2023无人机云台开源
硬件使用STM32F405RGT6作为主控芯片，主控板为自研通用云台板或自研B板
陀螺仪采用ICM20602
电机型号为GM6020、M3508、M2006，使用C610和C620电调。
使用Jlink在SWD模式下调试。
- 双轴云台控制
- 客户端UI界面的绘制
- 卡尔曼滤波陀螺仪解算
- 双轴云台陀螺仪软件限位
- 陀螺仪控制模式和电机角控制模式下的云台pid参数
- 无人机型号宏定义
- 无人机云台软件限位角度
- 无人机云台前馈参数
- 摩擦轮和拨盘pid参数
- Keil μVision V5.30（整车主体工程部分）
- CubeMX V6.6.1（陀螺仪硬件驱动部分）
- Jscope（可视化调试工具）
└─plane
│ Test.jscope
│
├─Gimbal_pitch_motor
│ │ keilkilll.bat
│ │
│ ├─CORE
│ │ core_cm4.h
│ │ core_cm4_simd.h
│ │ core_cmFunc.h
│ │ core_cmInstr.h
│ │ startup_stm32f40_41xxx.s
│ │
│ ├─FreeRTOS
│ │ croutine.c
│ │ event_groups.c
│ │ list.c
│ │ queue.c
│ │ readme.txt
│ │ tasks.c
│ │ timers.c
│ │
│ ├─FWLIB
│ │ ├─inc
│ │ │
│ │ └─src
│ │
│ ├─MYLIB
│ │ │ arm_math.h
│ │ │ bsp_referee.c
│ │ │ bsp_referee.h
│ │ │ can.c
│ │ │ can.h
│ │ │ communicate.c
│ │ │ communicate.h
│ │ │ config.h
│ │ │ crc.c
│ │ │ crc.h
│ │ │ FeedForward.c
│ │ │ FeedForward.h
│ │ │ friction.c
│ │ │ friction.h
│ │ │ GM6020.h
│ │ │ icm20602.c
│ │ │ icm20602.h
│ │ │ IMU.h
│ │ │ ins.c
│ │ │ ins.h
│ │ │ iwdg.c
│ │ │ iwdg.h
│ │ │ kalman_filter.c
│ │ │ kalman_filter.h
│ │ │ laser.c
│ │ │ laser.h
│ │ │ led.c
│ │ │ led.h
│ │ │ M2006.h
│ │ │ motor.c
│ │ │ motor.h
│ │ │ MX64.h
│ │ │ nvic.c
│ │ │ nvic.h
│ │ │ pid.c
│ │ │ pid.h
│ │ │ protocol.h
│ │ │ QuaternionEKF.c
│ │ │ QuaternionEKF.h
│ │ │ Referee.c
│ │ │ Referee.h
│ │ │ tim.c
│ │ │ tim.h
│ │ │ trajectory.c
│ │ │ trajectory.h
│ │ │ uart.c
│ │ │ uart.h
│ │ │ zerocheck.c
│ │ │ zerocheck.h
│ │ │
│ │ └─MathLib
│ │
│ ├─MYTASK
│ │ ActionControl_task.c
│ │ ActionControl_task.h
│ │ CharSendTask.c
│ │ CharSendTask.h
│ │ CPU_Task.c
│ │ CPU_Task.h
│ │ debug_task.c
│ │ debug_task.h
│ │ gimbal_task.c
│ │ gimbal_task.h
│ │ GraphicsSendTask.c
│ │ GraphicsSendTask.h
│ │ InsTask.c
│ │ InsTask.h
│ │ judge_task.c
│ │ judge_task.h
│ │ RefereeTask.c
│ │ RefereeTask.h
│ │ selfcheck_task.c
│ │ selfcheck_task.h
│ │ shoot_task.c
│ │ shoot_task.h
│ │ start_task.c
│ │ start_task.h
│ │
│ ├─OBJ
│ ├─SEGGER_RTT_V784
│ │ │ LICENSE.md
│ │ │ README.md
│ │ │
│ │ ├─Config
│ │ │ SEGGER_RTT_Conf.h
│ │ │
│ │ ├─Examples
│ │ │ Main_RTT_InputEchoApp.c
│ │ │ Main_RTT_MenuApp.c
│ │ │ Main_RTT_PrintfTest.c
│ │ │ Main_RTT_SpeedTestApp.c
│ │ │
│ │ ├─RTT
│ │ │ SEGGER_RTT.c
│ │ │ SEGGER_RTT.h
│ │ │ SEGGER_RTT_ASM_ARMv7M.S
│ │ │ SEGGER_RTT_printf.c
│ │ │
│ │ └─Syscalls
│ │ SEGGER_RTT_Syscalls_GCC.c
│ │ SEGGER_RTT_Syscalls_IAR.c
