岡本 陸
test
Dependencies: mbed ros_lib_kinetic nhk19mr2_can_info splitData SerialHalfDuplex_HM
Diff: main.cpp
- Revision:
- 27:79b4b932a6dd
- Parent:
- 21:61971fc18b90
- Child:
- 28:8e1cbeffe6c2
--- a/main.cpp Fri Feb 22 05:20:28 2019 +0000
+++ b/main.cpp Wed Feb 27 01:24:00 2019 +0000
@@ -1,37 +1,38 @@
//NHK2019MR2 馬型機構プログラム.
+#define VSCODE
+#ifdef VSCODE
+#define _USE_MATH_DEFINES
+#include <math.h>
+#include <stdio.h>
+#else
#include "mbed.h"
#include "pinnames.h"
#include "KondoServo.h"
-//#define DEBUG_ON//デバッグ用。使わないときはコメントアウト
-#include "debug.h"
#include "pi.h"
#include "can.h"
+#define USE_CAN //can通信するならdefine.しないなら切らないとエラー出る
+#define USE_ROS
+#include <ros.h>
+#include <geometry_msgs/Vector3.h>
+#endif
+//#define DEBUG_ON //デバッグ用。使わないときはコメントアウト
+#include "debug.h"
#include "OneLeg.h" ///足先の座標を保存するクラス。x,yやサーボの角度の保存、サーボの駆動も行う。他の足を考慮した処理は別のクラスに任せる。
#include "Walk.h" //歩き方に関するファイル
-#define USE_CAN //can通信するならdefine.しないなら切らないとエラー出る
-////////////調整すべきパラメータ.全てここに集めた。
-const float kCycleTime_s = 0.03; //計算周期
+////////////あまり変化させないパラメータ。この他は全てmainの上(ParamSetup())にある。
+const int kServoSpan_ms = 6; //サーボの送信間隔
const float kBetweenServoHalf_m = 0.03 * 0.5; //サーボ間の距離の半分
float kLegLength1[2] = {0.1, 0.1};
float kLegLength2[2] = {0.2452 + 0.0025, 0.22529 + 0.0025};
-//サーボの設定
-const int kServoSpan_ms = 10; //サーボの送信間隔
-const double kServoValToDegree = 270.0 / (11500 - 3500);
//サーボの正負と座標系の正負の補正.足で一セット。
-const int kServoSign[2][2] = {{
- 1,
- -1,
- },
- {
- -1,
- 1,
- }};
+const int kServoSign[2][2] = {{1, -1}, {-1, 1}};
//欲しい座標系0度でのサーボのICSマネージャーの値
+const double kServoValToDegree = 270.0 / (11500 - 3500); //ICSの値を度に変換
const double kOriginDegree[2][2] = {
{
- (7257 - 3500) * kServoValToDegree,
- (6590 - 3500) * kServoValToDegree + 180,
+ (8338 - 3500) * kServoValToDegree,
+ (5887 - 3500) * kServoValToDegree + 180,
},
{
(6470 - 3500) * kServoValToDegree,
@@ -39,118 +40,148 @@
},
};
///////////////
+#ifndef VSCODE
Timer timer;
KondoServo servo[2] = {
KondoServo(pin_serial_servo_tx[0], pin_serial_servo_rx[0]),
KondoServo(pin_serial_servo_tx[1], pin_serial_servo_rx[1]),
};
-//足の作成、サイズデータのみの足の骨組
-OneLeg leg[4] = {
- OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
- OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
- OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
- OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2),
+DigitalOut led[4] = {DigitalOut(LED1), DigitalOut(LED2), DigitalOut(LED3), DigitalOut(LED4)};
+#endif
+#ifdef USE_ROS
+ros::NodeHandle nh_mbed;
+//ROSからのコールバック関数
+void callback(const geometry_msgs::Vector3 &cmd_vel);
+//LPからの左右速度比を受けとり、それをもとに歩行パターンを決定する
