diff --git a/__pycache__/balance.cpython-310.pyc b/__pycache__/balance.cpython-310.pyc index 3a84468..2e38a90 100644 Binary files a/__pycache__/balance.cpython-310.pyc and b/__pycache__/balance.cpython-310.pyc differ diff --git a/balance.py b/balance.py index 2c86cf3..faff257 100644 --- a/balance.py +++ b/balance.py @@ -1,5 +1,5 @@ import time -from dm_imu_pkg import imu_py +from dm_imu import imu_py from Legs_controller import LegsController class BalanceController: @@ -144,14 +144,14 @@ class BalanceController: # self.imu.stop() -if __name__ == "__main__": - # 直接运行脚本时的入口 +def quick_test(): + """用于开发调试的快捷入口，手动调用时执行完整流程。""" controller = BalanceController() controller.enable_all() - # 初始位置设置（与原脚本保持一致） controller.control_legs_pos(0.85, 0.85, 0.85, 0.85, vel=0.5) - time.sleep(5) # 与原脚本的延时保持一致 - # 进入平衡控制循环 + time.sleep(5) controller.run_balance_loop() - # 结束后清理资源 controller.shutdown() + +if __name__ == "__main__": + print("请通过 UI 打开串口并控制机器人。") diff --git a/dm_imu.egg-info/PKG-INFO b/dm_imu.egg-info/PKG-INFO index 833b17e..94f669e 100644 --- a/dm_imu.egg-info/PKG-INFO +++ b/dm_imu.egg-info/PKG-INFO @@ -18,114 +18,118 @@ Dynamic: author Dynamic: license-file Dynamic: requires-python -# DM‑IMU USB 驱动库 +# 四足机器人控制面板（Balance） +**基于 Gradio 的 Web UI，封装了 `BalanceController`、`LegsController` 与 IMU 驱动，实现串口自动打开、日志记录、实时电机使能/失能、位置与速度控制、扭矩读取以及后台平衡循环。** + +## 目录 +- [项目简介](#项目简介) +- [环境要求](#环境要求) +- [快速安装](#快速安装) +- [运行方式](#运行方式) +- [主要功能](#主要功能) +- [代码结构概览](#代码结构概览) +- [使用说明](#使用说明) +- [常见问题与故障排查](#常见问题与故障排查) +- [许可证](#许可证) ## 项目简介 -`dm_imu` 目录下实现了一个 **纯 C++ 的 USB IMU 驱动库**，原始代码基于 ROS，但已完全去除 ROS 依赖，使用 POSIX 串口 API 与 IMU 通信。库提供： +本项目提供一个面向四足机器人的控制面板，使用 **Gradio** 构建网页 UI，能够在浏览器中直接操控机器人。核心逻辑封装在 `BalanceController`（位于 `balance.py`）中，内部调用 `LegsController`（`Legs_controller.py`）完成电机的初始化、使能/失能、扭矩读取和位置控制；同时通过 `dm_imu` 包的 `DmImu` 实现 IMU 数据获取并驱动平衡算法。 -- 串口初始化、波特率配置 -- IMU 启动、停止以及配置指令（加速度、陀螺仪、欧拉角等） -- 线程安全的数据采集（`IMU_Data` 结构体） -- 简单的 C++ 接口 `DmImu`，无需任何 ROS 环境即可使用 +> **注意**：若硬件未连接，`BalanceController` 与 `LegsController` 会捕获异常并创建 dummy 对象，保证脚本仍可运行而不会崩溃。 -## 目录结构 -``` -dm_imu/ -├─ bsp_crc.cpp / bsp_crc.h # CRC 校验实现 -├─ imu_driver.cpp / imu_driver.h# 主驱动实现（已去除 ROS） -├─ test_imu.cpp # 示例程序，演示如何使用库 -└─ README.md # 本文档 -``` +## 环境要求 +- **操作系统**：Linux（POSIX 串口）或 Windows（使用对应的串口驱动） +- **Python**：>=3.8 +- **依赖库**（已在 `pyproject.toml` 中声明） + - `gradio<6.0` + - `pyserial>=3.5` + - `numpy<2.0` + - `pybind11>=2.10`（用于编译 C++ IMU 驱动） +- **硬件** + - 4×腿部电机（DM4340）+ 4×轮子电机（DMH6215） + - IMU（通过 `dm_imu` 包的 `DmImu`） -## 编译方法 - -### 依赖 -- **C++17** 编译器（gcc/clang） -- POSIX 系统（Linux）提供的串口头文件 `、、` -- 标准库（`、、` 等） - -### 编译示例 +## 快速安装 ```bash -# 进入项目根目录 -cd /home/allenyuan/balance +# 克隆仓库 +git clone https://github.com/ydy0615/balance.git +cd balance -# 编译库源码（生成目标文件） -g++ -std=c++17 -c dm_imu/bsp_crc.cpp -o bsp_crc.o -g++ -std=c++17 -c dm_imu/imu_driver.cpp -o imu_driver.o +# 创建并激活虚拟环境（推荐） +python -m venv venv +.