结果
*/
int8_t Gimbal_Init(Gimbal_t *g, Gimbal_Param_t *param,
float target_freq);
/**
* \brief 通过CAN设备更新云台反馈信息
*
* \param gimbal 云台
* \param can CAN设备
*
* \return 函数运行结果
*/
int8_t Gimbal_UpdateFeedback(Gimbal_t *gimbal);
int8_t Gimbal_UpdateIMU(Gimbal_t *gimbal, const Gimbal_IMU_t *imu);
/**
* \brief 运行云台控制逻辑
*
* \param g 包含云台数据的结构体
* \param fb 云台反馈信息
* \param g_cmd 云台控制指令
* \param dt_sec 两次调用的时间间隔
*
* \return 函数运行结果
*/
int8_t Gimbal_Control(Gimbal_t *g, Gimbal_CMD_t *g_cmd);
/**
* \brief 云台输出
*
* \param s 包含云台数据的结构体
* \param out CAN设备云台输出结构体
*/
void Gimbal_Output(Gimbal_t *g);
#ifdef __cplusplus
}
#endif