+//1サイクルの間、通信は遮断され、サイクル終了後に通信を受け付ける
+ros::Subscriber<geometry_msgs::Vector3> sub_vel("/cmd_vel", &callback);
+#endif
+OneLeg leg[4]; //各足の位置
+enum LegNum //足とシリアルサーボの番号
+{
+ RIGHT_B,
+ RIGHT_F,
+ LEFT_B,
+ LEFT_F,
};
-DigitalOut led[4] = {DigitalOut(LED1), DigitalOut(LED2), DigitalOut(LED3), DigitalOut(LED4)};
-
+FILE *fp;
const float kRadToDegree = 180.0 / M_PI;
-void Move(Walk walkway, OneLeg (&leg)[4], float dist_m);
+void MoveOneCycle(Walk walkway, OneLeg leg[4]);
void MoveServo(OneLeg leg, int legnum, int servo_id);
-int IsArrived(int count, int finish)
+void WaitStdin(char startchar);
+int FileOpen();
+int IsArrived(int count, int finish);
+
+////////調整するべきパラメータ
+enum WalkWay
+{
+ STANDUP,
+ STRAIGHT,
+ TURNLEFT,
+ TURNRIGHT,
+ END,
+};
+void ParamsSetup(Walk walks[END], OneLeg leg[4]) //各パラメータの設定。減らしていく必要あり
{
- if (count > finish)
- return 1;
- else
- return 0;
+ Walk::calctime_s_ = 0.03; //計算周期
+ //足の作成、サイズデータのみの足の骨組.4足同じにしている
+ for (int i = 0; i < 4; i++)
+ leg[i] = OneLeg(kBetweenServoHalf_m, kLegLength1, kLegLength2);
+ //軌道のデフォルト値
+ const float kStrideTime_s = 0.3, kRiseTime_s = 0.1,
+ kStride_m = 0.15, kHeight_m = 0.03, kGround_m = 0.2,
+ kEllipseCenterX_m = 0, kEllipseCenterY_m = kGround_m;
+ //STANDUP時のパラメータ。
+ walks[STANDUP].SetAllLegStandParam(0, 0.2, 0.5); //一括で設定できる
+
+ //STRAIGHT1のparamater
+ walks[STRAIGHT].SetOffset(0, 0.5, 0.5, 0); //位相ずれの程度(値域[0..1])
+ walks[STRAIGHT].SetAllLegEllipseParam // 4足一括で設定
+ (kStrideTime_s, kRiseTime_s, kStride_m, kHeight_m, kGround_m, kEllipseCenterX_m, kEllipseCenterY_m);
+
+ //TURNLEFT1のparam
+ float stridetime_s = 0.2, risetime_s = 0.1, stride_short_m = 0.2, stride_long_m = 0.1;
+ walks[TURNLEFT].SetAllLegEllipseParam // 4足を取り敢えず一括で設定してから
+ (stridetime_s, risetime_s, stride_short_m, kHeight_m, kGround_m, 0, kEllipseCenterY_m);
+ walks[TURNLEFT].ChangeOneParam(LEFT_F, STRIDE_M, stride_long_m); //一部のパラメータを変更
+ walks[TURNLEFT].ChangeOneParam(LEFT_B, STRIDE_M, stride_long_m);
+ walks[TURNLEFT].SetOffset(0, 0.5, 0.5, 0); //位相ずれの程度(値域[0..1])
+
+ //TURNRIGHT1のparam
+ walks[TURNRIGHT].SetAllLegEllipseParam // 4足を取り敢えず一括で設定してから
+ (stridetime_s, risetime_s, stride_short_m, kHeight_m, kGround_m, 0, kEllipseCenterY_m);
+ walks[TURNRIGHT].ChangeOneParam(RIGHT_F, STRIDE_M, stride_long_m); //一部のパラメータを変更
+ walks[TURNRIGHT].ChangeOneParam(RIGHT_B, STRIDE_M, stride_long_m);
+ walks[TURNRIGHT].SetOffset(0, 0.5, 0.5, 0); //位相ずれの程度(値域[0..1])
}
+Walk walks[END]; //歩行法
int main()
{
- printf("When you push any key, this robot starts.\r\n");
- while (pc.readable() == 0) //キーボード押したらスタート
- ;
- printf("stand up for 1 s\r\n");
-
- //stand時の足の軌道設定.