│ │ SEGGER_RTT_Syscalls_KEIL.c
│ │ SEGGER_RTT_Syscalls_SES.c
│ │
│ ├─TSET_FUNC
│ │ counter.c
│ │ counter.h
│ │ CPU_Task.c
│ │ CPU_Task.h
│ │ debug.c
│ │ debug.h
│ │ os_tick.c
│ │ os_tick.h
│ │ tools.c
│ │ tools.h
│ │
│ └─USER
│ │ ActionCtrol——task.c
│ │ JLinkLog.txt
│ │ JLinkSettings.ini
│ │ main.c
│ │ 无人机云台 - 快捷方式.lnk
│ │
│ ├─DebugConfig
│ │
│ ├─RTE
│ │ └─_F405RGT6_Demo
│ │ RTE_Components.h
│ │
│ └─SystemConfig
│ FreeRTOSConfig.h
│ stm32f4xx.h
│ stm32f4xx_conf.h
│ stm32f4xx_it.c
│ stm32f4xx_it.h
│ system_stm32f4xx.c
│ system_stm32f4xx.h
│
└─Python- 命名：大驼峰型(ChassisTask.c, AlgorithmOfCRC.c)
- 所有源文件在文件开头添加注释，注释规范如下：
/**
*@brief 简述
*@author 作者
*@date 2021-09-18
*/
- 除内联函数外，所有函数不得在头文件实例化
- 头文件应使用 ifndef 进行保护
<sample.h>
#ifndef __SAMPLE_H
#define __SAMPLE_H
#endif
/**
*@brief 简述
*@param1 参数1
*@param2 参数2（有几个参数就写几个）
*@return 返回值
*/
小驼峰(myName)
动词+名词(getLength, setParam) or 名词+动词(usartInit, dataRst)
- 只在当前文件内部使用的函数：声明为static
- 需要外部调用的函数：使用接口函数+函数指针 详见4. C语言实现类
| 类型 | 规范 | 示例 |
|---|---|---|
| 结构体类型定义 | 大驼峰，最后加_t | typedef struct{ }MotorData_t; |
| 结构体变量 | 大驼峰 | MotorData_t YawMotor; |
| 一般变量 | 全小写，下划线分隔 | present_value |
| 指针变量 | 以p_开头 | int *p_value |
| 全局变量 | 以g_开头 | g_judge |
| 宏定义，常量 | 全部大写 | REMOTE_RX_BUFFER_MAX |
| 枚举类型 | 全部大写，最后加_ENUM | typedef enum{ }MOTOR_MODEL_ENUM; |
- 变量名称基本原则：
- 禁止无意义的命名
- 禁止出现拼音。请使用简介明了的英文或缩写
- 好的代码是不解自明的：通过变量名即可明白该变量的作用。必要时添加注释辅助说明。
- 同一模块的变量，使用结构体封装管理 如Remote_Data_t
- 特定模块的变量，封装在函数内部，定义为函数内部变量(static)
- 文件内部变量均标为static
- 必需时才声明为全局变量，用g_标注
本工程中，步兵的各项功能均模块化，可以直接移植相关.c和.h文件到其他工程，简单修改API和硬件配置即可完成编译要求。
Keil编译完成无错误之后，通过Jlink的SWD工作模式下载到主控板，即可运行程序。
任务层:任务多线程执行函数,通过任务调度优先级分别调用,将具体动作功能分线程调度
行为层:具体的机器人动作
控制运算层:对数据进行处理,PID计算,卡尔曼滤波,前馈计算等
通信层:机器人各个部件的信息交流协议和通信格式
硬件驱动层:单片机外设配置初始化和驱动编写
---电机反馈模式 ---键鼠模式
---陀螺仪反馈模式 ---辅瞄模式
---掉电保护模式 ---遥控模式
左摇杆:上为单发,下为连发射击,左右控制无
右摇杆:云台控制上下左右
-
优化程序架构
提高模块化程度，将各模块代码进行进一步封装,做到各个功能模块去耦合，更换硬件或者修改拓扑时不需要对软件程序进行大规模修改。尽量利用宏定义或全局变量进行操作
-
增加异常检测和应对机制
在硬件出现问题时可以尽可能保持云台维持正常,设置保护模式等,不至于直接瘫痪失去战斗能力。
-
添加LOG系统
目前无人机还未添加LOG系统,未使用SD卡进行状态数据存储,后续可以加入SD卡的LOG系统来对开机状态下的云台各参数进行数据监控和复盘
-
更稳定、易调试的控制系统设计
pid控制已经满足上场对抗的基本要求，但是为了追求辅瞄以及飞行状态下击打地面单位更好的效果，我们希望能够探索更有效快速的控制系统，与此同时不能失去调试成本和效果之间的平衡。
-
更好的防枪管抖动设计
目前利用pid参数的调试能尽可能解决无人机在高射速射频的情况下枪管不抖动,但是这牺牲了Pitch轴的响应速度,后续会探索在防抖动和响应速度二者兼具的系统,以提高无人机云台的射击响应能力
陀螺仪解算及云台控制器：哈尔滨工程大学 创梦之翼战队 王洪玺 https://github.com/WangHongxi2001/RoboMaster-C-Board-INS-Example