手柄增加智能模式和手动模式,操纵机身升高降低、摇摆更加灵活。

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@@ -24,7 +24,7 @@ void lqr_balance_loop();
void yaw_loop();
void leg_loop();
void jump_loop();
void resetToDefault();
void resetZeroPoint();
void jump_charge(); // 腿部弯曲(蓄能)
// RGB相关函数
@@ -80,12 +80,18 @@ CRGB blinkColors[6] = {CRGB::Red, CRGB::Red, CRGB::Yellow, CRGB::Yellow, CRGB::G
/************参数定义*************/
#define pi 3.1415927
// 舵机位置限制参数
#define LEG_HEIGHT_BASE 20 //20 腿部默认高度基准值,值越小,机身越高, 实测范围 -10(最高),52(最低)
// 机身平衡角度调整 roll轴
float roll_adjust = 0.0f;
// 机身高度
float leg_height_base = 20.0f; // 改为全局变量,初始值20 腿部默认高度基准值,值越小,机身越高, 实测范围 -10(最高),52(最低)
// #define LEG_HEIGHT_BASE 20 //20 腿部默认高度基准值,值越小,机身越高, 实测范围 -10(最高),52(最低)
#define SERVO0_MIN 2047 // 舵机1最低位置,大腿与小腿碰到一起, 从小车正面看右手边舵机
#define SERVO1_MIN 2047 // 舵机2最低位置,大腿与小腿碰到一起, 从小车正面看左手边舵机
#define SERVO0_MAX (2047 + 12 + 8.4 * (35 + 10)) // 2438 舵机1最高
#define SERVO1_MAX (2047 - 12 - 8.4 * (35 + 10)) // 1658 舵机2最高
float leg_position_add = 0; // roll轴平衡控制量
int left_height;
int right_height;
@@ -141,9 +147,6 @@ int jump_flag = 0; // 跳跃过程计数
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 默认着地
// 定义摇杆数值死区参数
const int deadZone = 10;
int wrobot_move_stop_flag = 0; // 摇杆没有前后左右运动指令,默认存在摇杆指令
// 电压检测
#define LED_BAT 13
@@ -164,14 +167,10 @@ bool robot_enabled = true; // 小车使能状态,true为起立状态,false
bool last_robot_enabled = true; // 记录上一次的小车状态
int sitting_down = 0; // 标记是否正在执行坐下动作
// 原地跳跃控制变量
int forward_jump_flag = 0; // 向前跳跃状态标志
int backward_jump_flag = 0; // 向后跳跃状态标志
int left_jump_flag = 0; // 向左跳跃状态标志
int right_jump_flag = 0; // 向右跳跃状态标志
typedef struct
{
int mode = 0; // 0:左摇杆左右转向控制(智能),1:左摇杆上下摇摆控制(手动)
int height = 30;
int roll;
int jump = 0; // 0 =不跳跃 1= 跳跃
@@ -204,8 +203,7 @@ typedef struct {
JoystickData remoteData;
// 记录上一次按钮状态,防止连续触发
bool last_btnY = 0;
const int deadZone = 10;
bool last_btnJoyRight = 0;
// ESP-NOW接收回调函数
@@ -229,7 +227,6 @@ void OnDataRecv(const uint8_t *mac, const uint8_t *incomingData, int len) {
if (remoteData.btnStart && !robot_enabled) {
robot_enabled = true;
sitting_down = 0; // 清除坐下动作标记
resetToDefault(); // 重置参数准备起立
}
// 修改后代码(保留摇杆指令,仅禁止起升/跳跃)
@@ -237,7 +234,6 @@ void OnDataRecv(const uint8_t *mac, const uint8_t *incomingData, int len) {
wrobot.jump = 0; // 禁止跳跃
wrobot.roll = 0; // 禁止左右摇摆(起升相关)
wrobot.height = 0; // 禁止高度调整(起升相关)
// 保留wrobot.joyx和wrobot.joyy,不设为0;删除return,让后续摇杆转换代码执行
}
// 跳跃状态不接受指令
@@ -255,31 +251,76 @@ void OnDataRecv(const uint8_t *mac, const uint8_t *incomingData, int len) {
// int joyRightX; // 左-右,0-960:中心默认:487,中心默认:423 ,映射到 -30 到 30,中心默认:0
// int joyRightY; // 上-下,1080-0,中心默认:525,映射到 100 到 -100,中心默认:0
// 左右 左摇杆X轴:先映射到-100~100,再按比例放大到-100~100
int convertedJ1PotX = constrain(
map(remoteData.joyLeftX, 0, 900, -100, 100),
-100, 100
);
// 前后移动 右摇杆Y轴:原始1080-0 → 目标100到-100
int convertedJ2PotY = constrain(
