柯蒂斯控制协议,相关集成

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CaiXiang
2025-11-15 16:05:59 +08:00
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@@ -0,0 +1,751 @@
# Curtis 电机控制器集成指南
## 概述
本指南介绍如何在 AGV 路径跟踪项目中集成柯蒂斯Curtis1298+1220C 电机控制器的 CAN 通讯功能。
**协议版本:** V4.0
**波特率:** 125 kbps
**厂商:** 上海诺力智能科技有限公司
---
## 目录
1. [快速开始](#快速开始)
2. [文件结构](#文件结构)
3. [编译和运行](#编译和运行)
4. [API 参考](#api-参考)
5. [完整调用流程](#完整调用流程)
6. [示例程序说明](#示例程序说明)
7. [故障排查](#故障排查)
8. [最佳实践](#最佳实践)
---
## 快速开始
### 1. 最简示例5行代码
```cpp
#include "include/can/CurtisMotorController.h"
CurtisMotorController curtis;
curtis.Connect(); // 连接
CurtisCommand cmd;
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f); // 前进30%
curtis.SendCommand(cmd); // 发送命令
curtis.ReceiveStatus(); // 接收状态
curtis.PrintStatus(); // 打印状态
curtis.Disconnect(); // 断开
```
### 2. 基本控制循环
```cpp
CurtisMotorController curtis;
curtis.Connect();
CurtisCommand cmd;
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f);
cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(15.0f);
while (running) {
curtis.ReceiveStatus(); // 接收状态
curtis.SendCommand(cmd); // 发送命令≤20ms周期
Sleep(15); // 15ms
}
curtis.Disconnect();
```
---
## 文件结构
### 核心文件
```
agv_path_tracking/
├── include/can/
│ └── CurtisMotorController.h # Curtis 控制器头文件
├── src/can/
│ └── CurtisMotorController.cpp # Curtis 控制器实现
├── examples/
│ ├── curtis_demo.cpp # 键盘控制示例
│ └── curtis_path_tracking_demo.cpp # 路径跟踪示例
├── lib/
│ ├── ControlCAN.h # CAN 接口库头文件
│ └── ControlCAN.dll # CAN 接口库
└── docs/curtis/
└── CURTIS_INTEGRATION_GUIDE.md # 本文档
```
### 技能文档
```
.claude/skills/
├── can-protocol.md # USB-CAN 接口函数库参考
└── curtis-motor-protocol.md # Curtis 协议详细说明
```
---
## 编译和运行
### 1. 编译
```bash
cd build
cmake ..
make
```
**编译目标:**
- `curtis_demo` - 键盘控制演示
- `curtis_path_tracking_demo` - 路径跟踪演示
### 2. 运行示例
**键盘控制演示:**
```bash
./curtis_demo
```
**路径跟踪演示:**
```bash
./curtis_path_tracking_demo
```
### 3. 在您的项目中使用
**在 CMakeLists.txt 中添加:**
```cmake
add_executable(your_program your_main.cpp
src/can/CurtisMotorController.cpp
)
target_link_libraries(your_program
${CMAKE_SOURCE_DIR}/lib/ControlCAN.dll
)
```
**在代码中包含头文件:**
```cpp
#include "include/can/CurtisMotorController.h"
```
---
## API 参考
### 核心类CurtisMotorController
#### 构造函数
```cpp
CurtisMotorController(DWORD deviceType = VCI_USBCAN2,
DWORD deviceIndex = 0,
DWORD canChannel = 0);
```
**参数:**
- `deviceType`: CAN 设备类型(默认 VCI_USBCAN2 = 4
- `deviceIndex`: 设备索引(默认 0 = 第一个设备)
- `canChannel`: CAN 通道(默认 0 = CAN1
#### 连接管理
```cpp
bool Connect(); // 连接到 Curtis 控制器
void Disconnect(); // 断开连接
bool IsConnected() const; // 检查是否已连接
```
#### 命令发送
```cpp
bool SendCommand(const CurtisCommand& cmd); // 发送控制命令
bool SendStopCommand(); // 发送停止命令
void EmergencyStop(); // 紧急停车
```
**重要:** 必须以 ≤20ms 周期持续发送命令,否则控制器会超时保护。
#### 状态接收
```cpp
bool ReceiveStatus(); // 接收状态反馈
const CurtisStatus& GetStatus() const; // 获取当前状态
void PrintStatus() const; // 打印状态到控制台
```
#### 故障检测
```cpp
bool HasError() const; // 检查是否有故障
bool IsTimeout(uint32_t timeoutMs) const; // 检查通讯超时
std::string GetErrorString() const; // 获取故障描述
```
#### 工具函数(静态)
```cpp
static int16_t SpeedPercentToCAN(float percent); // 速度百分比 → CAN值
static float SpeedCANToPercent(int16_t canValue); // CAN值 → 速度百分比
static int16_t AngleDegreeToCAN(float degrees); // 角度 → CAN值
static float AngleCANToDegree(int16_t canValue); // CAN值 → 角度
```
### 数据结构
#### CurtisCommand控制命令
```cpp
struct CurtisCommand {
int16_t driveSpeed; // 行走速度 -4096~4095
int16_t liftSpeedLeft; // 左侧提升速度 -4096~4095
int16_t liftSpeedRight; // 右侧提升速度 -4096~4095
int16_t steerAngle; // 转向角度 -900~900
uint8_t controlBits0; // 控制位0
uint8_t controlBits1; // 控制位1自动设置AGV标识
};
```
#### CurtisStatus状态反馈
```cpp
struct CurtisStatus {
uint8_t driveError; // 行走故障代码
uint8_t steerError; // 转向故障代码
float currentAngle; // 当前转向角度(度)
int16_t motorSpeed; // 电机转速
uint8_t batteryLevel; // 电量 0-100%
bool isAutoMode; // 是否自动模式
bool isEmergencyStop; // 是否急停状态
uint32_t lastUpdateTime; // 最后更新时间戳
};
```
---
## 完整调用流程
### 流程图
```
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 1. 创建 CurtisMotorController 对象 │
└─────────────────┬───────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 2. Connect() │
│ ├─ VCI_OpenDevice() 打开CAN设备 │
│ ├─ VCI_InitCAN() 初始化(125kbps) │
│ ├─ VCI_StartCAN() 启动CAN通道 │
│ └─ VCI_ClearBuffer() 清空缓冲区 │
└─────────────────┬───────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 3. 主循环≤15ms 周期) │
│ ┌──────────────────────────────────────┐ │
│ │ ① ReceiveStatus() │ │
│ │ └─ 接收并解析 0x260 状态帧 │ │
│ │ │ │
│ │ ② 检查故障和急停 │ │
│ │ ├─ HasError() │ │
│ │ ├─ IsTimeout() │ │
│ │ └─ 如有异常,执行 EmergencyStop() │ │
│ │ │ │
│ │ ③ 设置控制命令 │ │
│ │ ├─ SpeedPercentToCAN() │ │
│ │ └─ AngleDegreeToCAN() │ │
│ │ │ │
│ │ ④ SendCommand() │ │
│ │ ├─ 发送 0x1E5 行走/提升命令 │ │
│ │ └─ 发送 0x2E5 转向命令 │ │
│ │ │ │
│ │ ⑤ Sleep(15) │ │
│ └──────────────────────────────────────┘ │
└─────────────────┬───────────────────────────┘
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ 4. Disconnect() │
│ ├─ SendStopCommand() 发送停止命令 │
│ └─ VCI_CloseDevice() 关闭设备 │
└─────────────────────────────────────────────┘
```
### 详细步骤说明
#### 步骤1创建对象
```cpp
// 使用默认参数(设备类型=VCI_USBCAN2, 索引=0, 通道=0
CurtisMotorController curtis;
// 或指定参数
CurtisMotorController curtis(VCI_USBCAN2, 0, 0);
```
#### 步骤2连接
```cpp
if (!curtis.Connect()) {
std::cerr << "连接失败!" << std::endl;
return -1;
}
```
**内部执行:**
1. `VCI_OpenDevice()` - 打开 USB-CAN 设备
2. `VCI_InitCAN()` - 配置 125kbps 波特率
