# Corgi-M1 四足机器人仿真

**Repository Path**: wrymok/MOCO8_ML_Webots

## Basic Information

- **Project Name**: Corgi-M1 四足机器人仿真
- **Description**: Corgi-M1采用树莓派作为主控制器使用PiHat载板来实现CAN伺服通讯和IMU数据的采集，其实时控制频率最高为500Hz力控，通过STM32自带的两路CAN与ODrive节点进行通讯，同时可以通过USB虚拟串口连接到上位机实现对机器人数据的显示和记录（推荐采用WIFI连接上位机）。 控制器板载9轴IMU运动传感器。
该项目是Corgi-M1四足机器人Webots仿真的工程！
- **Primary Language**: C++
- **License**: GPL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 9
- **Created**: 2022-04-12
- **Last Updated**: 2022-04-12

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# Corgi-M1四足机器人仿真

* #### 介绍
该项目是Corgi-M1四足机器人Webots仿真的工程，仿真控制算法参考了相关教程https://www.zhihu.com/people/golaced  
<div align=center><img width="600" height="400" src="https://gitee.com/golaced/MOCO8_ML_Webots/raw/master/pic/1.PNG"/></div>
<div align=center><img width="600" height="400" src="https://gitee.com/golaced/MOCO8_ML_Webots/raw/master/pic/2.PNG"/></div>
  
* #### 项目环境依赖   

* **VS2017**  

* **Webots2021**  

* **Eigen**  

* **qpOASES**  

> VS工程中相应路径需按实际修改，三方库安装教程可查看知乎教程或pdf

* #### 任务机制与理念
Corgi-M1 是一个完整的开源四足机器人项目（**部分库由于论文成果目前封装成lib调用，后续随论文成果发布会逐步开放**），其包括了完整的8自由度四足机器人机械硬件加工物料，以及基于Odrive或其他开源项目的伺服驱动、基于Odroid或树莓派的高性能实时控制器、基于Webots的仿真环境（代码框架能直接与实物同步）、基于VMC虚拟模型+QP优化的步态控制框架、基于交叉编译的多任务运动控制框架以及基于python的上位机界面。 

开源内容采用任务机制逐步解锁，**该项目是整个Corgi-M1的一部分，因此其他的如硬件、机械或真实样机的部署方法等内容并不会公开**，整个Corgi-M1项目如果顺利你可以把他当作一个完整的暑期夏令营，从仿真开始将一步一步完善四足机器人控制系统的各个部分。  为了增强项目推进的强度，我将在每个阶段公布**解锁源码**所需要完成的任务以及能解锁对应的部分，希望感兴趣的人可以毛遂自荐或者各自联合承担工作，通过讨论、交流、共同开发、承担任务的机制来保证项目在最终完成时是真的有提升的，**当然最终我们将以团队的形式在github等平台共同署名**，确保在项目发展中做出贡献的人不会被忽略。  

* #### 项目阶段与任务榜
对于仿真阶段的开源项目，我主要封装了如下几个部分，**随着团队对项目贡献满足任务目标后会逐步开放**：  
 **（1）forcedis8.cpp**   
此函数包含了静力学力分配的函数；  
 **（2）ground_est.cpp**  
此函数包含了地形角度估计的函数；  
 **（3）traj_math.cpp**  
此函数包含了轨迹规划相关函数；  
 **（4）Imp_forces.cpp**  
此函数包含了力跟踪控制器函数；  
为解锁上述核心仿真源文件，需要团队通力合作来完成如下的开发内容，下面列出了我目前能想到，仿真阶段所需要优化和改善的问题，新的内容会在群内讨论确定：  
 **a.项目主页或gitbook的搭建**  
为记录项目发展的例程和整理项目的资料，需要团队构建项目的主页，为后续推广提供渠道；  
 **b.仿真代码的注释，项目反馈再CSDN或知乎上的文章撰写**  
为了完善仿真项目，需要对项目进行更详细的注释，同时针对代码结构的解读需要在各自知乎或CSDN等渠道上发布，为项目未来的推荐构建基础；  
 **c.仿真代码流程与算法流程图的绘制**  
为帮助团队未来新加入人员对代码的理解，需要对软件代码流程图进行绘制和梳理形成如Px4飞控的软件架构内容；  
 **d.webots下仿真模型建模教程整理**  
目前仿真模型是由热心网友提供，需要整理MOCO8机器人的webots建模过程和接口函数调用API，并形成一个完全没有控制的基础软件框架模板为后人开发学习使用；  
 **e.仿真中感知传感器、SLAM、视觉等功能的增加**  
目前仿真仅包含了控制，需要将可能集成的视觉或SLAM传感器增加，并开发相应的Demo如视觉里程计、组合定位、强化学习壁障等Demo；  
 **f.软件架构的梳理与整理**  
由于个人编程水平，虽然以及经过几轮的代码梳理，但其软件结构仍然比较混乱，需要对软件结构和cmake等编译文件脚本进行梳理，同时形成搭建仿真环境的准确教程；  
 **g.MPC、LQR、WBC等新算法的融入**  
目前Corgi-M1采用的是VMC+QP的方法，其在很多算法环节还需要优化，引入如MPC、LQR、WBC等环境，增加机械臂等二维自由度，引入新的控制模型与算法，并将基础的VMC框架梳理成相应的文档；  
 **h.Webots仿真与ROS的结合**  
目前仿真环境搭建在window下，为方便后续SLAM与AI算法的验证部署，需要将其向ROS环境移植；  
 **i.其他工作**  
通过群内工作的进展和讨论确定是否有新的优化内容；  

* #### 项目时间表与计划
项目推荐将以如下时间表进行推进，上述某一个或几个任务的完成将加快代码的开源进度，考虑到上述代码、仿真结构与工作内容的关系基本计划如下，多任务时任务1为主任务，其余任务完成能提前加快后续的开源进度，任务的完成程度由团队所有人共同表决：  
* （1）traj_math.cpp（2周内）  
> 任务1：团队完成仿真代码主体框架的注释，资料同步发布在项目主页与CSDN或知乎上（25%）；  
>> 任务2：团队完成仿真代码流程与算法流程图的绘制（50%）；  
>>> 任务3：移植MIT Kalman状态估计算法（25%）；  
* （2）ground_est.cpp（2周内）  
> 任务1：团队完成软件架构的梳理与整理（60%）；  
>> 任务2：团队完成仿真代码的注释（15%）；  
>>> 任务3：移植MIT 地形估计算法算法（25%）；  
* （3）forcedis8.cpp（2周内）  
> 任务1：团队完成仿真增加视觉传感器并开发相应Demo（25%）；  
>> 任务2：团队完成仿真增加激光雷达传感器并开发相应Demo（25%）；  
>>> 任务3：团队完成Webots仿真与ROS接口的梳理与移植，ROS驱动的编写（50%）；  
* （4）Imp_forces.cpp（持续）  
> 任务1：团队完成MPC、LQR、WBC等新算法的融入（100%）；