map(remoteData.joyRightY, 1080, 0, 100, -100), // 原始1080-0,目标100~-100
-100, 100
);
if(abs(convertedJ2PotY) > deadZone) { // 前后运动 -100 到 100
wrobot.joyy = convertedJ2PotY;
}else{
wrobot.joyy = 0;
}
// 上下 左摇杆Y轴:原始940-0 → 目标60到0
int convertedJ1PotY = constrain(
map(remoteData.joyLeftY, 940, 0, 60, 0), // 原始范围是940-0,目标0-60
0, 60
);
// 摇摆 右摇杆X轴:原始0-960 → 目标-100到100
int convertedJ2PotX = constrain(
map(remoteData.joyRightX, 0, 960, -30, 30) * (100.0/30), // 先映射到-30~30,再按比例放大到-100~100
-100, 100
);
if(wrobot.mode == 0) // 智能模式
{
// 前后 右摇杆Y轴:原始1080-0 → 目标100到-100
int convertedJ2PotY = constrain(
map(remoteData.joyRightY, 1080, 0, 100, -100), // 原始1080-0,目标100~-100
-100, 100
);
// 左右转向 左摇杆X轴:先映射到-100~100,再按比例放大到-100~100
int convertedJ1PotX = constrain(
map(remoteData.joyLeftX, 0, 900, -100, 100),
-100, 100
);
if(abs(convertedJ1PotX) > deadZone) { // 左右运动 -100 到 100
wrobot.joyx = convertedJ1PotX;
} else {
wrobot.joyx = 0;
}
// 跳跃 右摇杆按键
// 智能计算wrobot.height ,根据前后速度,
// convertedJ2PotY 范围-100到100,默认0,输出范围30(最矮)-50(最高), 默认 50
wrobot.height = map( abs(convertedJ2PotY), 0, 100, 50, 30);
wrobot.height = constrain(wrobot.height, 30, 50);
wrobot.height = lpf_height(wrobot.height);
}
else if(wrobot.mode == 1) // 手动模式
{
// 摇摆角度 左摇杆X轴,先映射到-60~60,再按比例放大到-100~100
int convertedJ1PotX = constrain(
map(remoteData.joyLeftX, 0, 900, -60, 60) * (100.0/60), // 先映射到-30~30,再按比例放大到-100~100
-100, 100
);
if(abs(convertedJ1PotX) > deadZone) {
roll_adjust = convertedJ1PotX;
}else{
roll_adjust = 0;
}
// 上下高度 左摇杆Y轴:原始940-0 → 目标MAX到MIN
int convertedJ1PotY = constrain(
map(remoteData.joyLeftY, 940, 0, 100, -100), // 原始范围940-0,目标范围100到-100,默认中间0
-100, 100
);
wrobot.height = map( convertedJ1PotY, -100, 100, 30, 70);
wrobot.height = constrain(wrobot.height, 30, 70);
wrobot.height = lpf_height(wrobot.height);
// 左右转向 右摇杆X轴:原始0-960 → 目标-100到100
int convertedJ2PotX = constrain(
map(remoteData.joyRightX, 0, 960, -100, 100), // 先映射到-30~30,再按比例放大到-100~100
-100, 100
);
if(abs(convertedJ2PotX) > deadZone) {
wrobot.joyx = convertedJ2PotX;
}else{
wrobot.joyx = 0;
}
}
// 跳跃 右摇杆按键
if (remoteData.btnJoyRight && !last_btnJoyRight) { // 1=true,0=false
wrobot.jump = 1; // 跳跃
}else{
@@ -287,62 +328,16 @@ void OnDataRecv(const uint8_t *mac, const uint8_t *incomingData, int len) {
}
last_btnJoyRight = remoteData.btnJoyRight;
// 向前跳跃 Y键
if (remoteData.btnY && robot_enabled && !last_btnY) {
forward_jump_flag = 1;
// 切换智能模式和手动模式
if (remoteData.btnY) { // 1:左摇杆上下摇摆控制(手动)
wrobot.mode = 1;
}
last_btnY = remoteData.btnY; // 防止连续输出向前跳跃
// 向后跳跃 A键
// if (remoteData.btnA && robot_enabled) {
// backward_jump_flag = 1;
// }
// // 向左跳跃 X键
// if (remoteData.btnX && robot_enabled) {
// left_jump_flag = 1;
// }
// // 向右跳跃 B键
// if (remoteData.btnB && robot_enabled) {
// right_jump_flag = 1;
// }
if(abs(convertedJ2PotY) > deadZone) { // 前后运动 -100 到 100