3. `VCI_StartCAN()` - 启动 CAN 通道
4. `VCI_ClearBuffer()` - 清空接收缓冲区
#### 步骤3主循环
```cpp
CurtisCommand cmd;
DWORD lastTime = GetTickCount();
while (running) {
// 3.1 接收状态
curtis.ReceiveStatus();
const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();
// 3.2 检查故障
if (curtis.HasError()) {
std::cout << curtis.GetErrorString() << std::endl;
}
// 3.3 检查急停
if (status.isEmergencyStop) {
cmd.driveSpeed = 0;
cmd.steerAngle = 0;
}
// 3.4 设置命令
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f);
cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(15.0f);
// 3.5 发送命令15ms周期
if (GetTickCount() - lastTime >= 15) {
curtis.SendCommand(cmd);
lastTime = GetTickCount();
}
Sleep(5);
}
```
**关键点:**
- **命令周期:** 必须 ≤20ms推荐 10-15ms
- **状态接收:** 每次循环都调用 `ReceiveStatus()`
- **故障检测:** 实时检查故障和急停状态
- **数值转换:** 使用工具函数进行单位转换
#### 步骤4断开连接
```cpp
curtis.Disconnect();
```
**内部执行:**
1. 发送停止命令(所有速度归零)
2. 等待 50ms 确保命令发送
3. 调用 `VCI_CloseDevice()` 关闭设备
---
## 示例程序说明
### 示例1键盘控制curtis_demo.cpp
**功能:**
- 键盘控制 AGV 运动
- 实时状态监控
- 故障和急停检测
**控制键:**
- `W/S` - 前进/后退30%
- `A/D` - 左转/右转30度
- `Q/E` - 提升/下降50%
- `H` - 鸣喇叭
- `T` - 切换龟速模式
- `空格` - 全部停止
- `P` - 打印状态
- `ESC` - 退出
**运行:**
```bash
cd build
./curtis_demo
```
**核心代码:**
```cpp
// 主循环
while (running) {
curtis.ReceiveStatus(); // 接收状态
if (_kbhit()) {
char ch = _getch();
switch (ch) {
case 'w':
cmd.driveSpeed = SpeedPercentToCAN(30.0f);
break;
// ... 其他键处理
}
}
if (GetTickCount() - lastSendTime >= 15) {
curtis.SendCommand(cmd); // 15ms周期
lastSendTime = GetTickCount();
}
Sleep(5);
}
```
### 示例2路径跟踪curtis_path_tracking_demo.cpp
**功能:**
- 矩形路径跟踪
- 圆形路径跟踪
- 实时位置控制
- 故障自动中止
**运行:**
```bash
cd build
./curtis_path_tracking_demo
```
**核心代码:**
```cpp
for (size_t i = 0; i < path.size(); i++) {
double targetX = path[i].x;
double targetY = path[i].y;
while (true) {
curtis.ReceiveStatus();
// 计算距离和方向
double dx = targetX - currentX;
double dy = targetY - currentY;
double distance = sqrt(dx*dx + dy*dy);
if (distance < 0.1) break; // 到达
// 计算转向角度和速度
double targetAngle = atan2(dy, dx);
cmd.steerAngle = AngleDegreeToCAN(angleError);
cmd.driveSpeed = SpeedPercentToCAN(30.0f);
curtis.SendCommand(cmd);
Sleep(15);
}
}
```
---
## 故障排查
### 常见问题
#### 1. 连接失败
**症状:** `Connect()` 返回 false
**解决方案:**
- 检查 USB-CAN 设备是否连接
- 检查驱动是否正确安装
- 确认 `ControlCAN.dll` 在正确位置
- 检查设备索引是否正确(通常为 0
**诊断命令:**
```cpp
VCI_BOARD_INFO info;
if (VCI_ReadBoardInfo(VCI_USBCAN2, 0, &info) == 1) {
cout << "设备序列号: " << info.str_Serial_Num << endl;
}
```
#### 2. 控制器无响应
**症状:** 发送命令后车辆不动
**检查清单:**
- [ ] AGV 标识位是否设置Byte1 Bit0 = 1
- [ ] 命令发送频率是否 ≤20ms
- [ ] 手动模式下 J9/SW_3 是否闭合
- [ ] 自动模式下 J24/SW_1 是否为 ON
- [ ] 波特率是否为 125kbps
**诊断代码:**
```cpp
const CurtisCommand& lastCmd = curtis.GetLastCommand();
cout << "最后命令: " << endl;
cout << " driveSpeed = " << lastCmd.driveSpeed << endl;
cout << " steerAngle = " << lastCmd.steerAngle << endl;
cout << " controlBits1 = 0x" << hex << (int)lastCmd.controlBits1 << endl;
```
#### 3. 频繁超时
**症状:** `IsTimeout()` 频繁返回 true
**原因:**
- 命令发送周期 > 20ms
- CAN 总线连接不稳定
- 控制器参数设置不正确
**解决方案:**
```cpp
// 检查发送周期
DWORD lastTime = GetTickCount();
curtis.SendCommand(cmd);
DWORD elapsed = GetTickCount() - lastTime;
cout << "发送耗时: " << elapsed << "ms" << endl; // 应 < 20ms
```
#### 4. 转向不准确
**症状:** 转向角度与预期不符
**解决方案:**
- 确认 1220C 参数配置:
```
can steer left stop to centre = -900
can steer right stop to centre = 900
```
- 检查角度转换:
```cpp
float degrees = 30.0f;
int16_t canValue = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(degrees);
cout << "30° → CAN值 = " << canValue << endl; // 应为 300
```
#### 5. 收到故障代码
**症状:** `HasError()` 返回 true
**诊断:**
```cpp
const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();
cout << "行走故障: 0x" << hex << (int)status.driveError << endl;
cout << "转向故障: 0x" << hex << (int)status.steerError << endl;
cout << curtis.GetErrorString() << endl;
```
**处理:**
- 查阅 Curtis 故障代码手册
- 检查电机连接和电源
- 检查控制器参数配置
---
## 最佳实践
### 1. 命令发送频率
**推荐做法:**
```cpp
const int SEND_PERIOD_MS = 15; // 15ms周期
DWORD lastSendTime = GetTickCount();
while (running) {
if (GetTickCount() - lastSendTime >= SEND_PERIOD_MS) {
curtis.SendCommand(cmd);
lastSendTime = GetTickCount();
}
Sleep(5);
}
```
**避免:**
- ❌ 周期 > 20ms会超时
- ❌ 不规律的发送间隔
- ❌ 只发送一次就停止
### 2. 故障处理
**推荐做法:**
```cpp
curtis.ReceiveStatus();
const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();
// 实时检查故障
if (curtis.HasError()) {
cout << "[故障] " << curtis.GetErrorString() << endl;
curtis.EmergencyStop();
// 记录日志
logError(status.driveError, status.steerError);
// 通知上层
notifyError();
}
// 检查急停
if (status.isEmergencyStop) {
cout << "[急停] 停止所有运动" << endl;
cmd.driveSpeed = 0;
cmd.steerAngle = 0;
curtis.SendCommand(cmd);
}
```
### 3. 数值范围检查
**推荐做法:**
```cpp
// 使用工具函数自动限制范围
float speedPercent = 120.0f; // 超出范围
int16_t canSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(speedPercent);
// 自动限制到 100% → 4095
// 或手动检查
cmd.driveSpeed = canSpeed;
if (cmd.driveSpeed > CURTIS_DRIVE_SPEED_MAX) {
cmd.driveSpeed = CURTIS_DRIVE_SPEED_MAX;
}
```
### 4. 状态回调
**推荐做法:**
```cpp
curtis.SetStatusCallback([](const CurtisStatus& status) {
// 状态更新时自动调用
if (status.batteryLevel < 20) {
cout << "[警告] 电量低: " << (int)status.batteryLevel << "%" << endl;
}
});
```
### 5. 安全断开
**推荐做法:**
```cpp
// 程序退出前
cout << "正在安全停止..." << endl;
curtis.SendStopCommand();
Sleep(100); // 等待停止生效
curtis.Disconnect();
```
### 6. 异常处理
**推荐做法:**
```cpp
try {
CurtisMotorController curtis;
if (!curtis.Connect()) {
throw runtime_error("连接失败");
}
// 主循环...
