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增加重力感应，主打身段要柔软

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myperworld committed 2025-10-30 19:03:27 +08:00
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README.md
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@@ -55,3 +55,5 @@ B站演示地址：https://space.bilibili.com/25336365
增加手柄震动功能，右扳机按下时，触发震动，连接时震动，断开时震动，起立时震动。
2025-10-19 v1.2版本优化前后左右跳跃功能，前后长时间倒地后自恢复功能。
2025-10-30 v1.2增加重力感应，主打身段要柔软。
v1.2/Shibo-main-TOMMY/src/main.cpp
+82 -22
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@@ -15,12 +15,12 @@ Modify by Tommy 2025
/************函数申明*************/
// 平衡算法函数
void lqr_balance_loop();
void yaw_loop();
void leg_loop();
void jump_loop();
void obstacle_jump_loop();
void resetZeroPoint();
void jump_charge(); // 腿部弯曲（蓄能）
@@ -28,6 +28,9 @@ void jump_charge(); // 腿部弯曲（蓄能）
void processControllerData(const XboxControllerNotificationParser& data);
void runActionSequence();
// 障碍检测函数
void detectObstacle();
const int deadZone = 10; // 摇杆死区阈值
bool last_btnA = 0;
bool last_btnB = 0;
@@ -83,6 +86,7 @@ SMS_STS sms_sts;
// MPU6050实例
MPU6050 mpu6050(I2Ctwo);
/************参数定义*************/
#define pi 3.1415927
@@ -112,6 +116,10 @@ s16 Position[2];
u16 Speed[2];
byte ACC[2];
int last_servo_load = 0; // 上一时刻的舵机2负载
unsigned long last_servo_sample_time = 0; // 上一次负载采样时间
const unsigned long SERVO_SAMPLE_INTERVAL = 300; // 负载采样间隔（500毫秒）
// 腿部高度逻辑
// float leg_height_base 20 # 基准值
// float LegHeightDiff ; # 根据前后转向运动时，智能计算两腿高度差
@@ -137,6 +145,7 @@ float LQR_u = 0;
float angle_zeropoint = 8; // 5 设定默认俯仰角度，向前到正，向后倒负
float original_angle_zeropoint = 8; // 保存原始的角度零点
float distance_zeropoint = 0.5f; // 轮部位移零点偏置
// float pitch_adjust = 0.0f; // 俯仰角度调整
// YAW轴控制数据
float YAW_gyro = 0;
@@ -152,18 +161,23 @@ const unsigned long SPEED_RECORD_INTERVAL = 100; // 转速记录间隔(毫秒)
float last_lqr_speed = 0; // 记录上一时刻的轮部转速
float robot_speed_diff = 0; // 速度差
int jump_flag = 0; // 跳跃过程计数
int jump_pre_flag = 0; // 跳跃前蓄能计数
int forward_jump_flag = 0; // 前跳跃标志位
int back_jump_flag = 0; // 后跳跃标志位
int left_jump_flag = 0; // 左跳跃标志位
int right_jump_flag = 0; // 右跳跃标志位
int jump_pre_flag = 0; // 跳跃前蓄能计数
int wheel_ground_flag = 1; // 轮子是否离地标记 默认离地
int wheel_ground_flag = 1; // 轮子是否离地标记 默认离地
// 倒地恢复计数
int fallRecoveryResetCounter = 0;
// 快速下坠检测相关参数
bool is_falling = false; // 快速下坠状态标志
// 小车状态控制
// bool robot_enabled = true; // 小车使能状态，true为起立状态，false为坐下状态
// bool last_robot_enabled = true; // 记录上一次的小车状态
@@ -173,8 +187,9 @@ int fallRecoveryResetCounter = 0;
bool robot_enabled = false; // 开机禁用平衡，默认坐下
bool last_robot_enabled = false; // 同步初始状态
int sitting_down = 1; // 开机直接进入“坐下状态”，避免无控制
int stand_up_count = 0; // 站立标志位