wrobot.joyy = convertedJ2PotY;
}else{
wrobot.joyy = 0;
}
// Serial.print("convertedJ2PotY:");
// Serial.print(convertedJ2PotY);
// Serial.print(",wrobot.joyy");
// Serial.println(wrobot.joyy);
if(abs(convertedJ1PotX) > deadZone) { // 左右运动 -100 到 100
wrobot.joyx = convertedJ1PotX;
} else {
wrobot.joyx = 0;
if (remoteData.btnA) { // 0:左摇杆左右转向控制(智能)
wrobot.mode = 0;
roll_adjust = 0.0f;
leg_height_base = 20.0f;
}
// if(abs(convertedJ1PotY) > deadZone) {
// wrobot.height = convertedJ1PotY;
// }else{
// wrobot.height = 0;
// }
// 根据前后速度,智能计算wrobot.height
// convertedJ2PotY 范围-100到100,默认0,输出范围20-50,默认 30
// 反向映射:绝对值30→60,绝对值100→0(线性过渡)
wrobot.height = map( abs(convertedJ2PotY), 0, 100, 50, 30);
// 强制约束输出在0~60范围内(防止异常值)
wrobot.height = constrain(wrobot.height, 30, 50);
// 使用低波过滤器,平滑数据
wrobot.height = lpf_height(wrobot.height);
// if(abs(convertedJ2PotX) > deadZone) {
// wrobot.roll = convertedJ2PotX;
// }else{
// wrobot.roll = 0;
// }
}
void setup()
@@ -427,14 +422,13 @@ void setup()
// monitor相关设置
motor1.useMonitoring(Serial);
motor2.useMonitoring(Serial);
// 电机初始化
motor1.init();
motor1.initFOC();
motor2.init();
motor2.initFOC();
// resetToDefault(); // 重置到默认参数状态
// FastLED初始化
FastLED.addLeds<WS2812, RGB_PIN, GRB>(leds, NUM_LEDS);
FastLED.setBrightness(50); // 设置亮度
@@ -450,11 +444,6 @@ void loop()
// 处理LED闪烁
// handleLEDBlink();
// 检测小车状态变化 坐 -> 站
if (robot_enabled && !last_robot_enabled) {
resetToDefault();
}
last_robot_enabled = robot_enabled;
bat_check(); // 电压检测
delayMicroseconds(1500);
@@ -471,51 +460,27 @@ void loop()
motor1.target = (-0.5) * (LQR_u + YAW_output); // target正数小车向前,负数向后
motor2.target = (-0.5) * (LQR_u - YAW_output);
// 小车倒地后,重置所有参数 测试
loopCounter++;
// loopCounter作用:在期初的800次循环内视为电源开通后第一次自平衡,不能进入resetToDefault()函数重置参数
// resetToDefaultCounter作用:防止小车倒地后某个角度,陷入循环,motor.target一直=0
if ((LQR_angle < -35.0f || LQR_angle > 70.0f ) && loopCounter > 800 && resetToDefaultCounter < 130) {
resetToDefault();
resetToDefaultCounter++;
resetZeroPoint();
resetToDefaultCounter++;
motor1.target = 0;
motor2.target = 0;
}
// 大仰角到底,轮子就不要转了 修改
if (abs(LQR_angle) > 120.0f) {
motor1.target = 0;
motor2.target = 0;
}
// 大仰角到底,轮子就不要转了
// if (abs(LQR_angle) > 70.0f) {
// motor1.target = 0;
// motor2.target = 0;
// }
// 达到平衡角度后,重置重置计数器
if( abs(LQR_angle) < 25.0f){
resetToDefaultCounter = 0;
}
// 向前跳跃
if(forward_jump_flag){
if(forward_jump_flag == 1){
jump_charge();
forward_jump_flag = 2;
}
if(forward_jump_flag == 2){
if(!sms_sts.ReadMove(ID[0]) && !sms_sts.ReadMove(ID[1])){
forward_jump_flag = 3;
}
}
if(forward_jump_flag >= 3){
forward_jump_flag ++ ;
if ( forward_jump_flag < 25) {
motor1.target = 1.8; // 保持向前脉冲
motor2.target = 1.8;
} else {
forward_jump_flag = 0;
jump_pre_flag = 1;
}
}
}
// 小车坐下
if (sitting_down) {
@@ -526,9 +491,14 @@ void loop()
if(wrobot.joyy < 0){