} catch (const exception& e) {
cerr << "异常: " << e.what() << endl;
curtis.Disconnect();
return -1;
}
```
### 7. 日志记录
**推荐做法:**
```cpp
void logStatus(const CurtisStatus& status) {
ofstream log("curtis_log.txt", ios::app);
log << GetTickCount() << ","
<< (int)status.driveError << ","
<< (int)status.steerError << ","
<< status.currentAngle << ","
<< status.motorSpeed << ","
<< (int)status.batteryLevel << endl;
}
// 定期调用
if (GetTickCount() - lastLogTime >= 1000) {
logStatus(curtis.GetStatus());
lastLogTime = GetTickCount();
}
```
---
## 附录
### A. CAN ID 映射表
| CAN ID | 方向 | 描述 | 数据内容 |
|--------|------|------|----------|
| 0x1E5 | AGV → Curtis | 控制命令 | 行走速度、提升速度、控制位 |
| 0x2E5 | AGV → Curtis | 转向命令 | 转向角度 |
| 0x260 | Curtis → AGV | 状态反馈 | 故障、角度、转速、电量、状态 |
| 0x360 | Curtis → AGV | 保留 | 保留字段 |
### B. 控制位定义
**控制位0Byte0**
| Bit | 功能 | 0 | 1 |
|-----|------|---|---|
| 0 | 调速开关 | 有效 | 无效 |
| 1 | 紧急反向 | 无效 | 有效 |
| 2 | 龟速模式 | 无效 | 有效 |
| 3 | 喇叭 | 无效 | 有效 |
| 4 | 左提升 | 无效 | 有效 |
| 5 | 左下降 | 无效 | 有效 |
| 6 | 右提升 | 无效 | 有效 |
| 7 | 右下降 | 无效 | 有效 |
**控制位1Byte1 - AGV专用**
| Bit | 功能 | 0 | 1 |
|-----|------|---|---|
| 0 | AGV标识 | 无效 | 连接(必须) |
| 1 | 紧急停车 | 无效 | 急停 |
| 2 | 找中完成 | - | 完成 |
| 3-7 | 保留 | - | - |
### C. 数据范围表
| 参数 | 最小值 | 最大值 | 单位 | 说明 |
|------|--------|--------|------|------|
| 行走速度 | -4096 | 4095 | - | 负值=后退 |
| 提升速度 | -4096 | 4095 | - | 负值=下降 |
| 转向角度(命令) | -900 | 900 | 0.1° | -900=-90° |
| 转向角度(反馈) | -16383 | 16383 | 0.1° | -16383=-90° |
| 电量 | 0 | 100 | % | 百分比 |
### D. 相关文档
- **can-protocol.md** - USB-CAN 接口函数库参考
- **curtis-motor-protocol.md** - Curtis 协议详细说明
- **CAN_Protocol.pdf** - CAN 通讯协议基础
- **柯蒂斯通信协议.pdf** - 原始协议文档
---
## 技术支持
如有问题,请参考:
1. `.claude/skills/curtis-motor-protocol.md` - 完整协议说明
2. `.claude/skills/can-protocol.md` - CAN 接口库文档
3. 示例程序源码
**厂商技术支持:** 上海诺力智能科技有限公司
---
**文档版本:** 1.0
**最后更新:** 2024-11-15
**作者:** AGV 路径跟踪项目组

79
docs/curtis/QUICKSTART.md Normal file
View File

@@ -0,0 +1,79 @@
# Curtis 电机控制器快速使用指南
## 已创建的文件
### 核心代码
- `include/can/CurtisMotorController.h` - Curtis 控制器头文件
- `src/can/CurtisMotorController.cpp` - Curtis 控制器实现
### 示例程序
- `examples/curtis_demo.cpp` - 键盘控制演示
- `examples/curtis_path_tracking_demo.cpp` - 路径跟踪演示
### 文档
- `docs/curtis/CURTIS_INTEGRATION_GUIDE.md` - 完整集成指南
## 快速编译和运行
### 1. 编译
```bash
cd build
cmake ..
make
```
### 2. 运行示例
**键盘控制演示:**
```bash
./curtis_demo
```
**路径跟踪演示:**
```bash
./curtis_path_tracking_demo
```
## 完整调用流程(简化版)
```cpp
#include "include/can/CurtisMotorController.h"
int main() {
// 1. 创建对象
CurtisMotorController curtis;
// 2. 连接
curtis.Connect();
// 3. 主循环≤15ms周期
CurtisCommand cmd;
while (running) {
// 接收状态
curtis.ReceiveStatus();
// 设置命令
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f);
cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(15.0f);
// 发送命令
curtis.SendCommand(cmd);
Sleep(15);
}
// 4. 断开
curtis.Disconnect();
return 0;
}
```
## 详细文档
请参阅:`docs/curtis/CURTIS_INTEGRATION_GUIDE.md`
## 技能文档
- `.claude/skills/curtis-motor-protocol.md` - Curtis 协议详细说明
- `.claude/skills/can-protocol.md` - CAN 接口库文档

232
examples/curtis_demo.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,232 @@
/**
* @file curtis_demo.cpp
* @brief Curtis 电机控制器键盘控制演示程序
*
* 功能说明:
* - 演示 Curtis 电机控制器的完整使用流程
* - 提供键盘控制接口WASD + QE + 空格 + ESC
* - 实时显示控制器状态
* - 故障和急停检测
*
* 编译:
* cd build
* cmake ..