// 动作执行状态管理
// 动作组执行状态管理
bool isExecutingAction = false;
bool isPausing = false;
unsigned long currentPauseDuration = 0;
@@ -296,9 +311,12 @@ void loop()
bat_check(); // 电压检测
delayMicroseconds(1500);
mpu6050.update(); // IMU数据更新
lqr_balance_loop(); // lqr自平衡控制
yaw_loop(); // yaw轴转向控制
jump_loop(); // 跳跃动作
leg_loop(); // 腿部动作控制
runActionSequence(); // 执行动作序列
@@ -332,29 +350,30 @@ void loop()
// 达到平衡角度后，重置重置计数器
if( abs(LQR_angle) < 25.0f){
fallRecoveryResetCounter = 0;
stand_up_count = 0;
}
// Serial.println(String(LQR_angle));
// 向左跳跃
if ( left_jump_flag > 2 && left_jump_flag < 20) {
if ( left_jump_flag > 2) {
motor1.target = 5.0; // 脉冲
motor2.target = -5.0;
}
// 向右跳跃
if ( right_jump_flag > 2 && right_jump_flag < 20) {
if ( right_jump_flag > 2) {
motor1.target = -5.0; // 脉冲
motor2.target = 5.0;
}
// 向前跳跃
if ( forward_jump_flag > 2 && forward_jump_flag < 20) {
if ( forward_jump_flag > 2) {
motor1.target = 2.3; // 脉冲
motor2.target = 2.3;
}
// 向后跳跃
if ( back_jump_flag > 2 && back_jump_flag < 15) {
if ( back_jump_flag > 2 ) {
motor1.target = -1.0; // 脉冲
motor2.target = -1.0;
}
@@ -442,9 +461,13 @@ void lqr_balance_loop()
LQR_distance = (-0.5) * (motor1.shaft_angle + motor2.shaft_angle); // 两个电机的旋转角度（shaft_angle）,单位：弧度（rad）实际位移量
LQR_speed = (-0.5) * (motor1.shaft_velocity + motor2.shaft_velocity); // 两个电机角速度（shaft_velocity）,单位：弧度 / 秒（rad/s）
LQR_angle = (float)mpu6050.getAngleY(); // mpu6050 pitch 角度，单位：度（°）
// Serial.print("LQR_angle:");
// Serial.println(LQR_angle);
LQR_gyro = (float)mpu6050.getGyroY(); // pitch Y轴角速度,单位：度 / 秒（°/s）
angle_control = pid_angle(LQR_angle - angle_zeropoint);
angle_control = pid_angle(LQR_angle - angle_zeropoint); // pitch_adjust
gyro_control = pid_gyro(LQR_gyro);
// 前进后退跳跃的系数都不一样
@@ -468,23 +491,22 @@ void lqr_balance_loop()
if(robot_speed_diff > 18.0) // 轮子离地
{
wheel_ground_flag = 0; // 轮子离地标记
// wheel_ground_flag = 0; // 轮子离地标记
// Serial.print("TAKE OFF");
// Serial.print(wheel_ground_flag);
// Serial.print(",robot_speed_diff:");
// Serial.print(robot_speed_diff);
// Serial.println(robot_speed_diff);
// Serial.print(",jump_flag:");
// Serial.println(jump_flag); // 100 左右
}
if( robot_speed_diff < -9.0) // 轮子着地
{
wheel_ground_flag = 1; // 轮子着地标记
// wheel_ground_flag = 1; // 轮子着地标记
// Serial.print("LANDING:");
// Serial.print(",robot_speed_diff:");
// Serial.print(robot_speed_diff);
// Serial.println(robot_speed_diff);
// Serial.print(",jump_flag:");
// Serial.println(jump_flag); // 120左右
if( jump_flag ){ // 落地点作为新的位移零点
resetZeroPoint();
}
@@ -550,12 +572,39 @@ void lqr_balance_loop()
void leg_loop()
{
// 如果坐下就不控制腿部
if(sitting_down || jump_flag || jump_pre_flag || left_jump_flag || right_jump_flag || forward_jump_flag || back_jump_flag){