- Orbit stand_orbit[4];
- float stand_ground_m = 0.2;
- stand_orbit[0].SetStandParam(stand_ground_m);
- for (int i = 0; i < 4; i++) //全部足を同じにしてる
- stand_orbit[i] = stand_orbit[0];
- //4足の位相ずれOffsetTime_sをまとめる
- float stand_offset_time_s[4] = {
- 0,
- stand_orbit[0].GetOneWalkTime() * 0.5,
- stand_orbit[0].GetOneWalkTime() * 0,
- stand_orbit[0].GetOneWalkTime() * 0.5,
- };
- //4つの足のorbit, 位相を代入してstraightという歩行パターンを作成している
- //このインスタンスはlegそれぞれの計算を行う役割を担う
- //orbitはここでしか使わないあくまでパラメータ設定用クラス
- Walk stand(stand_orbit, stand_offset_time_s, kCycleTime_s);
- float dist_m = 10; //収束判定用。現在は回すループの数
- //動作開始
- Move(stand, leg, dist_m);
- wait(1);
-
- DEBUG("move start\r\n");
- //取り敢えず歩行したパラメータ
- //stridetime_s = 0.5, risetime_s = 0.3,stride_m= 0.12f, height_m = 0.03f, ellipse_center_x_m = 0, ellipse_center_y_m = 0.16f;
- //曲げてみる
- float stridetime_s = 2, risetime_s = 0.5,
- stride_r_m = 0.1, stride_l_m = 0.05, height_m = 0.03, ground_m = stand_ground_m,
- ellipse_center_x_m = -0.05, ellipse_center_y_m = ground_m;
- //軌道の作成
- //代入用の軌道SetStraightParam関数を用いると真っ直ぐ進む前提となる
- Orbit orbit[4];
- orbit[0].SetStraightParam(stridetime_s, risetime_s, stride_r_m, height_m, ground_m, ellipse_center_x_m, ellipse_center_y_m);
- orbit[1].SetStraightParam(stridetime_s, risetime_s, stride_r_m, height_m, ground_m, 0, ellipse_center_y_m);
- orbit[2].SetStraightParam(stridetime_s, risetime_s, stride_l_m, height_m, ground_m, ellipse_center_x_m, ellipse_center_y_m);
- orbit[3].SetStraightParam(stridetime_s, risetime_s, stride_l_m, height_m, ground_m, 0, ellipse_center_y_m);
- //4足の軌道と位相ずれOffsetTime_sをまとめる
- float offset_time_s[4] = {
- 0,
- orbit[0].GetOneWalkTime() * 0.5,
- orbit[0].GetOneWalkTime() * 0.5,
- orbit[0].GetOneWalkTime() * 0,
- };
- //4つの足のorbit, 位相を代入して歩行パターンを作成している
- //このインスタンスはlegそれぞれの計算を行う役割を担う
- //orbitはここでしか使わないあくまで鍵のような扱い
- Walk walk(orbit, offset_time_s, kCycleTime_s);
- dist_m = 500000; //収束判定用。取り敢えず今はループ数。
- //動く
- Move(walk, leg, dist_m);
- DEBUG("program end\r\n");
+ if (FileOpen()) //csv fileに書き込み
+ return 1; //異常終了したら強制終了
+ DEBUG("param set start");
+ ParamsSetup(walks, leg); //各動きの際の足の軌道を設定。パラメータはこの関数内に打ち込む
+ for (int i = 0; i < END; i++) //軌道のチェック
+ {
+ if (walks[i].CheckOrbit(leg[0]) == 1) //軌道が定義外なら
+ return 1; //強制終了.errorは内部の関数からprintfで知らせる
+ }
+ DEBUG("Stand up?\r\n");
+ WaitStdin('y'); // ボタンを押したら立つ
+ MoveOneCycle(walks[STANDUP], leg);
+ DEBUG("Move?\r\n");
+ WaitStdin('y'); // ボタンを押したらスタート
+#ifdef USE_ROS
+ nh_mbed.getHardware()->setBaud(115200);
+ nh_mbed.initNode();
+ nh_mbed.subscribe(sub_vel);
+ while (1)
+ nh_mbed.spinOnce();
+#else
+ for (int i = 1; i < END; i++) //ENDになるまでWalkWayの順に動作
+ {
+ DEBUG("Move %d\r\n", i);
+ for (int j = 0; j < 2; j++) //debug用に2歩進む
+ MoveOneCycle(walks[i], leg);
+ }
+ MoveOneCycle(walks[STANDUP], leg); //最後はLRFを保護するためSTANDUPの状態で終わる
+ printf("program end\r\n");
+ fclose(fp);
+#endif