* make curtis_demo
*
* 运行:
* ./curtis_demo
*/
#include "../include/can/CurtisMotorController.h"
#include <iostream>
#include <windows.h>
#include <conio.h>
using namespace std;
/**
* @brief 打印控制说明
*/
void printInstructions() {
cout << "\n===== Curtis 电机控制器键盘控制演示 =====" << endl;
cout << "\n控制说明:" << endl;
cout << " W/S - 前进/后退 (30%速度)" << endl;
cout << " A/D - 左转/右转 (30度)" << endl;
cout << " Q/E - 提升/下降 (50%速度)" << endl;
cout << " H - 鸣喇叭" << endl;
cout << " T - 切换龟速模式" << endl;
cout << " 空格 - 全部停止" << endl;
cout << " ESC - 退出程序" << endl;
cout << " P - 打印状态" << endl;
cout << "==========================================\n" << endl;
}
/**
* @brief 主函数
*/
int main() {
cout << "===== Curtis 电机控制器 CAN 通讯演示 =====\n" << endl;
// ============ 1. 创建控制器对象 ============
cout << "步骤 1: 创建 Curtis 控制器对象..." << endl;
CurtisMotorController curtis(VCI_USBCAN2, 0, 0);
// ============ 2. 连接 ============
cout << "\n步骤 2: 连接到 Curtis 控制器..." << endl;
if (!curtis.Connect()) {
cerr << "连接失败!请检查:" << endl;
cerr << " 1. CAN 设备是否已连接" << endl;
cerr << " 2. 驱动是否正确安装" << endl;
cerr << " 3. 设备权限是否正确" << endl;
return -1;
}
// 等待控制器稳定
Sleep(100);
// ============ 3. 主控制循环 ============
cout << "\n步骤 3: 进入主控制循环" << endl;
printInstructions();
bool running = true;
bool turtleMode = false; // 龟速模式
CurtisCommand cmd;
cmd.controlBits0 = 0x00; // 调速开关有效bit0=0
cmd.controlBits1 = CURTIS_CTRL_AGV_CONNECTED;
DWORD lastSendTime = GetTickCount();
DWORD lastPrintTime = GetTickCount();
DWORD lastStatusCheckTime = GetTickCount();
int loopCount = 0;
int errorCount = 0;
// 设置状态回调(可选)
curtis.SetStatusCallback([](const CurtisStatus& status) {
// 状态更新时自动调用
if (status.driveError || status.steerError) {
cout << "[警告] 检测到故障!" << endl;
}
});
while (running) {
DWORD currentTime = GetTickCount();
// ---- 接收状态(每次循环) ----
curtis.ReceiveStatus();
// ---- 键盘控制 ----
if (_kbhit()) {
char ch = _getch();
switch (ch) {
case 'w': case 'W':
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(30.0f);
cout << "[控制] 前进 30%" << endl;
break;
case 's': case 'S':
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(-30.0f);
cout << "[控制] 后退 30%" << endl;
break;
case 'a': case 'A':
cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(-30.0f);
cout << "[控制] 左转 30°" << endl;
break;
case 'd': case 'D':
cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(30.0f);
cout << "[控制] 右转 30°" << endl;
break;
case 'q': case 'Q':
cmd.liftSpeedLeft = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(50.0f);
cout << "[控制] 提升" << endl;
break;
case 'e': case 'E':
cmd.liftSpeedLeft = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(-50.0f);
cout << "[控制] 下降" << endl;
break;
case 'h': case 'H':
cmd.controlBits0 |= CURTIS_CTRL_HORN;
cout << "[控制] 鸣喇叭" << endl;
Sleep(500);
cmd.controlBits0 &= ~CURTIS_CTRL_HORN;
break;
case 't': case 'T':
turtleMode = !turtleMode;
if (turtleMode) {
cmd.controlBits0 |= CURTIS_CTRL_TURTLE_MODE;
cout << "[控制] 龟速模式 ON" << endl;
} else {
cmd.controlBits0 &= ~CURTIS_CTRL_TURTLE_MODE;
cout << "[控制] 龟速模式 OFF" << endl;
}
break;
case ' ': // 空格 - 全部停止
cmd.driveSpeed = 0;
cmd.steerAngle = 0;
cmd.liftSpeedLeft = 0;
cmd.liftSpeedRight = 0;
cmd.controlBits0 &= ~(CURTIS_CTRL_HORN | CURTIS_CTRL_TURTLE_MODE);
cout << "[控制] 全部停止" << endl;
break;
case 'p': case 'P':
curtis.PrintStatus();
break;
case 27: // ESC - 退出
cout << "\n[控制] 用户请求退出" << endl;
running = false;
break;
default:
break;
}
}
// ---- 定期检查故障和状态每500ms ----
if (currentTime - lastStatusCheckTime >= 500) {
const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();
// 检查故障
if (status.driveError != 0 || status.steerError != 0) {
cout << "[警告] " << curtis.GetErrorString() << endl;
errorCount++;
}
// 检查急停
if (status.isEmergencyStop) {
cout << "[警告] 急停状态!停止所有运动" << endl;
cmd.driveSpeed = 0;
cmd.steerAngle = 0;
cmd.liftSpeedLeft = 0;
cmd.liftSpeedRight = 0;
}
// 检查通讯超时
if (curtis.IsTimeout(200)) {
cout << "[警告] 通讯超时!" << endl;
}
lastStatusCheckTime = currentTime;
}
// ---- 定时发送命令15ms周期≤20ms ----
if (currentTime - lastSendTime >= 15) {
if (!curtis.SendCommand(cmd)) {
cerr << "[错误] 发送命令失败!" << endl;
running = false;
}
lastSendTime = currentTime;
}
// ---- 定时打印状态5秒 ----
if (currentTime - lastPrintTime >= 5000) {
curtis.PrintStatus();
cout << "[信息] 循环次数: " << loopCount
<< ", 错误次数: " << errorCount << endl;
lastPrintTime = currentTime;
}
// 避免CPU占用过高
Sleep(5);
loopCount++;
}
cout << "\n[统计] 总循环次数: " << loopCount << endl;
cout << "[统计] 错误次数: " << errorCount << endl;
// ============ 4. 断开连接 ============
cout << "\n步骤 4: 断开连接..." << endl;
curtis.Disconnect();
cout << "\n===== 程序结束 =====" << endl;
return 0;
}

View File

@@ -0,0 +1,283 @@
/**
* @file curtis_path_tracking_demo.cpp
* @brief Curtis 电机控制器路径跟踪演示程序
*
* 功能说明:
* - 演示如何使用 Curtis 控制器进行路径跟踪
* - 结合 path_tracker 和 CurtisMotorController
* - 实时故障检测和紧急停止
* - 提供矩形路径和圆形路径示例
*
* 编译:
* cd build
* cmake ..