\venv\Scripts\activate # Windows +source venv/bin/activate # Linux/macOS -# 编译示例程序并链接 -g++ -std=c++17 test_imu.cpp bsp_crc.o imu_driver.o -o test_imu -lpthread +# 安装 Python 依赖 +pip install -r requirements.txt # 若没有此文件，可手动安装 +pip install gradio pyserial numpy pybind11 + +# 编译 C++ IMU 驱动（需要 cmake、gcc/clang） +mkdir build && cd build +cmake .. && cmake --build . +cd .. ``` -> **说明**：如果你希望将库封装为静态或动态库，只需将 `bsp_crc.o` 与 `imu_driver.o` 打包为 `libdm_imu.a`（或 `libdm_imu.so`），然后在链接时使用 `-L. -ldm_imu`。 +> 若只想运行 UI 而不编译 C++ 部分，可跳过最后的编译步骤，`dm_imu` 包会在运行时尝试加载已编译的 `.so`/`.dll`，若不存在则使用 Python 伪实现（仅用于调试）。 -## 示例程序 `test_imu.cpp` - -```cpp -// test_imu.cpp -// 演示如何使用纯 C++ 的 DM‑IMU 驱动库读取数据 - -#include "imu_driver.h" -#include -#include -#include - -int main() -{ - // 根据实际设备路径与波特率创建对象 - dmbot_serial::DmImu imu("/dev/ttyACM1", 921600); - - // 启动采集线程 - if (!imu.start()) { - std::cerr << "Failed to start IMU driver." << std::endl; - return 1; - } - - // 连续读取 1000 次数据（约 10 秒） - for (int i = 0; i < 1000; ++i) { - IMU_Data d = imu.getData(); - - std::cout << "Roll: " << d.roll << " Pitch: " << d.pitch - << " Yaw: " << d.yaw << std::endl; - std::cout << "Acc : [" << d.accx << ", " << d.accy << ", " << d.accz << "]" - << std::endl; - std::cout << "Gyro : [" << d.gyrox << ", " << d.gyroy << ", " << d.gyroz << "]" - << std::endl; - std::cout << "-----------------------------------------" << std::endl; - - // 10 ms 间隔（约 100 Hz） - std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(10)); - } - - // 停止采集并关闭串口 - imu.stop(); - - return 0; -} -``` - -### 运行示例 +## 运行方式 ```bash -# 编译（参考上面的编译示例） -g++ -std=c++17 test_imu.cpp bsp_crc.o imu_driver.o -o test_imu -lpthread +python main.py +``` +启动后会在终端显示类似信息： +``` +Running on http://0.0.0.0:7860/ +``` +在浏览器打开该地址即可看到 **四足机器人控制面板**。 -# 运行 -./test_imu +## 主要功能 +| 功能 | 对应后端函数 | UI 控件 | 说明 | +|------|--------------|--------|------| +| 自动打开串口 | `open_port` | - | 程序启动时即尝试实例化 `BalanceController` 并打开串口 | +| 电机使能 | `enable_all` | “✅ 使能全部” 按钮 | 使能四条腿电机 + 四个轮子电机 | +| 电机失能 | `disable_all` | “❌ 失能全部” 按钮 | 失能所有电机 | +| 启动平衡控制 | `start_balance` | “▶️ 启动平衡控制” 按钮 | 检查电机是否已使能，随后在守护线程中运行 `run_balance_loop` | +| 位置控制 | `set_position` | 四个滑块 + “📍 设置位置” 按钮 | 通过 `control_legs_pos` 设置四条腿的位置（0~0.85）与速度比例（0.1~1.0） | +| 扭矩读取 | `get_torque` | “🔍 读取扭矩” 按钮 | 调用 `controller.get_legs_torque()`，返回四条腿的扭矩值 | +| 实时日志 | `refresh_log` | “刷新日志” 按钮 + 文本框 | 读取 `ui.log`（写入位置 `LOG_PATH = "ui.log"`）并显示在 UI 中 | +| 日志写入 | `log`（内部） | - | 所有关键操作均通过 `log(msg)` 同时写入文件并打印到控制台，便于调试 | + +## 代码结构概览 +``` +balance/ +│ +├─ main.py # Gradio UI 与业务入口 +├─ balance.py # BalanceController（平衡算法、线程管理） +├─ Legs_controller.py # LegsController（电机底层控制） +├─ dm_imu/ # C++ IMU 驱动（pybind11 包装） +│ ├─ src/ +│ │ ├─ imu_driver.cpp +│ │ └─ bsp_crc.cpp +│ └─ __init__.py +├─ pyproject.toml # 项目元信息与依赖声明 +├─ README.md # 本文档 +└─ ... (其他辅助脚本、测试文件) ``` -运行后，程序会在终端持续打印 IMU 的欧拉角、加速度和陀螺仪数据。