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四足机器人实战篇之十：cheetah mini运动控制工程解读（附C++代码）

news 2024/10/31 9:40:00

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TODO:写完再整理

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前言
一、主程序入口
- 1.代码流程
- 2.终端设置信息提示
总结
参考资料

前言

认知有限，望大家多多包涵，有什么问题也希望能够与大家多交流，共同成长！

在这里插入图片描述
四足机器人运动控制相关教程及博客请关注专栏：
https://blog.csdn.net/qq_35635374/category_11523325.html

足式机器人&机械臂控制合集(这个比较全面)：
https://blog.csdn.net/qq_35635374/article/details/142862871

本文先对cheetah 3/mini运动控制工程解读做个简单的介绍，具体内容后续再更，其他模块可以参考去我其他文章

代码流程：主程序入口是机器人控制系统的起始点，它负责初始化系统并引导进入命令行操作。此阶段，系统会打印描述robot程序的命令行标志的消息，以便用户了解如何与程序交互。

提示：以下是本篇文章正文内容

一、主程序入口

1.代码流程

（1）提示终端输入命令行操作，打印描述robot程序的命令行标志的消息

"Usage: robot [robot-id] [sim-or-robot] [parameters-from-file]\n""\twhere robot-id:     3 for cheetah 3, m for mini-cheetah\n""\t      sim-or-robot: s for sim, r for robot\n""\t      param-file:   f for loading parameters from file, l (or nothing) for LCM\n""                      this option can only be used in robot mode\n"