* make curtis_path_tracking_demo
*
* 运行:
* ./curtis_path_tracking_demo
*/
#include "../include/can/CurtisMotorController.h"
#include "../include/path_tracker.h"
#include "../include/path_curve.h"
#include "../include/agv_model.h"
#include <iostream>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <windows.h>
using namespace std;
/**
* @brief 路径点结构
*/
struct PathPoint {
double x;
double y;
double targetSpeed; ///< 目标速度百分比
PathPoint(double x_, double y_, double speed_ = 30.0)
: x(x_), y(y_), targetSpeed(speed_) {}
};
/**
* @brief 生成矩形路径
*/
vector<PathPoint> generateRectanglePath() {
vector<PathPoint> path;
// 5m x 3m 矩形
path.push_back(PathPoint(0.0, 0.0, 30.0)); // 起点
path.push_back(PathPoint(5.0, 0.0, 30.0)); // 直行5米
path.push_back(PathPoint(5.0, 3.0, 25.0)); // 右转前进3米
path.push_back(PathPoint(0.0, 3.0, 25.0)); // 左转前进5米
path.push_back(PathPoint(0.0, 0.0, 20.0)); // 返回起点
return path;
}
/**
* @brief 生成圆形路径
*/
vector<PathPoint> generateCirclePath(double radius = 3.0, int points = 36) {
vector<PathPoint> path;
for (int i = 0; i <= points; i++) {
double angle = 2.0 * M_PI * i / points;
double x = radius * cos(angle);
double y = radius * sin(angle);
path.push_back(PathPoint(x, y, 25.0));
}
return path;
}
/**
* @brief 执行路径跟踪
*/
bool executePathTracking(CurtisMotorController& curtis,
const vector<PathPoint>& path,
AGVModel& agv,
PathTracker& tracker) {
if (path.empty()) {
cerr << "[路径跟踪] 错误: 路径为空" << endl;
return false;
}
cout << "[路径跟踪] 开始执行,共 " << path.size() << " 个路径点" << endl;
CurtisCommand cmd;
cmd.controlBits0 = 0x00;
cmd.controlBits1 = CURTIS_CTRL_AGV_CONNECTED;
bool success = true;
for (size_t i = 0; i < path.size(); i++) {
cout << "\n[路径跟踪] 路径点 " << (i + 1) << "/" << path.size()
<< ": (" << path[i].x << ", " << path[i].y
<< "), 速度=" << path[i].targetSpeed << "%" << endl;
// 设置目标点
double targetX = path[i].x;
double targetY = path[i].y;
// 持续跟踪该路径点,直到到达
DWORD startTime = GetTickCount();
const DWORD maxTime = 10000; // 最大10秒
while (GetTickCount() - startTime < maxTime) {
// 接收 Curtis 状态
curtis.ReceiveStatus();
const CurtisStatus& status = curtis.GetStatus();
// 检查故障
if (status.driveError || status.steerError) {
cerr << "[路径跟踪] 检测到故障: " << curtis.GetErrorString() << endl;
curtis.EmergencyStop();
return false;
}
// 检查急停
if (status.isEmergencyStop) {
cerr << "[路径跟踪] 检测到急停,中止路径跟踪" << endl;
return false;
}
// 获取 AGV 当前状态(这里使用模拟数据,实际应用中应从传感器获取)
State currentState;
currentState.x = agv.getState().x;
currentState.y = agv.getState().y;
currentState.theta = agv.getState().theta;
currentState.v = status.motorSpeed / 100.0; // 模拟速度
currentState.omega = 0.0;
// 计算到目标点的距离
double dx = targetX - currentState.x;
double dy = targetY - currentState.y;
double distance = sqrt(dx * dx + dy * dy);
// 如果接近目标点(< 0.1米),进入下一个点
if (distance < 0.1) {
cout << "[路径跟踪] 到达路径点 " << (i + 1) << endl;
break;
}
// 计算目标方向角
double targetAngle = atan2(dy, dx);
// 计算转向角(简化版,实际应使用路径跟踪器)
double angleError = targetAngle - currentState.theta;
// 归一化到 [-π, π]
while (angleError > M_PI) angleError -= 2 * M_PI;
while (angleError < -M_PI) angleError += 2 * M_PI;
// 转向控制(限制在 ±45度
double steerAngleDeg = angleError * 180.0 / M_PI;
if (steerAngleDeg > 45.0) steerAngleDeg = 45.0;
if (steerAngleDeg < -45.0) steerAngleDeg = -45.0;
// 速度控制(根据角度误差调整速度)
double speedScale = 1.0 - abs(angleError) / M_PI;
if (speedScale < 0.3) speedScale = 0.3; // 最小30%速度
double actualSpeed = path[i].targetSpeed * speedScale;
// 设置命令
cmd.driveSpeed = CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(actualSpeed);
cmd.steerAngle = CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(steerAngleDeg);
// 发送命令
if (!curtis.SendCommand(cmd)) {
cerr << "[路径跟踪] 发送命令失败" << endl;
return false;
}
// 更新 AGV 模型(模拟)
ControlInput control;
control.v = actualSpeed / 100.0;
control.delta = steerAngleDeg * M_PI / 180.0;
agv.update(control, 0.015); // 15ms
// 打印进度
if ((GetTickCount() - startTime) % 500 == 0) {
cout << " 位置: (" << currentState.x << ", " << currentState.y
<< "), 距离: " << distance << "m" << endl;
}
Sleep(15); // 15ms周期
}
// 超时检查
if (GetTickCount() - startTime >= maxTime) {
cerr << "[路径跟踪] 超时: 无法到达路径点 " << (i + 1) << endl;
success = false;
break;
}
}
// 路径结束,停止车辆
cout << "\n[路径跟踪] 路径执行完成,停止车辆" << endl;
cmd.driveSpeed = 0;
cmd.steerAngle = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
curtis.SendCommand(cmd);
Sleep(15);
}
return success;
}
/**
* @brief 主函数
*/
int main() {
cout << "===== Curtis 路径跟踪演示 =====\n" << endl;
// ============ 1. 创建对象 ============
cout << "步骤 1: 创建对象..." << endl;
CurtisMotorController curtis(VCI_USBCAN2, 0, 0);
// 创建 AGV 模型(用于模拟)
AGVModel agv;
State initialState;
initialState.x = 0.0;
initialState.y = 0.0;
initialState.theta = 0.0;
initialState.v = 0.0;
initialState.omega = 0.0;
agv.setState(initialState);
// 创建路径跟踪器
PathTracker tracker;
// ============ 2. 连接 ============
cout << "\n步骤 2: 连接到 Curtis 控制器..." << endl;
if (!curtis.Connect()) {
cerr << "连接失败!" << endl;
return -1;
}
Sleep(100);
// ============ 3. 选择路径 ============
cout << "\n步骤 3: 选择路径类型" << endl;
cout << "1 - 矩形路径 (5m x 3m)" << endl;
cout << "2 - 圆形路径 (半径 3m)" << endl;
cout << "请选择 (1/2): ";
int choice;
cin >> choice;
vector<PathPoint> path;
if (choice == 1) {
path = generateRectanglePath();
cout << "已选择: 矩形路径" << endl;
} else if (choice == 2) {
path = generateCirclePath();
cout << "已选择: 圆形路径" << endl;
} else {
cerr << "无效选择,使用默认矩形路径" << endl;
