并联四足机器人项目开源教程（六）--- Cheetah开源项目的代码框架移植

这个是本人在大三期间做的项目 ---- 基于MIT的Cheetah方案设计的十二自由度并联四足机器人，这个项目获得过两个国家级奖项和一个省级奖项。接下来我会将这个机器人的控制部分所有代码进行开源，并配有相关的教程博客，希望能够帮助到在学习相关领域知识或者进行项目开发的同学。

MIT-Cheetah开源代码：Cheetah-Software
本项目开源代码：SCUT-Robotlab-Quadruped
秉持着分享的理念，我将该项目的所有代码进行开源，在环境配置正常的情况下（包括仿真环境），可以得到以下的运行界面。
如果本系列中的QT上位机开源代码跑通了，可以直接通过上位机进行机器人的运动控制。

代码架构

这个项目是基于MIT的Cheetah开源项目进行开发设计的，引入了ROS通信网络，并且控制上进行了简化。所以项目文件中有一部分代码文件并没有调用，下面列举的是作品使用到的，比较核心的代码模块，以供参考。

1. common

Utilities

通用的算法，函数

Math

常用的数学公式，如旋转矩阵/欧拉角/四元数的相互转换。

DataType

通用的数据结构体定义

Controllers

DesiredStateCommand：遥控器数据解包转为控制指令

FootSwingTrajectory：贝塞尔曲线的代码实现

GaitScheduler：步态规划器

LegController：腿部控制器，包括数据更新以及输出控制指令

OrientationEstimator：姿态估计

PositionVelocityEstimator：位置速度估计

msg

ROS网络中的自定义消息

2. config

包含了项目所有的参数文件，采用yaml文件进行参数存储，并使用rosparam进行参数加载。

robot_parameters.yaml：机器人自身的相关属性参数

user_parameters.yaml：用户人为调节的算法参数

3. robot

机器人整体运行逻辑，主要包括了机器人启动时的数据初始化，以及制定运行过程中的各个算法执行顺序和数据流向。

4. sim

webots仿真环境的搭建和驱动相关文件

webots_controller：基于ROS的webots控制器，用于控制webots中机器人的各个外设的工作，以及获取各个外设和仿真环境的相关数据。

5. srpq_controller

FSM_States：状态机相关代码（状态包括有运动态，站立态，被动态等，与步态的概念不同）

BalanceController：平衡控制器，模仿了WBC多任务，分优先级的思想。

SportsController：运动控制器，采用纯位控的形式进行机器人控制，也是目前实体控制唯一验证通过的算法。

convexMPC：MPC控制器

WBC/WBC_Ctrl：WBC控制器

6. ros_network

ROS通信网络，由于时间有限，本项目仅构建了三个节点，并且将所有算法在一个节点上运行，整体架构不太优雅，建议读者可以基于该架构进行重新设计一套ROS通信网络。

Control_Node：核心的逻辑控制节点，主要负责算法运行，以及数据整合

Hardware_Node：硬件通信节点，主要负责与底层主控STM32进行通信。

QT_Node：上位机通信节点

7. Model

机器人仿真模型，本项目是通过solidworks导出urdf模型，再导入webots仿真环境了。
详细内容可以参考我的笔记：sw模型生成urdf文件的详细流程

8. third_party

第三方库