motor1.target = -1.0; // 负数小车向后,正数向前
motor2.target = -1.0;
Position[0] = SERVO0_MIN; // 修改
Position[1] = SERVO1_MIN;
} else { // 否则默认向前倒地 给个向前脉冲
motor1.target = 1.0; // 负数小车向后,正数向前
motor2.target = 1.0;
Position[0] = SERVO0_MIN + 60; // 修改
Position[1] = SERVO1_MIN - 60;
}
}else{
@@ -541,17 +511,13 @@ void loop()
// 收缩双腿,舵机到最低位置
if (sitting_down == 5) {
ACC[0] = ACC[1] = 150;
ACC[0] = ACC[1] = 100;
Speed[0] = Speed[1] = 200;
Position[0] = SERVO0_MIN;
Position[1] = SERVO1_MIN;
sms_sts.SyncWritePosEx(ID, 2, Position, Speed, ACC);
}
}
// Serial.println( "");
// 迭代计算FOC相电压
motor1.loopFOC();
motor2.loopFOC();
@@ -608,7 +574,6 @@ void lqr_balance_loop()
// 前进后退跳跃的系数都不一样
float speed_target_coeff = 0.1;
if( jump_flag ){ // 跳跃
// speed_target_coeff = 0.12;
speed_target_coeff = 0.1;
}else if(wrobot.joyy > 0 ){ // 前进
speed_target_coeff = 0.18;
@@ -624,17 +589,11 @@ void lqr_balance_loop()
unsigned long current_time = millis();
if (current_time - last_speed_record_time >= SPEED_RECORD_INTERVAL) {
robot_speed_diff = LQR_speed - last_lqr_speed;
// Serial.print(",robot_speed_last:");
// Serial.print(last_lqr_speed);
// Serial.print(",robot_speed_diff:");
// Serial.println(robot_speed_diff);
// Serial.print(",wheel_ground_flag:");
// Serial.println(wheel_ground_flag);
if(robot_speed_diff > 18.0) // 轮子离地
{
wheel_ground_flag = 0; // 轮子离地标记
// Serial.print("wheel_ground_flag:");
// Serial.print("TAKE OFF");
// Serial.print(wheel_ground_flag);
// Serial.print(",robot_speed_diff:");
// Serial.print(robot_speed_diff);
@@ -644,44 +603,39 @@ void lqr_balance_loop()
if( robot_speed_diff < -9.0) // 轮子着地
{
wheel_ground_flag = 1; // 轮子着地标记
// Serial.print("wheel_ground_flag:");
// Serial.print(wheel_ground_flag);
// Serial.print("LANDING:");
// Serial.print(",robot_speed_diff:");
// Serial.print(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
distance_zeropoint = LQR_distance;
pid_lqr_u.error_prev = 0;
resetZeroPoint();
}
}
last_lqr_speed = LQR_speed; // 每隔100ms更新一次历史转速
last_speed_record_time = current_time; // 更新记录时间
}
// 判断摇杆是否没有前后左右运动指令
// 重置位移零点和积分情形
// 1.判断摇杆是否没有前后左右运动指令
if ((wrobot.joyx_last != 0 && wrobot.joyx == 0) || (wrobot.joyy_last != 0 && wrobot.joyy == 0))
{
// wrobot_move_stop_flag = 1;
distance_zeropoint = LQR_distance; // 位移零点重置
pid_lqr_u.error_prev = 0; // 输出积分清零 测试
resetZeroPoint();
}
// 实时重置位移零点和积分情形
if (abs(robot_speed_diff) > 10 || (abs(LQR_speed) > 15)
// 2. 运动中实时重置位移零点和积分情形
if (abs(robot_speed_diff) > 10 || (abs(LQR_speed) > 15) // 这两种是启动后自平衡,速度较快
|| wrobot.joyy != 0 || sitting_down )
{
distance_zeropoint = LQR_distance;
pid_lqr_u.error_prev = 0; // 输出积分清零
resetZeroPoint();
}
distance_control = pid_distance(LQR_distance - distance_zeropoint);
// 计算 LQR_u
// 必须是在跳跃时,LQR_u= 角度控制量 + 角速度控制量
if ( (jump_flag > 0 && abs(robot_speed_diff) > 10) || (jump_flag > 0 and jump_flag < 120)) // jump_flag:100离地 120着地