（2）选择机器人类型

MINI_CHEETAH
CHEETAH_3【防盗标记–盒子君hzj】

（3）选择运行是仿真还是真实机器人

s代表sim
r代表robot

（4）选择文件参数加载方式

（1）从文件加载参数
（2）不加载参数

（5）根据上面选择的状态连接机器人合适的驱动
1）仿真桥（模拟器）驱动
2）硬件桥（实体）驱动【防盗标记–盒子君hzj】

/*!* 功能：设置并运行给定的机器人控制器* 参数1：argc用于选择机器人* 参数2：argv[1][~]用于选择机器人，argv[2][~]用于选择是否是仿真，argv[2][~]用于选择是否加载参数文件* argv用于选择仿真还是robot* 注意：RobotController用于选择对应的控制器 * 步骤：(1)通过argv选择机器人类型(2)通过argv选择是否是仿真环境(3)通过argv选择是否加载文件参数(4)根据配置的仿真状态或者真实状态启动模拟器连接桥(5)运行run函数进行动作这里是主程序的入口*/
int main_helper(int argc, char** argv, RobotController* ctrl) 
{/*（1）提示终端输入命令行操作，打印描述robot程序的命令行标志的消息*///if (argc != 3 && argc != 4) {printUsage();     // 打印描述robot程序的命令行标志的消息return EXIT_FAILURE;}*（2）选择机器人类型*//if (argv[1][0] == '3')        //3代表猎豹3,先判断是不是猎豹3{gMasterConfig._robot = RobotType::CHEETAH_3;} else if (argv[1][0] == 'm')   //m代表迷你猎豹，再判断是不是猎豹mini {gMasterConfig._robot = RobotType::MINI_CHEETAH;} else                          //既不是猎豹3又不是猎豹mini就报错{printUsage();return EXIT_FAILURE;}*（3）选择运行是仿真还是真实机器人*//if (argv[2][0] == 's')              //s代表sim{gMasterConfig.simulated = true;} else if (argv[2][0] == 'r')         //r代表robot{gMasterConfig.simulated = false;}else                                //既不是仿真，又不是sim就报错 {printUsage();return EXIT_FAILURE;}*（4）选择文件加载方式*//if(argc == 4 && argv[3][0] == 'f')  //f用于从文件加载参数{gMasterConfig.load_from_file = true;printf("Load parameters from file\n");}else                                //不加载参数{gMasterConfig.load_from_file = false;printf("Load parameters from network\n");}printf("[Quadruped] Cheetah Software\n");printf("        Quadruped:  %s\n",gMasterConfig._robot == RobotType::MINI_CHEETAH ? "Mini Cheetah": "Cheetah 3");printf("        Driver: %s\n", gMasterConfig.simulated? "Development Simulation Driver": "Quadruped Driver");/ /*根据上面选择的状态连接机器人合适的驱动（仿真驱动或者robot驱动）*////*机器人若选择的是仿真状态*/if (gMasterConfig.simulated) {if(argc != 3)                                         //报错{printUsage();return EXIT_FAILURE;}if (gMasterConfig._robot == RobotType::MINI_CHEETAH)  //仿真选择的是猎豹mini，仿真连接猎豹mini的驱动{SimulationBridge simulationBridge(gMasterConfig._robot, ctrl);//设置模拟器连接桥simulationBridge.run();   //连接到仿真函数printf("[Quadruped] SimDriver run() has finished!\n");} else if (gMasterConfig._robot == RobotType::CHEETAH_3)//仿真选择的是猎豹3，仿真连接猎豹3的驱动{SimulationBridge simulationBridge(gMasterConfig._robot, ctrl);  //用SimulationBridge类定义一个simulationBridge的对象，根据上面设置的参数，加载猎豹mini的参数，设置模拟器连接桥simulationBridge.run();                                         //运行仿真桥驱动} else                                                  //既不是选择猎豹3也不是选择猎豹mini，就没有对应的驱动，报错{printf("[ERROR] unknown robot\n");assert(false);}}/*机器人在真实的运动状态*/else                          {
#ifdef linuxif (gMasterConfig._robot == RobotType::MINI_CHEETAH)    //仿真选择的是猎豹mini，仿真连接猎豹mini的驱动{MiniCheetahHardwareBridge hw(ctrl, gMasterConfig.load_from_file);//用MiniCheetahHardwareBridge类定义一个hw的对象，给定手柄数据和机器人参数定义 MiniCheetah硬件桥hw.run();                                                        //运行硬件桥驱动，运行的是MiniCheetahHardwareBridge类内的runprintf("[Quadruped] SimDriver run() has finished!\n");}else if (gMasterConfig._robot == RobotType::CHEETAH_3)  //仿真选择的是猎豹3，仿真连接猎豹3的驱动{Cheetah3HardwareBridge hw(ctrl);;//用Cheetah3HardwareBridge类定义一个hw的变量hw.run();                        //运行硬件桥驱动，运行的是Cheetah3HardwareBridge类内的run}else                                                   //既不是选择猎豹3也不是选择猎豹mini，就没有对应的驱动，报错{printf("[ERROR] unknown robot\n");assert(false);}
#endif}return 0;
}

2.终端设置信息提示

/*!*功能： 打印描述robot程序的命令行标志的消息“用法：robot[robot id][sim or robot][来自文件的参数]”“此处机器人id:3代表猎豹3，m代表迷你猎豹”sim或robot:s代表sim，r代表robotparam file:f用于从文件加载参数，l（或不加载）用于LCM此选项只能在robot模式下使用*/
void printUsage() 
{printf("Usage: robot [robot-id] [sim-or-robot] [parameters-from-file]\n""\twhere robot-id:     3 for cheetah 3, m for mini-cheetah\n""\t      sim-or-robot: s for sim, r for robot\n""\t      param-file:   f for loading parameters from file, l (or nothing) for LCM\n""                      this option can only be used in robot mode\n");
}

.
.

总结

机器人运动控制就以下几个模块

  Quadruped<float>* _quadruped = nullptr;                   //四足数据FloatingBaseModel<float>* _model = nullptr;               //运动学树LegController<float>* _legController = nullptr;           //腿部控制StateEstimatorContainer<float>* _stateEstimator = nullptr;//状态估计器StateEstimate<float>* _stateEstimate = nullptr;           //估计数据GamepadCommand* _driverCommand = nullptr;RobotControlParameters* _controlParameters = nullptr;DesiredStateCommand<float>* _desiredStateCommand = nullptr;VisualizationData* _visualizationData = nullptr;RobotType _robotType;