若串口未打开或设备路径错误，程序会在初始化阶段输出错误信息并退出。 +## 使用说明 +1. **检查硬件**：确保机器人电机控制板和 IMU 已正确连接，串口设备路径与 `BalanceController.__init__` 中的默认值相符（`/dev/dm-u2can`、`/dev/dm-imu`）。若使用不同路径，请在 `main.py` 或 `balance.py` 中自行修改。 +2. **启动 UI**：运行 `python main.py`，打开浏览器访问 `http://<本机IP>:7860`。 +3. **日志查看**：点击 “刷新日志” 可实时读取 `ui.log`。若日志文件不存在，首次点击会自动创建。 +4. **电机使能**：先点击 “✅ 使能全部”，随后才能使用位置或扭矩功能。 +5. **位置调节**：调节四个滑块后点击 “📍 设置位置”，下方的 “位置设置结果” 框会显示返回信息。 +6. **扭矩读取**：点击 “🔍 读取扭矩”，右侧文本框会显示四条腿当前扭矩（N/m），若读取失败则显示 “错误”。 +7. **启动平衡**：在电机已使能后点击 “▶️ 启动平衡控制”。后台线程会不断读取 IMU 数据并根据偏置调节腿部位置。若出现异常，日志中会记录详细信息。 -## 常见问题 - -| 问题 | 可能原因 | 解决办法 | +## 常见问题与故障排查 +| 问题 | 可能原因 | 解决方案 | |------|----------|----------| -| 程序启动后没有数据输出 | 串口未打开或设备路径错误 | 确认 IMU 已正确连接，`/dev/ttyACM1` 是否存在；如有不同，请在 `test_imu.cpp` 中修改构造函数的 `port` 参数 | -| `write` / `read` 返回错误 | 波特率不匹配 | 检查 IMU 手册，确认波特率是否为 921600；如需修改，请在 `DmImu` 构造函数的 `baud` 参数中传入正确值 | -| 编译报缺少头文件 | 开发环境缺少 POSIX 串口头文件 | 在 Linux 上默认可用；若使用交叉编译，请确保交叉工具链包含对应头文件 | +| **UI 无法打开** | 未安装 `gradio` 或端口被占用 | `pip install gradio`，或更换 `server_port` 参数 | +| **串口打开失败** | 设备路径错误、权限不足或硬件未连接 | 检查 `BalanceController.__init__` 中的 `leg_port` 与 `imu_port`，在 Linux 上使用 `sudo chmod a+rw /dev/ttyUSB*` | +| **日志不刷新** | `ui.log` 未生成或文件被锁定 | 确认 `log()` 已被调用；手动删除 `ui.log` 让程序重新创建 | +| **电机不使能** | `LegsController` 初始化异常 | 查看终端输出的 “初始化 LegsController 失败” 信息；确保 `u2can` 包已正确安装且串口可用 | +| **平衡控制未启动** | `motors_enabled` 为 `False`（未使能） | 必须先点击 “✅ 使能全部”，然后再点击 “▶️ 启动平衡控制” | +| **读取扭矩返回 “错误”** | `controller.get_legs_torque()` 抛异常 | 检查 `LegsController.get_legs_torque` 是否成功刷新电机状态，确保电机已连接 | +| **IMU 数据异常** | IMU 未启动或波特率不匹配 | 确认 `BalanceController.__init__` 中的 `imu_port` 与 `imu_baud` 与实际硬件匹配；若硬件缺失，程序会使用 DummyImu（返回零姿态） | ## 许可证 -本项目采用 MIT 许可证，详情见 `LICENSE`（若项目中未提供，请自行添加）。 - ---- - -**祝你使用愉快！** 如有其他需求（如添加四元数计算、回调机制等），欢迎进一步扩展此库。 +本项目采用 **MIT 许可证**。详情请参见根目录下的 `LICENSE` 文件。 diff --git a/dm_imu/__pycache__/__init__.cpython-310.pyc b/dm_imu/__pycache__/__init__.cpython-310.pyc index 2d698e9..3708081 100644 Binary files a/dm_imu/__pycache__/__init__.cpython-310.pyc and b/dm_imu/__pycache__/__init__.cpython-310.pyc differ diff --git a/main.py b/main.py index eff50cb..3012a12 100644 --- a/main.py +++ b/main.py @@ -23,11 +23,9 @@ def log(msg: str) -> None: h.flush() print(msg) # optional, 可删除 -# ------------------------------------------------- -# 全局状态 -# ------------------------------------------------- controller: BalanceController | None = None # 单例 motors_enabled = False # 电机使能状态 +port_opened: bool = False # 是否已打开串口 # ------------------------------------------------- # 安全创建 BalanceController（带重试） @@ -45,28 +43,36 @@ def create_controller(retries: int = 3, delay: float = 1.0) -> BalanceController log("全部重试结束，仍未能创建 BalanceController") return None -# ------------------------------------------------- +# ---------------------------------------印度洋15 +# ---------- # UI 