if(sitting_down
|| jump_flag || jump_pre_flag
|| left_jump_flag || right_jump_flag || forward_jump_flag || back_jump_flag){
return; // 跳过后续leg高度计算
}
// 1. 获取并处理MPU6050 Z轴加速度
float z_accel = mpu6050.getAccZ(); // 1.1~1.2左右
// 机身大角度，譬如倒地时，强制腿部收缩
// 2. 快速下坠检测与处理
if (z_accel >1.8f && !is_falling && stand_up_count == 0) {
is_falling = true;
// 腿部收缩
ACC[0] = 250;
ACC[1] = 250;
Speed[0] = 1000;
Speed[1] = 1000;
Position[0] = SERVO0_MIN + 150;
Position[1] = SERVO1_MIN - 150;
sms_sts.SyncWritePosEx(ID, 2, Position, Speed, ACC);
return; // 跳过后续正常高度计算
}
// 3. 下坠结束判断与恢复逻辑
if (is_falling) {
if (!sms_sts.ReadMove(ID[0]) && !sms_sts.ReadMove(ID[1])) {
is_falling = false;
}else{
return;
}
}
// 机身大角度倒地时，强制腿部收缩
if (abs(LQR_angle) > 25.0f)
{
// 默认舵机速度和加速度
@@ -569,6 +618,7 @@ void leg_loop()
return; // 跳过后续leg高度计算
}
// 正常腿部高度计算
ACC[0] = wrobot.acc0; // 强转为byte（舵机库要求）
ACC[1] = wrobot.acc1;
Speed[0] = wrobot.speed0; // 强转为u16（舵机库要求）
@@ -648,28 +698,28 @@ void jump_loop()
if( left_jump_flag ){
left_jump_flag ++ ;
if( left_jump_flag >= 20 ){
if( left_jump_flag > 20 ){
left_jump_flag = 0;
}
}else if( right_jump_flag ){
right_jump_flag ++ ;
if( right_jump_flag >= 20 ){
if( right_jump_flag > 20 ){
right_jump_flag = 0;
}
}else if( forward_jump_flag ){
forward_jump_flag ++ ;
if(forward_jump_flag >= 15){ // 向前跳跃只有20个脉冲
if(forward_jump_flag > 20){ // 向前跳跃只有20个脉冲
forward_jump_flag = 0;
}
}else if( back_jump_flag ){
back_jump_flag ++ ;
if(back_jump_flag >= 20){
if(back_jump_flag > 15){
back_jump_flag = 0;
}
@@ -803,7 +853,6 @@ void processControllerData(const XboxControllerNotificationParser& remoteData) {
return;
}
// 坐下
if (remoteData.btnLB && !last_btnLB && robot_enabled) {
robot_enabled = false;
@@ -820,6 +869,7 @@ void processControllerData(const XboxControllerNotificationParser& remoteData) {
if (remoteData.btnRB && !robot_enabled) {
robot_enabled = true;
sitting_down = 0; // 清除坐下动作标记
stand_up_count ++; // 站立标志位
}
last_btnRB = remoteData.btnRB;
@@ -880,6 +930,7 @@ void processControllerData(const XboxControllerNotificationParser& remoteData) {
if(remoteData.btnDirUp) {
leg_height_base -= 0.20;
}
// 下降
if(remoteData.btnDirDown) {
leg_height_base += 0.20;
@@ -957,6 +1008,15 @@ void processControllerData(const XboxControllerNotificationParser& remoteData) {
XboxtrigRTVibration();
}
// 舵机中位校准 中间十字左右键同时按下
if (remoteData.btnSelect && !last_btnSelect && remoteData.btnStart && !last_btnStart) {
sms_sts.CalibrationOfs(ID[0]);
sms_sts.CalibrationOfs(ID[1]);
XboxKeyVibration(100,1000); // 震动
Serial.println("CalibrationOfs");
}
last_btnSelect = remoteData.btnSelect;
last_btnStart = remoteData.btnStart;
}
// 执行连续动作的函数