}
-
-//到達判定が来ない間,同じ歩行方法でループ.関数に入る前の足の位置を一切考慮しない点に注意
-void Move(Walk walkway, OneLeg (&leg)[4], float dist_m)
+//一サイクル分進む
+void MoveOneCycle(Walk walkway, OneLeg leg[4])
{
+#ifndef VSCODE
timer.reset();
timer.start();
- int is_arrived = 0;
- int count = 0;
- while (is_arrived == 0)
+#endif
+ int count = walkway.GetOneWalkTime() / walkway.calctime_s_;
+ for (int i = 0; i < count; i++)
{
+#ifndef VSCODE
float time_s = timer.read();
- //注:未実装。到着したかの判定.LRFからのデータが必要.今は取り敢えずループ回数で判断
- is_arrived = IsArrived(count, (int)dist_m);
- ++count;
- //4本の足それぞれの足先サーボ角度更新
- walkway.Cal4LegsPosi(leg);
+#endif
+ walkway.Cal4LegsPosi(leg); //4本の足それぞれの足先サーボ角度更新
#ifdef USE_CAN
- //slave_mbed分の足の目標位置を送信
- SendRad(leg[2], leg[3]);
+ SendRad(leg[2], leg[3]); //slave_mbed分の足の目標位置を送信
#endif
//自身が動かす足のサーボを動かす
MoveServo(leg[0], 0, 0);
MoveServo(leg[1], 1, 0);
+#ifndef VSCODE
wait_ms(kServoSpan_ms);
+#endif
MoveServo(leg[0], 0, 1);
MoveServo(leg[1], 1, 1);
- DEBUG("%f, %f, %f, %f\r\n", leg[2].GetRad(0), leg[2].GetRad(1), leg[3].GetRad(0), leg[3].GetRad(1));
- //計算周期がwalkway.cycletime_s_になるようwait
- float rest_time_s = walkway.cycletime_s_ - (timer.read() - time_s);
+ //ファイルに書き込み。time[s],x[0],y[0],x[1],y[1],x[2],y[2],x[3],y[3]の順
+ fprintf(fp, "%f", i * walkway.calctime_s_);
+ for (int i = 0; i < 4; i++)
+ fprintf(fp, ",%f,%f", leg[i].GetX_m(), leg[i].GetY_m());
+ fprintf(fp, "\r\n");
+#ifndef VSCODE
+ //計算周期がwalkway.calctime_s_になるようwait
+ float rest_time_s = walkway.calctime_s_ - (timer.read() - time_s);
if (rest_time_s > 0)
wait(rest_time_s);
else
@@ -158,13 +189,51 @@
DEBUG("error: rest_time_s = %f in Move()\r\n", rest_time_s);
led[0] = 1;
}
+#endif
}
}
void MoveServo(OneLeg leg, int serial_num, int servo_id)
{
+#ifndef VSCODE
float degree = leg.GetRad(servo_id) * kRadToDegree;
//サーボの座標系に変更
float servo_degree = kServoSign[serial_num][servo_id] * degree + kOriginDegree[serial_num][servo_id];
- DEBUG("servo_degree[%d][%d],%f\r\n", serial_num, servo_id, servo_degree);
+ // DEBUG("servo_degree[%d][%d],%f\r\n", serial_num, servo_id, servo_degree);
servo[serial_num].set_degree(servo_id, servo_degree);
+#endif
}
+void WaitStdin(char startchar)
+{
+#ifndef USE_ROS
+ char str[255] = {};
+ do
+ {
+ printf("put '%c', then start\r\n", startchar);
+ scanf("%s", str);
+ } while (str[0] != startchar);
+#endif
+}
+int FileOpen() //1:異常終了
+{
+ if ((fp = fopen("data.csv", "w")) == NULL)
+ {
+ printf("error : FileSave()\r\n");
+ return 1;
+ }
+ fprintf(fp, "time[s],x[0],y[0],x[1],y[1],x[2],y[2],x[3],y[3]\r\n");
+ return 0;
+}
+#ifdef USE_ROS
+void callback(const geometry_msgs::Vector3 &cmd_vel)
+{
+ float left_vel = cmd_vel.x;
+ float right_vel = cmd_vel.y;
+ //閾値は要検討
+ if (right_vel < left_vel)
+ MoveOneCycle(walks[TURNRIGHT], leg);
+ else if (left_vel < right_vel)
+ MoveOneCycle(walks[TURNLEFT], leg);
+ else
+ MoveOneCycle(walks[STRAIGHT], leg);
+}
+#endif