操作函数（统一异常捕获、日志记录、返回状态文字） # ------------------------------------------------- def open_port() -> tuple: """创建 BalanceController 实例并打开串口（不自动使能）。""" - global controller + global controller, port_opened if controller is None: controller = create_controller() if controller is None: msg = "打开串口失败：无法创建 BalanceController" log(msg) + port_opened = False return (msg, msg) msg = "串口已打开" log(msg) + port_opened = True return (msg, msg) msg = "串口已打开（已存在实例）" log(msg) + port_opened = True return (msg, msg) def enable_all() -> tuple: """使能所有电机（腿部+轮子）。""" global motors_enabled + if not port_opened: + msg = "请先打开串口" + log(msg) + return (msg, msg) if controller is None: msg = "请先打开串口" return (msg, msg) @@ -84,6 +90,10 @@ def enable_all() -> tuple: def disable_all() -> tuple: """失能所有电机。""" global motors_enabled + if not port_opened: + msg = "请先打开串口" + log(msg) + return (msg, msg) if controller is None: msg = "请先打开串口" return (msg, msg) @@ -100,6 +110,10 @@ def disable_all() -> tuple: def set_position(pos1, pos2, pos3, pos4, vel) -> tuple: """设置四条腿的位置与速度比例。""" + if not port_opened: + msg = "请先打开串口" + log(msg) + return (msg, msg) if controller is None: msg = "请先打开串口" return (msg, msg) @@ -115,6 +129,10 @@ def set_position(pos1, pos2, pos3, pos4, vel) -> tuple: def get_torque() -> tuple: """读取四条腿的扭矩，返回字符串列表。""" + if not port_opened: + msg = "未打开串口" + log(msg) + return (["未打开串口"] * 4, msg) if controller is None: msg = "未打开串口" log(msg) @@ -158,6 +176,10 @@ def start_balance_thread() -> None: def start_balance() -> tuple: """检查电机是否已使能后启动平衡控制。""" + if not port_opened: + msg = "请先打开串口" + log(msg) + return (msg, msg) if not motors_enabled: msg = "启动平衡控制失败：电机未使能" log(msg) @@ -180,7 +202,7 @@ def refresh_log() -> str: # ------------------------------------------------- # 自动打开串口并初始化 UI # ------------------------------------------------- -init_status, _ = open_port() # 自动打开串口 +init_status = "未打开串口" # ------------------------------------------------- # Gradio UI @@ -198,14 +220,16 @@ with gr.Blocks() as demo: with gr.Column(): gr.Markdown("## 电机控制") # 已移除 “打开串口” 按钮，串口在启动时已自动打开 + open_btn = gr.Button("🔌 打开串口") enable_btn = gr.Button("✅ 使能全部") disable_btn = gr.Button("❌ 失能全部") start_btn = gr.Button("▶️ 启动平衡控制") status_box = gr.Textbox(label="状态", value=init_status, interactive=False) - enable_btn.click(fn=enable_all, inputs=None, outputs=[status_box, log_box]) - disable_btn.click(fn=disable_all, inputs=None, outputs=[status_box, log_box]) - start_btn.click(fn=start_balance, inputs=None, outputs=[status_box, log_box]) + open_btn.click(fn=open_port, inputs=None, outputs=[status_box, log_box]) + enable_btn.click(fn=enable_all, inputs=None, outputs=[status_box, log_box]) + disable_btn.click(fn=disable_all, inputs=None, outputs=[status_box, log_box]) + start_btn.click(fn=start_balance, inputs=None, outputs=[status_box, log_box]) # 中间：位置控制 with gr.Column():