autolabor-m1-doc/chassis/controlRule.md

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### <mark>注意</mark>
* 在使用串口发送指令时,底层超过 **1s** 没有接收到上位机的指令会向上位机返回错误状态码FF (error状态:连接超时此时用户如果想要重新控制车辆需要发送Reset命令
* 在调试发送指令时先发一条Reset命令然后接着发指令如:
0x 55 AA 02 02 05 00 FA
0x 55 AA 09 00 01 00 04 00 00 00 00 00 00 F3
0x 55 AA 02 02 05 00 FA
0x 55 AA 09 00 01 00 04 00 00 00 00 00 00 F3
...
#### 串口测试速度指令样例
##### 左转
55 AA 02 02 05 00 FA 55 AA 09 00 01 00 00 00 04 00 00 00 00 F3
##### 右转
55 AA 02 02 05 00 FA 55 AA 09 00 01 00 04 00 00 00 00 00 00 F3
##### 前进
55 AA 02 02 05 00 FA 55 AA 09 00 01 00 04 00 04 00 00 00 00 F7
##### 后退
55 AA 02 02 05 00 FA 55 AA 09 00 01 FF FA FF FA 00 00 00 00 F7
下面列出几个常用的控制指令示例:
# 控制车轮速度指令
假设请求左车轮速度为0.1m/s传输数据帧内容为
0x 55 AA 09 00 01 00 04 00 00 00 00 00 00 F3
<table>
<tbody>
<tr align="center">
<td rowspan="2">Header</td>
<td rowspan="2">Length</td>
<td rowspan="2">Sequence</td>
<td colspan="5">Payload</td>
<td rowspan="2">Checksum </td>
</tr>
<tr align="center">
<td width="10%">MsgID</td>
<td colspan="4">PARAM</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>55 AA</td>
<td>09</td>
<td>00</td>
<td>01</td>
<td>00 04</td>
<td>00 00</td>
<td>00 00</td>
<td>00 00</td>
<td>F3</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>起始标志位</td>
<td>有效数据的长度为9个字节</td>
<td>第一个指令</td>
<td>控制车轮速度指令</td>
<td>左车轮</td>
<td>右车轮</td>
<td colspan="2">固定不变为0</td>
<td>异或校验码</td>
</tr>
</tbody>
</table>
如上文所说通常我们所说的速度是以m/s为单位的速度而指令中车轮速度的参数实际上是单位时间内期望编码器的计数在此需要将指令的速度Vm/s结合AP1下位机的物理参数进行计算下面是车轮速度换算方法。
M1下位机物理参数如下表
名称 | 参数 | 说明
:-------------: | :-------------: | :-------------
wheel_diameter | 0.25 | 车轮直径,单位:米
encoder_resolution | 1600 | 编码器转一圈产生的脉冲数
PID_RATE | 50 | PID调节PWM值的频率
假设我们给M1左轮V=0.1m/s的速度右轮速度的计算指令与此相同<a name="caculate-method">计算方法</a>如下:
车轮转动一圈,移动的距离为轮子的周长:
distance_one_round
=wheel_diameter*π
=wheel_diameter*3.1415926
=0.25*3.1415926
车轮转动一圈,编码器产生的脉冲数为:
wheel_encoder_resolution
=1*encoder_resolution
=1*1600
=1600
编码器与车轮连接在一起车轮转1圈编码器转1圈编码器的脉冲数可以理解为编码器计数编码器自转一圈计数1600则车轮转一圈编码器计数为1600。
所以AP1每移动1米产生脉冲数编码器的计数为:
ticks_per_meter
=(1/distance_one_round)*wheel_encoder_resolution
=1/(0.25*3.1415926)*1600
=2037.18
又因为PID的频率是1秒钟50次所以指令的参数计算方法为:
int(V*ticks_per_meter/PID_RATE)
=int(0.1*2037.18/50)
=4
用户可直接使用0.1m/s速度的计算结果来对应自己期望的速度换算成相应的数值如0.2m/s为81m/s为40等。
接着将计算出来的4换算为16进制为
00 04
则速度指令的PARAM为
00 04 00 00 00 00 00 00
注:如果用户发送的速度超过了最大速度,则会按最大速度行进。
# 获取电池电量指令
0x 55 AA 02 01 02 00 FE
<table>
<tbody>
<tr align="center">
<td rowspan="2">Header</td>
<td rowspan="2">Length</td>
<td rowspan="2">Sequence</td>
<td colspan="2">Payload</td>
<td rowspan="2">Checksum </td>
</tr>
<tr align="center">
<td>MsgID</td>
<td>PARAM</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>55 AA</td>
<td>02</td>
<td>01</td>
<td>02</td>
<td>00</td>
<td>FE</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>起始标志位</td>
<td>有效数据的长度为2个字节</td>
<td>第二个指令</td>
<td>小车的电量请求</td>
<td>参数为00</td>
<td>异或校验码</td>
</tr>
</tbody>
</table>
# 重置状态指令
当接收到下位机发送的错误状态码FF时需要将AP1状态重置Reset),才能重新恢复控制,指令如下:
0x 55 AA 02 02 05 00 FA
<table>
<tbody>
<tr align="center">
<td rowspan="2">Header</td>
<td rowspan="2">Length</td>
<td rowspan="2">Sequence</td>
<td colspan="2">Payload</td>
<td rowspan="2">Checksum </td>
</tr>
<tr align="center">
<td>MsgID</td>
<td>PARAM</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>55 AA</td>
<td>02</td>
<td>02</td>
<td>05</td>
<td>00</td>
<td>FA</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>起始标志位</td>
<td>有效数据的长度为2个字节</td>
<td>第三个指令</td>
<td>重置状态指令</td>
<td>参数为00</td>
<td>异或校验码</td>
</tr>
</tbody>
</table>
# 清除编码器计数指令
0x 55 AA 02 03 06 00 F8
<table>
<tbody>
<tr align="center">
<td rowspan="2">Header</td>
<td rowspan="2">Length</td>
<td rowspan="2">Sequence</td>
<td colspan="2">Payload</td>
<td rowspan="2">Checksum </td>
</tr>
<tr align="center">
<td>MsgID</td>
<td>PARAM</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>55 AA</td>
<td>02</td>
<td>03</td>
<td>06</td>
<td>00</td>
<td>F8</td>
</tr>
<tr align="center">
<td>起始标志位</td>
<td>有效数据的长度为2个字节</td>
<td>第四个指令</td>
<td>请求清除编码器计数</td>
<td>参数为00</td>
<td>异或校验码</td>
</tr>
</tbody>
</table>