path = generateRectanglePath();
}
// ============ 4. 执行路径跟踪 ============
cout << "\n步骤 4: 执行路径跟踪" << endl;
cout << "按 Enter 开始..." << endl;
cin.ignore();
cin.get();
bool success = executePathTracking(curtis, path, agv, tracker);
if (success) {
cout << "\n✓ 路径跟踪成功完成" << endl;
} else {
cout << "\n✗ 路径跟踪失败" << endl;
}
// ============ 5. 断开连接 ============
cout << "\n步骤 5: 断开连接..." << endl;
curtis.Disconnect();
cout << "\n===== 程序结束 =====" << endl;
return 0;
}

View File

@@ -0,0 +1,297 @@
/**
* @file CurtisMotorController.h
* @brief 柯蒂斯Curtis1298+1220C 电机控制器 CAN 通讯接口
* @details 封装柯蒂斯电机控制器的 CAN 通讯协议,提供易用的控制接口
*
* 协议版本: V4.0
* 波特率: 125 kbps
* CAN ID:
* - 0x1E5: AGV → Curtis 控制命令(行走、提升)
* - 0x2E5: AGV → Curtis 转向命令
* - 0x260: Curtis → AGV 状态反馈
* - 0x360: Curtis → AGV 保留
*/
#ifndef CURTIS_MOTOR_CONTROLLER_H
#define CURTIS_MOTOR_CONTROLLER_H
#include "../../lib/ControlCAN.h"
#include <stdint.h>
#include <string>
#include <functional>
// ==================== CAN ID 定义 ====================
#define CURTIS_ID_DRIVE_CMD 0x1E5 ///< 行走/提升命令
#define CURTIS_ID_STEER_CMD 0x2E5 ///< 转向命令
#define CURTIS_ID_STATUS 0x260 ///< 状态反馈
#define CURTIS_ID_RESERVED 0x360 ///< 保留
// ==================== 数据范围定义 ====================
#define CURTIS_DRIVE_SPEED_MIN -4096
#define CURTIS_DRIVE_SPEED_MAX 4095
#define CURTIS_LIFT_SPEED_MIN -4096
#define CURTIS_LIFT_SPEED_MAX 4095
#define CURTIS_STEER_ANGLE_MIN -900 ///< -90度
#define CURTIS_STEER_ANGLE_MAX 900 ///< +90度
// ==================== 控制位掩码定义Byte0====================
#define CURTIS_CTRL_SPEED_SWITCH 0x01 ///< 调速开关0=有效)
#define CURTIS_CTRL_EMERGENCY_REVERSE 0x02 ///< 紧急反向
#define CURTIS_CTRL_TURTLE_MODE 0x04 ///< 龟速开关
#define CURTIS_CTRL_HORN 0x08 ///< 喇叭
#define CURTIS_CTRL_LIFT_LEFT_UP 0x10 ///< 左侧提升
#define CURTIS_CTRL_LIFT_LEFT_DOWN 0x20 ///< 左侧下降
#define CURTIS_CTRL_LIFT_RIGHT_UP 0x40 ///< 右侧提升
#define CURTIS_CTRL_LIFT_RIGHT_DOWN 0x80 ///< 右侧下降
// ==================== 控制位掩码定义Byte1 - AGV专用====================
#define CURTIS_CTRL_AGV_CONNECTED 0x01 ///< AGV连接标识必须设置
#define CURTIS_CTRL_EMERGENCY_STOP 0x02 ///< 紧急停车
#define CURTIS_CTRL_CENTERING_DONE 0x04 ///< 找中完成
// ==================== 状态位掩码定义Byte7====================
#define CURTIS_STATUS_AUTO_MODE 0x01 ///< 0=手动, 1=自动
#define CURTIS_STATUS_EMERGENCY_STOP 0x02 ///< 0=无急停, 1=急停
/**
* @brief Curtis 控制器状态结构
*/
struct CurtisStatus {
uint8_t driveError; ///< 行走故障代码
uint8_t steerError; ///< 转向故障代码
float currentAngle; ///< 当前转向角度(度)
int16_t motorSpeed; ///< 电机转速
uint8_t batteryLevel; ///< 电量百分比 0-100
bool isAutoMode; ///< 是否自动模式
bool isEmergencyStop; ///< 是否急停状态
uint32_t lastUpdateTime; ///< 最后更新时间戳(毫秒)
CurtisStatus() : driveError(0), steerError(0), currentAngle(0.0f),
motorSpeed(0), batteryLevel(0), isAutoMode(false),
isEmergencyStop(false), lastUpdateTime(0) {}
};
/**
* @brief Curtis 控制命令结构
*/
struct CurtisCommand {
int16_t driveSpeed; ///< 行走速度 -4096~4095
int16_t liftSpeedLeft; ///< 左侧提升速度 -4096~4095
int16_t liftSpeedRight; ///< 右侧提升速度 -4096~4095
int16_t steerAngle; ///< 转向角度 -900~900
uint8_t controlBits0; ///< 控制位0
uint8_t controlBits1; ///< 控制位1AGV专用
CurtisCommand() : driveSpeed(0), liftSpeedLeft(0), liftSpeedRight(0),
steerAngle(0), controlBits0(0), controlBits1(CURTIS_CTRL_AGV_CONNECTED) {}
};
/**
* @brief 柯蒂斯电机控制器类
*
* 提供完整的柯蒂斯 1298+1220C 电机控制器 CAN 通讯功能
*
* 使用流程:
* 1. 创建对象
* 2. 调用 Connect() 连接设备
* 3. 在主循环中以 ≤20ms 周期调用 SendCommand() 和 ReceiveStatus()
* 4. 结束时调用 Disconnect()
*
* @code
* CurtisMotorController curtis;
* curtis.Connect();
*
* while (running) {
* CurtisCommand cmd;
* cmd.driveSpeed = SpeedPercentToCAN(30.0f);
* curtis.SendCommand(cmd);
* curtis.ReceiveStatus();
* Sleep(15); // 15ms周期
* }
*
* curtis.Disconnect();
* @endcode
*/
class CurtisMotorController {
public:
/**
* @brief 状态回调函数类型
* @param status 更新后的状态
*/
using StatusCallback = std::function<void(const CurtisStatus&)>;
/**
* @brief 构造函数
* @param deviceType CAN 设备类型VCI_USBCAN2 = 4
* @param deviceIndex 设备索引第几个设备从0开始
* @param canChannel CAN 通道0 = CAN1, 1 = CAN2
*/
CurtisMotorController(DWORD deviceType = VCI_USBCAN2,
DWORD deviceIndex = 0,
DWORD canChannel = 0);
/**
* @brief 析构函数,自动断开连接
*/
~CurtisMotorController();
// ==================== 连接管理 ====================
/**
* @brief 连接到 Curtis 控制器
* @details 执行完整的连接流程:
* 1. 打开 CAN 设备
* 2. 初始化 CAN125kbps
* 3. 启动 CAN 通道
* 4. 清空缓冲区
* @return true=成功, false=失败
*/
bool Connect();
/**
* @brief 断开与 Curtis 控制器的连接
* @details 执行安全断开流程:
* 1. 发送停止命令
* 2. 关闭 CAN 设备
*/
void Disconnect();
/**
* @brief 检查是否已连接
* @return true=已连接, false=未连接
*/
bool IsConnected() const { return m_isConnected; }
// ==================== 命令发送 ====================
/**
* @brief 发送控制命令到 Curtis 控制器
* @details 发送两个 CAN 帧:
* - 0x1E5: 行走和提升命令
* - 0x2E5: 转向命令
* @param cmd 控制命令
* @return true=成功, false=失败
* @note 必须以 ≤20ms 周期持续发送,否则控制器会超时保护
*/
bool SendCommand(const CurtisCommand& cmd);
/**
* @brief 发送停止命令
* @details 所有速度和角度设为0
* @return true=成功, false=失败
*/
bool SendStopCommand();
/**
* @brief 紧急停车
* @details 连续发送3次急停命令确保接收
*/
void EmergencyStop();
// ==================== 状态接收 ====================
/**
* @brief 接收 Curtis 控制器状态反馈
* @details 接收并解析 0x260 状态帧,更新内部状态
* @return true=接收到新状态, false=没有新数据
*/
bool ReceiveStatus();
/**
* @brief 获取当前状态
* @return 状态结构的引用
*/
const CurtisStatus& GetStatus() const { return m_status; }
/**
* @brief 获取上次发送的命令
* @return 命令结构的引用
*/
const CurtisCommand& GetLastCommand() const { return m_lastCommand; }
