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运动控制状态接口

基本状态切换接口

Section titled “基本状态切换接口”

机器人基本状态之间的切换通过发送相应指令实现，如下图所示（括号中标注的对应代码为状态值）。

基本状态切换图

部分指令如下表所示：

指令代码值类型功能
站立/坐下0x21010202-0在坐姿状态与站姿状态之间切换
停止 STOP0x21020C0E-0触发软件急停
回零位0x21010C05-0初始化机器人关节

轴指令接口

Section titled “轴指令接口”

轴指令是手柄左右摇杆 X 轴和 Y 轴输出的指令，其取值范围为 [-32767, 32767]。轴指令下发的频率应不低于 20Hz。轴指令超时时间为 250ms，当机器人超过 250ms 未收到轴指令时，将自动停止运动。

原地模式下的轴指令

Section titled “原地模式下的轴指令”

原地模式下，客户端发送轴指令给运动主机，可以控制机器人改变身体姿势。如果运动主机超过一秒未收到任何轴指令，系统会认为指令失效，机器人将恢复正常站立姿势。若轴指令值在死区范围内，则视轴指令值为 0。

指令名称指令码指令类型死区指令功能
调整横滚角0x210101310[-12553, 12553]取正值时向右翻滚
调整俯仰角0x210101300[-6553, 6553]取正值时低头
调整身体高度0x210101020[-20000, 20000]取正值时抬高身体
调整偏航角0x210101350[-9553, 9553]取正值时向右旋转

移动模式下的轴指令

Section titled “移动模式下的轴指令”

移动模式下，下发轴指令给运动主机，可以控制机器人改变移动方向和速度。当轴指令取值在死区范围内时，视其值为 0，机器人停止移动。轴指令值的正负确定速度方向。

指令名称指令码指令类型死区指令功能
左右平移0x210101310[-12553, 12553]指定机器人 y 轴上的期望线速度，正值向右
前后平移0x210101300[-6553, 6553]指定机器人 x 轴上的期望线速度，正值向前
左右转弯0x210101350[-9553, 9553]指定机器人的期望角速度，正值向右转

停止指令

Section titled “停止指令”

机器人在运动过程中，若下发轴指令为 0，机器人将停止运动。

运动模式切换接口

Section titled “运动模式切换接口”
指令名称指令代码指令值指令类型
姿态模式0x21010D05-0
运动模式0x21010D06-0

步态切换接口

Section titled “步态切换接口”

机器人处于运动模式时可以调整步态。

指令代码值类型功能
慢速挡平地步态0x21010300-0将机器人从当前步态切换到低速步态
中速挡平地步态0x21010307-0将机器人从当前步态切换到中速步态
快速挡平地步态0x21010303-0将机器人从当前步态切换到高速步态
爬行挡平地步态0x21010406-0将机器人从当前步态切换到低速爬行步态，或从低速爬行步态切换到普通低速步态
抓地挡 RUG 步态0x21010402-0将机器人从当前步态切换到抓地步态
普通挡 RUG 步态0x21010401-0将机器人从当前步态切换到普通步态
高抬腿挡 RUG 步态0x21010407-0将机器人从当前步态切换到高抬腿步态

机器人当前步态可通过 robot_gait_state 字段读取，状态值定义详见状态机概述与实现。

速度接口

Section titled “速度接口”

速度指令是复杂指令，每条速度指令所携带的数据值均为双精度浮点型，需要在机器人处于导航模式时发送。

指令名称指令代码指令类型取值范围
角速度 (rad/s)0x01411[-1.5, 1.5]
机器人 x 轴线速度 (m/s)0x01401[-1.0, 1.0]
机器人 y 轴线速度 (m/s)0x01451[-0.5, 0.5]

机器人状态信息

Section titled “机器人状态信息”

机器人状态信息的指令码如下：

指令码指令类型数据内容发送频率
0x09011结构体 RobotStateUpload（具体见下）50 Hz
struct RobotStateUpload{
    int robot_basic_state;
    int robot_gait_state;
    double rpy[3];
    double rpy_vel[3];
    double xyz_acc[3];
    double pos_world[3];
    double vel_world[3];
    double vel_body[3];
    unsigned touch_down_and_stair_trot;
    bool is_charging;
    unsigned error_state;
    int robot_motion_state;
    double battery_level;
    int task_state;
    bool is_robot_need_move;
    bool zero_position_flag;
    double ultrasound[2];
};