// 必须是在跳跃时jump_flag > 0,LQR_u= 角度控制量 + 角速度控制量
if ((jump_flag > 0 and jump_flag < 120)) // jump_flag:100离地 120着地
{
LQR_u = angle_control + gyro_control; // 角度控制量 + 角速度控制,位移和速度控制分量被忽略
}
@@ -717,7 +671,7 @@ 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 || forward_jump_flag ){
if(sitting_down || jump_flag || jump_pre_flag ){
return; // 跳过后续leg高度计算
}
@@ -735,7 +689,7 @@ void leg_loop()
ACC[0] = ACC[1] = 100; // max 230
Speed[0] = Speed[1] = 400;
float roll_angle = (float)mpu6050.getAngleX() ; // + 5.0 实测偏差roll角度偏差
float roll_angle = (float)mpu6050.getAngleX() + roll_adjust; // 加上roll角度偏差
leg_position_add = pid_roll_angle(lpf_roll(roll_angle));
// 左后腿默认等于 wrobot.height
@@ -744,30 +698,32 @@ void leg_loop()
LegHeightDiff = 0; // 初始化 roll 角度补偿值
// 智能计算左右脚高度差, 如果同时有转向和前后指令 ,自动计算腿部高度补偿
if (abs(wrobot.joyx) > 10 && abs(wrobot.joyy) > 10)
{
LegHeightDiff = map(abs(wrobot.joyy), 0, 100, 0, 10);
leg_position_add = 0; // 不需要两个脚一样高
if(wrobot.mode == 0){
if (abs(wrobot.joyx) > 10 && abs(wrobot.joyy) > 10)
{
LegHeightDiff = map(abs(wrobot.joyy), 0, 100, 0, 10);
leg_position_add = 0; // 不需要两个脚一样高
}
if (wrobot.joyx > 10 && abs(wrobot.joyy) > 10)
{
// 左脚抬高
left_height = wrobot.height + LegHeightDiff ;
// Serial.print("左脚抬高");
}
else if (wrobot.joyx < -10 && abs(wrobot.joyy) > 10)
{
// 右脚抬高
right_height = wrobot.height + LegHeightDiff;
// Serial.print("右脚抬高");
}
}
if (wrobot.joyx > 10 && abs(wrobot.joyy) > 10)
{
// 左脚抬高
left_height = wrobot.height + LegHeightDiff ;
// Serial.print("左脚抬高");
}
else if (wrobot.joyx < -10 && abs(wrobot.joyy) > 10)
{
// 右脚抬高
right_height = wrobot.height + LegHeightDiff;
// Serial.print("右脚抬高");
}
// 根据新的高度计算舵机位置
// id[0] 正面看右手,id[1] 正面看左手
// 2047是舵机中间位置,8.4是系数,32是默认高度,最高80,最低32
// const int LEG_HEIGHT_BASE 这值越小,机身越高,实测范围 0(最高),52(最低)
Position[0] = 2047 + 8.4 * (left_height - LEG_HEIGHT_BASE) - leg_position_add;
Position[1] = 2047 - 8.4 * (right_height - LEG_HEIGHT_BASE) - leg_position_add;
Position[0] = 2047 + 8.4 * (left_height - leg_height_base ) - leg_position_add;
Position[1] = 2047 - 8.4 * (right_height - leg_height_base ) - leg_position_add;
// Serial.print("roll_angle:");
// Serial.print(roll_angle);
@@ -939,31 +895,10 @@ void bat_check()
bat_check_num++;
}
// 重置到默认参数状态,用于自平衡起立
void resetToDefault() {
angle_zeropoint = original_angle_zeropoint;
LQR_speed = 0;
LQR_distance = 0;
last_lqr_speed = 0;
speed_control = 0;
distance_control = 0;
// 需要将位移零点设置为当前位置
distance_zeropoint = (-0.5) * (motor1.shaft_angle + motor2.shaft_angle); // LQR_distance
pid_lqr_u.error_prev = 0;
LQR_u = 0; // 电压清零
// YAW轴控制数据
YAW_gyro = 0;
YAW_angle = 0;
YAW_output = 0;
jump_flag = 0;
leg_position_add = 0;
wrobot_move_stop_flag = 0;
// 重置距离零点
void resetZeroPoint() {
distance_zeropoint = LQR_distance;
pid_lqr_u.error_prev = 0;
}
// 添加LED闪烁处理函数