213 lines
5.6 KiB
C
213 lines
5.6 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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||
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/* Includes ----------------------------------------------------------------- */
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||
#include "component/ahrs.h"
|
||
#include "component/filter.h"
|
||
#include "component/pid.h"
|
||
#include "device/motor.h"
|
||
#include "device/motor_dm.h"
|
||
#include "device/motor_rm.h"
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||
#include <stdint.h>
|
||
#include <stdbool.h>
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||
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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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/* 在 Gimbal_Vision_t 结构体中增加前馈成员 */
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typedef struct {
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uint8_t target_found;
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float yaw;
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float pit;
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float yaw_v_ff; // Yaw 速度前馈
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float pit_v_ff; // Pitch 速度前馈
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// 如有需要可增加加速度前馈 a_ff
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} Gimbal_Vision_t;
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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_AUTO_AIM, /* 火控系统托管模式，接收上位机或视觉算法指令 */
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} Gimbal_Mode_t;
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/* --- 新增：视觉/AI数据结构 --- */
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typedef struct {
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float yaw; /* 视觉解算出的空间目标绝对 Yaw 角度 */
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float pit; /* 视觉解算出的空间目标绝对 Pitch 角度 */
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uint8_t target_found; /* 视觉是否已锁定目标 (0: 未锁定, 1: 锁定) */
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float yaw_v_ff; // Yaw 速度前馈
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float pit_v_ff; // Pitch 速度前馈
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} Gimbal_Vision_t;
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typedef struct {
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Gimbal_Mode_t mode;
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float delta_yaw;
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float delta_pit;
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Gimbal_Vision_t vision; /* 新增：包含视觉/AI控制数据 */
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} Gimbal_CMD_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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#define LIMIT_POLYGON_POINTS 8
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typedef struct {
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float yaw; /* 节点的 Yaw 坐标 (横轴) */
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float pit; /* 节点的 Pitch 坐标 (纵轴) */
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} Gimbal_Point2D_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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MOTOR_DM_Param_t pit_motor; /* pitch轴电机参数 */
|
||
MOTOR_RM_Param_t yaw_motor; /* yaw轴电机参数 */
|
||
struct {
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||
KPID_Params_t yaw_omega; /* yaw轴角速度环PID参数 */
|
||
KPID_Params_t yaw_angle; /* yaw轴角位置环PID参数 */
|
||
KPID_Params_t pit_omega; /* pitch轴角速度环PID参数 */
|
||
KPID_Params_t pit_angle; /* pitch轴角位置环PID参数 */
|
||
} pid;
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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 yaw; /* yaw轴机械限位 */
|
||
float pit; /* pitch轴机械限位 */
|
||
} mech_zero;
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struct {
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||
float yaw; /* yaw轴机械限位行程 -1表示无限位 */
|
||
float pit; /* pitch轴机械限位行程 -1表示无限位*/
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||
} travel;
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||
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||
} Gimbal_Params_t;
|
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||
typedef struct {
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AHRS_Gyro_t gyro;
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||
AHRS_Eulr_t eulr;
|
||
} Gimbal_IMU_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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Gimbal_IMU_t imu;
|
||
struct {
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||
MOTOR_Feedback_t yaw; /* yaw轴电机反馈 */
|
||
MOTOR_Feedback_t pit; /* pitch轴电机反馈 */
|
||
} motor;
|
||
} Gimbal_Feedback_t;
|
||
|
||
/* 云台输出数据的结构体*/
|
||
typedef struct {
|
||
float yaw; /* yaw轴电机输出 */
|
||
float pit; /* pitch轴电机输出 */
|
||
} Gimbal_Output_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;
|
||
float dt;
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||
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||
const Gimbal_Params_t *param; /* 云台的参数，用Gimbal_Init设定 */
|
||
|
||
/* 模块通用 */
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||
Gimbal_Mode_t mode; /* 云台模式 */
|
||
|
||
/* 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 */
|
||
} setpoint;
|
||
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||
struct {
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||
KPID_t yaw_angle; /* yaw轴角位置环PID */
|
||
KPID_t yaw_omega; /* yaw轴角速度环PID */
|
||
KPID_t pit_angle; /* pitch轴角位置环PID */
|
||
KPID_t pit_omega; /* pitch轴角速度环PID */
|
||
} pid;
|
||
|
||
struct {
|
||
Gimbal_Limit_t yaw;
|
||
Gimbal_Limit_t pit;
|
||
} limit;
|
||
|
||
struct {
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||
LowPassFilter2p_t yaw;
|
||
LowPassFilter2p_t pit;
|
||
} filter_out;
|
||
|
||
Gimbal_Output_t out; /* 云台输出 */
|
||
Gimbal_Feedback_t feedback; /* 反馈 */
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||
|
||
} Gimbal_t;
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||
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||
/* Exported functions prototypes -------------------------------------------- */
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||
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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
|
||
*
|
||
* \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 target_freq);
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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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||
*
|
||
* \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 g_cmd 云台控制指令
|
||
*
|
||
* \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 g 包含云台数据的结构体
|
||
*/
|
||
void Gimbal_Output(Gimbal_t *g);
|
||
|
||
#ifdef __cplusplus
|
||
}
|
||
#endif |