/**
* @brief 设置状态更新回调函数
* @param callback 状态更新时调用的函数
*/
void SetStatusCallback(StatusCallback callback) {
m_statusCallback = callback;
}
// ==================== 故障和超时检测 ====================
/**
* @brief 检查是否有故障
* @return true=有故障, false=无故障
*/
bool HasError() const {
return m_status.driveError != 0 || m_status.steerError != 0;
}
/**
* @brief 检查通讯是否超时
* @param timeoutMs 超时时间(毫秒)
* @return true=超时, false=正常
*/
bool IsTimeout(uint32_t timeoutMs = 100) const;
/**
* @brief 获取故障信息字符串
* @return 故障描述
*/
std::string GetErrorString() const;
// ==================== 工具函数 ====================
/**
* @brief 速度百分比转 CAN 值
* @param percent 速度百分比 -100% ~ +100%
* @return CAN 值 -4096 ~ +4095
*/
static int16_t SpeedPercentToCAN(float percent);
/**
* @brief CAN 值转速度百分比
* @param canValue CAN 值 -4096 ~ +4095
* @return 速度百分比 -100% ~ +100%
*/
static float SpeedCANToPercent(int16_t canValue);
/**
* @brief 角度转 CAN 值(转向命令)
* @param degrees 角度 -90° ~ +90°
* @return CAN 值 -900 ~ +900
*/
static int16_t AngleDegreeToCAN(float degrees);
/**
* @brief CAN 值转角度(状态反馈)
* @param canValue CAN 值 -16383 ~ +16383
* @return 角度 -90° ~ +90°
*/
static float AngleCANToDegree(int16_t canValue);
/**
* @brief 打印当前状态到控制台
*/
void PrintStatus() const;
private:
// 设备参数
DWORD m_deviceType;
DWORD m_deviceIndex;
DWORD m_canChannel;
bool m_isConnected;
// 状态和命令
CurtisStatus m_status;
CurtisCommand m_lastCommand;
// 回调函数
StatusCallback m_statusCallback;
// 内部辅助函数
bool SendFrame(UINT canId, const BYTE* data, BYTE len);
void ParseStatusFrame(const VCI_CAN_OBJ& frame);
};
#endif // CURTIS_MOTOR_CONTROLLER_H

View File

@@ -0,0 +1,349 @@
/**
* @file CurtisMotorController.cpp
* @brief 柯蒂斯电机控制器实现文件
*/
#include "../include/can/CurtisMotorController.h"
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <cstring>
#include <windows.h>
// ==================== 构造函数和析构函数 ====================
CurtisMotorController::CurtisMotorController(DWORD deviceType,
DWORD deviceIndex,
DWORD canChannel)
: m_deviceType(deviceType)
, m_deviceIndex(deviceIndex)
, m_canChannel(canChannel)
, m_isConnected(false)
, m_statusCallback(nullptr)
{
}
CurtisMotorController::~CurtisMotorController() {
Disconnect();
}
// ==================== 连接管理 ====================
bool CurtisMotorController::Connect() {
if (m_isConnected) {
std::cout << "[Curtis] 警告: 已经连接" << std::endl;
return true;
}
std::cout << "[Curtis] 正在连接 Curtis 控制器..." << std::endl;
// 步骤1: 打开 CAN 设备
std::cout << "[Curtis] 1/4 打开 CAN 设备 (类型=" << m_deviceType
<< ", 索引=" << m_deviceIndex << ")..." << std::endl;
DWORD ret = VCI_OpenDevice(m_deviceType, m_deviceIndex, 0);
if (ret != 1) {
std::cerr << "[Curtis] 错误: 打开设备失败 (返回值=" << ret << ")" << std::endl;
return false;
}
std::cout << "[Curtis] ✓ 设备打开成功" << std::endl;
// 步骤2: 配置 CAN 参数125kbps
std::cout << "[Curtis] 2/4 初始化 CAN (125kbps)..." << std::endl;
VCI_INIT_CONFIG config;
config.AccCode = 0x80000008;
config.AccMask = 0xFFFFFFFF; // 接收所有帧
config.Filter = 1; // 接收标准帧和扩展帧
config.Timing0 = 0x03; // 125 kbps
config.Timing1 = 0x1C;
config.Mode = 0; // 正常模式
config.Reserved = 0;
ret = VCI_InitCAN(m_deviceType, m_deviceIndex, m_canChannel, &config);
if (ret != 1) {
std::cerr << "[Curtis] 错误: 初始化 CAN 失败 (返回值=" << ret << ")" << std::endl;
VCI_CloseDevice(m_deviceType, m_deviceIndex);
return false;
}
std::cout << "[Curtis] ✓ CAN 初始化成功" << std::endl;
// 步骤3: 启动 CAN 通道
std::cout << "[Curtis] 3/4 启动 CAN 通道..." << std::endl;
ret = VCI_StartCAN(m_deviceType, m_deviceIndex, m_canChannel);
if (ret != 1) {
std::cerr << "[Curtis] 错误: 启动 CAN 失败 (返回值=" << ret << ")" << std::endl;
VCI_CloseDevice(m_deviceType, m_deviceIndex);
return false;
}
std::cout << "[Curtis] ✓ CAN 通道启动成功" << std::endl;
// 步骤4: 清空缓冲区
std::cout << "[Curtis] 4/4 清空缓冲区..." << std::endl;
VCI_ClearBuffer(m_deviceType, m_deviceIndex, m_canChannel);
std::cout << "[Curtis] ✓ 缓冲区清空完成" << std::endl;
m_isConnected = true;
std::cout << "[Curtis] ========== 连接成功!=========" << std::endl;
std::cout << "[Curtis] 准备通讯(请以 ≤20ms 周期发送命令)" << std::endl;
return true;
}
void CurtisMotorController::Disconnect() {
if (!m_isConnected) {
return;
}
std::cout << "[Curtis] 正在断开连接..." << std::endl;
// 发送停止命令
std::cout << "[Curtis] 发送停止命令..." << std::endl;
SendStopCommand();
Sleep(50); // 等待命令发送
// 关闭设备
std::cout << "[Curtis] 关闭 CAN 设备..." << std::endl;
VCI_CloseDevice(m_deviceType, m_deviceIndex);
m_isConnected = false;
std::cout << "[Curtis] ✓ 断开连接完成" << std::endl;
}
// ==================== 命令发送 ====================
bool CurtisMotorController::SendCommand(const CurtisCommand& cmd) {
if (!m_isConnected) {
std::cerr << "[Curtis] 错误: 未连接到控制器" << std::endl;
return false;
}
// 限制数值范围
int16_t driveSpeed = cmd.driveSpeed;
if (driveSpeed < CURTIS_DRIVE_SPEED_MIN) driveSpeed = CURTIS_DRIVE_SPEED_MIN;
if (driveSpeed > CURTIS_DRIVE_SPEED_MAX) driveSpeed = CURTIS_DRIVE_SPEED_MAX;
int16_t liftLeft = cmd.liftSpeedLeft;
if (liftLeft < CURTIS_LIFT_SPEED_MIN) liftLeft = CURTIS_LIFT_SPEED_MIN;
if (liftLeft > CURTIS_LIFT_SPEED_MAX) liftLeft = CURTIS_LIFT_SPEED_MAX;
int16_t liftRight = cmd.liftSpeedRight;
if (liftRight < CURTIS_LIFT_SPEED_MIN) liftRight = CURTIS_LIFT_SPEED_MIN;
if (liftRight > CURTIS_LIFT_SPEED_MAX) liftRight = CURTIS_LIFT_SPEED_MAX;
int16_t steerAngle = cmd.steerAngle;
if (steerAngle < CURTIS_STEER_ANGLE_MIN) steerAngle = CURTIS_STEER_ANGLE_MIN;
if (steerAngle > CURTIS_STEER_ANGLE_MAX) steerAngle = CURTIS_STEER_ANGLE_MAX;