各字段含义如下：

字段类型含义
robot_basic_stateint机器人基本运动状态
robot_gait_stateint机器人当前步态
rpy[3]doubleIMU 角度信息
rpy_vel[3]doubleIMU 角速度信息
xyz_acc[3]doubleIMU 加速度信息
pos_world[3]double机器人在世界坐标系下的位姿信息
vel_world[3]double机器人在世界坐标系下的速度信息
vel_body[3]double机器人在身体坐标系下的速度信息
touch_down_and_stair_trotunsigned无效数据，仅作占位用
is_chargingbool无效数据，仅作占位用
error_stateunsigned无效数据，仅作占位用
robot_motion_stateint机器人动作状态
battery_leveldouble电池电量百分比的小数形式
task_stateint无效数据，仅作占位用
is_robot_need_movebool机器人受外力影响时的平衡状态
zero_position_flagbool回零标志位
ultrasound[2]double超声波数据

机器人基本运动状态

Section titled “机器人基本运动状态”
变量值机器人基本运动状态
1趴下状态
4准备起立状态
5正在起立状态
6力控状态
7正在趴下状态
8失控保护状态
9姿态调整状态
11执行翻身动作
17回零状态
18执行后空翻动作
20执行打招呼动作

注意： 机器人基本状态的转换关系可参考基本状态切换接口。

机器人步态

Section titled “机器人步态”
变量值步态
0平地低速步态
2通用越障步态
4平地中速步态
5平地高速步态
6抓地越障步态
12太空步步态
13高踏步越障步态

IMU 角度信息

Section titled “IMU 角度信息”

double rpy[3] = {roll, pitch, yaw};

元素名称含义
rollIMU 在世界坐标系下的 roll 角(°)
pitchIMU 在世界坐标系下的 pitch 角(°)
yawIMU 在世界坐标系下的 yaw 角(°)

IMU 角速度信息

Section titled “IMU 角速度信息”

double rpy_vel[3] = {roll_vel, pitch_vel, yaw_vel};

元素名称含义
roll_velIMU 在世界坐标系下的 roll 角速度(rad/s)
pitch_velIMU 在世界坐标系下的 pitch 角速度(rad/s)
yaw_velIMU 在世界坐标系下的 yaw 角速度(rad/s)

IMU 加速度信息

Section titled “IMU 加速度信息”

double xyz_acc[3] = {x_acc, y_acc, z_acc};

元素名称含义
x_accIMU 在世界坐标系 x 轴上的加速度(m/s²)
y_accIMU 在世界坐标系 y 轴上的加速度(m/s²)
z_accIMU 在世界坐标系 z 轴上的加速度(m/s²)

世界坐标系下位姿

Section titled “世界坐标系下位姿”

double pos_world[3] = {x, y, yaw};

元素名称含义
x机器人在世界坐标系下的 x 轴坐标值(m)
y机器人在世界坐标系下的 y 轴坐标值(m)
yaw机器人在世界坐标系下的 yaw 角(rad)

世界坐标系下速度

Section titled “世界坐标系下速度”

double vel_world[3] = {x_vel, y_vel, yaw_vel};

元素名称含义
x_vel机器人在世界坐标系 x 轴上的速度(m/s)
y_vel机器人在世界坐标系 y 轴上的速度(m/s)
yaw_vel机器人在世界坐标系下的 yaw 角速度(rad/s)

身体坐标系下速度

Section titled “身体坐标系下速度”

double vel_body[3] = {x_vel, y_vel, yaw_vel};

元素名称含义
x_vel机器人在身体坐标系 x 轴上的速度(m/s)
y_vel机器人在身体坐标系 y 轴上的速度(m/s)
yaw_vel机器人在身体坐标系下的 yaw 角速度(rad/s)

机器人动作状态

Section titled “机器人动作状态”
变量值机器人动作状态
0机器人处于 robot_basic_state 的值对应的状态中
1机器人正在以 robot_gait_state 的值对应的步态踏步
2机器人正在执行扭身体
4机器人正在执行扭身跳
11机器人正在执行向前跳

注意： 机器人基本运动状态 robot_basic_state、机器人步态 robot_gait_state、机器人动作状态 robot_motion_state 共同表示机器人状态。

平衡状态

Section titled “平衡状态”
变量值平衡状态
0可保持平衡
1无法保持平衡，踏步调整姿态

回零状态

Section titled “回零状态”
变量值回零状态
0未完成回零或已退出回零状态
1已完成回零

超声波数据

Section titled “超声波数据”

double ultrasound[2] = {forward_distance, backward_distance};

元素名称含义
forward_distance机器人前方障碍物的距离(m)
backward_distance机器人后方障碍物的距离(m)

注意： 超声波有效量程为 [0.28m, 4.50m]，当障碍物距离小于 0.28m 时显示为 0.28m，当障碍物距离大于 4.50m 时显示为 4.50m。