// 发送帧1: 0x1E5 - 行走和提升命令
BYTE data1[8];
data1[0] = cmd.controlBits0;
data1[1] = cmd.controlBits1 | CURTIS_CTRL_AGV_CONNECTED; // 确保AGV标识位
data1[2] = driveSpeed & 0xFF;
data1[3] = (driveSpeed >> 8) & 0xFF;
data1[4] = liftLeft & 0xFF;
data1[5] = (liftLeft >> 8) & 0xFF;
data1[6] = liftRight & 0xFF;
data1[7] = (liftRight >> 8) & 0xFF;
if (!SendFrame(CURTIS_ID_DRIVE_CMD, data1, 8)) {
std::cerr << "[Curtis] 错误: 发送 0x1E5 失败" << std::endl;
return false;
}
// 发送帧2: 0x2E5 - 转向命令
BYTE data2[8] = {0};
data2[0] = steerAngle & 0xFF;
data2[1] = (steerAngle >> 8) & 0xFF;
// Byte2-7 已初始化为0
if (!SendFrame(CURTIS_ID_STEER_CMD, data2, 8)) {
std::cerr << "[Curtis] 错误: 发送 0x2E5 失败" << std::endl;
return false;
}
// 保存最后发送的命令
m_lastCommand = cmd;
return true;
}
bool CurtisMotorController::SendStopCommand() {
CurtisCommand stopCmd;
stopCmd.controlBits0 = 0x00; // 调速开关有效
stopCmd.controlBits1 = CURTIS_CTRL_AGV_CONNECTED;
stopCmd.driveSpeed = 0;
stopCmd.liftSpeedLeft = 0;
stopCmd.liftSpeedRight = 0;
stopCmd.steerAngle = 0;
return SendCommand(stopCmd);
}
void CurtisMotorController::EmergencyStop() {
if (!m_isConnected) {
return;
}
std::cout << "[Curtis] !!! 执行紧急停车 !!!" << std::endl;
CurtisCommand stopCmd;
stopCmd.controlBits0 = 0x00;
stopCmd.controlBits1 = CURTIS_CTRL_EMERGENCY_STOP | CURTIS_CTRL_AGV_CONNECTED;
stopCmd.driveSpeed = 0;
stopCmd.liftSpeedLeft = 0;
stopCmd.liftSpeedRight = 0;
stopCmd.steerAngle = 0;
// 连续发送3次确保收到
for (int i = 0; i < 3; i++) {
SendCommand(stopCmd);
Sleep(10);
}
}
// ==================== 状态接收 ====================
bool CurtisMotorController::ReceiveStatus() {
if (!m_isConnected) {
return false;
}
VCI_CAN_OBJ rxFrames[2500];
DWORD count = VCI_Receive(m_deviceType, m_deviceIndex,
m_canChannel, rxFrames, 2500, 0);
if (count == (DWORD)-1) {
std::cerr << "[Curtis] 错误: USB 断开或设备不存在" << std::endl;
m_isConnected = false;
return false;
}
bool statusUpdated = false;
for (DWORD i = 0; i < count; i++) {
if (rxFrames[i].ID == CURTIS_ID_STATUS) {
ParseStatusFrame(rxFrames[i]);
statusUpdated = true;
// 调用回调函数
if (m_statusCallback) {
m_statusCallback(m_status);
}
}
else if (rxFrames[i].ID == CURTIS_ID_RESERVED) {
// 0x360 保留帧,暂不处理
}
}
return statusUpdated;
}
// ==================== 故障和超时检测 ====================
bool CurtisMotorController::IsTimeout(uint32_t timeoutMs) const {
if (m_status.lastUpdateTime == 0) {
return true; // 从未接收过数据
}
uint32_t currentTime = GetTickCount();
uint32_t elapsed = currentTime - m_status.lastUpdateTime;
return elapsed > timeoutMs;
}
std::string CurtisMotorController::GetErrorString() const {
std::ostringstream oss;
if (m_status.driveError != 0) {
oss << "行走故障=0x" << std::hex << (int)m_status.driveError << " ";
}
if (m_status.steerError != 0) {
oss << "转向故障=0x" << std::hex << (int)m_status.steerError << " ";
}
if (m_status.isEmergencyStop) {
oss << "[急停] ";
}
std::string result = oss.str();
return result.empty() ? "无故障" : result;
}
// ==================== 工具函数 ====================
int16_t CurtisMotorController::SpeedPercentToCAN(float percent) {
if (percent > 100.0f) percent = 100.0f;
if (percent < -100.0f) percent = -100.0f;
return static_cast<int16_t>(percent * 40.95f);
}
float CurtisMotorController::SpeedCANToPercent(int16_t canValue) {
return canValue / 40.95f;
}
int16_t CurtisMotorController::AngleDegreeToCAN(float degrees) {
if (degrees > 90.0f) degrees = 90.0f;
if (degrees < -90.0f) degrees = -90.0f;
return static_cast<int16_t>(degrees * 10.0f);
}
float CurtisMotorController::AngleCANToDegree(int16_t canValue) {
return canValue / 10.0f;
}
void CurtisMotorController::PrintStatus() const {
std::cout << "\n========== Curtis 状态 ==========" << std::endl;
std::cout << "行走故障: 0x" << std::hex << (int)m_status.driveError
<< " 转向故障: 0x" << (int)m_status.steerError << std::dec << std::endl;
std::cout << "转向角度: " << m_status.currentAngle << "°" << std::endl;
std::cout << "电机转速: " << m_status.motorSpeed << std::endl;
std::cout << "电量: " << (int)m_status.batteryLevel << "%" << std::endl;
std::cout << "模式: " << (m_status.isAutoMode ? "自动" : "手动")
<< " 急停: " << (m_status.isEmergencyStop ? "" : "") << std::endl;
std::cout << "================================\n" << std::endl;
}
// ==================== 内部辅助函数 ====================
bool CurtisMotorController::SendFrame(UINT canId, const BYTE* data, BYTE len) {
VCI_CAN_OBJ frame;
memset(&frame, 0, sizeof(VCI_CAN_OBJ));
frame.ID = canId;
frame.SendType = 0; // 正常发送(自动重试)
frame.RemoteFlag = 0; // 数据帧
frame.ExternFlag = 0; // 标准帧
frame.DataLen = len;
if (len > 8) len = 8;
memcpy(frame.Data, data, len);
DWORD sent = VCI_Transmit(m_deviceType, m_deviceIndex,
m_canChannel, &frame, 1);
return sent == 1;
}
void CurtisMotorController::ParseStatusFrame(const VCI_CAN_OBJ& frame) {
// Byte0: 行走故障代码
m_status.driveError = frame.Data[0];
// Byte1: 转向故障代码
m_status.steerError = frame.Data[1];
// Byte2-3: 转向角度反馈
int16_t angleRaw = static_cast<int16_t>((frame.Data[3] << 8) | frame.Data[2]);
m_status.currentAngle = angleRaw / 10.0f;
// Byte4-5: 电机转速
m_status.motorSpeed = static_cast<int16_t>((frame.Data[5] << 8) | frame.Data[4]);
// Byte6: 电量
m_status.batteryLevel = frame.Data[6];
// Byte7: 状态位
m_status.isAutoMode = (frame.Data[7] & CURTIS_STATUS_AUTO_MODE) != 0;
m_status.isEmergencyStop = (frame.Data[7] & CURTIS_STATUS_EMERGENCY_STOP) != 0;
// 更新时间戳
m_status.lastUpdateTime = GetTickCount();
}