141 lines
5.4 KiB
C
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C
/**
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* @file global_nav.h
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* @brief 赛道级总控 — 混合导航状态机
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*
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* 三层架构中的最上层：
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* 上层 (本模块): 知道"当前第几沟、下一沟是谁、该往哪转"
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* 中层 (内嵌): 转向/连接段/重捕获动作执行
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* 下层 (已有): 沟内 corridor_ctrl 闭环
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*
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* 替代原 nav_script.c 的赛道编排职能。
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*/
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#ifndef GLOBAL_NAV_H
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#define GLOBAL_NAV_H
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#include <stdint.h>
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#include <stdbool.h>
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#include "preproc/corridor_msgs.h"
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#include "Contract/robot_blackboard.h"
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#include "nav/track_map.h"
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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/* =========================================================
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* 赛道级阶段枚举
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* ========================================================= */
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typedef enum {
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GNAV_IDLE = 0, /* 启动区等待 */
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GNAV_ENTRY_STRAIGHT, /* 入场直线 */
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GNAV_TURN_INTO_CORRIDOR, /* 转向进入垄沟 (原地转 90°) */
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GNAV_REACQUIRE, /* 重捕获走廊 */
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GNAV_CORRIDOR_TRACK, /* 沟内闭环跟踪 */
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GNAV_TURN_OUT_OF_CORRIDOR, /* 到端后出沟转向 (原地转 90°) */
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GNAV_LINK_STRAIGHT, /* 连接段直行 */
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GNAV_TURN_INTO_NEXT, /* 转向进入下一条沟 (原地转 90°) */
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GNAV_EXIT_STRAIGHT, /* 出场直行 */
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GNAV_DOCK, /* 回停启动区 */
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GNAV_FINISHED, /* 终态 */
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GNAV_ERROR /* 异常态 (超时兜底) */
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} GlobalNavStage_t;
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/* =========================================================
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* 配置参数
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* ========================================================= */
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typedef struct {
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/* 入场段 */
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float entry_v; /* 入场速度 m/s */
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float entry_distance; /* 入场里程上限 m */
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uint32_t entry_timeout_ms; /* 入场超时 ms */
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/* 转向 */
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float turn_omega; /* 转向角速度 rad/s */
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float turn_tolerance_rad; /* 转向完成容差 rad */
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float turn_decel_zone_rad; /* 接近目标角时的减速区 rad */
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float turn_min_omega; /* 减速区最低角速度 rad/s */
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uint32_t turn_timeout_ms; /* 单次转向超时 ms */
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/* 重捕获 */
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float reacquire_v; /* 重捕获速度 m/s */
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float reacquire_conf_thresh; /* 重捕获置信度阈值 */
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float reacquire_width_tol; /* 走廊宽度容差 m */
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uint8_t reacquire_confirm_ticks; /* 连续确认拍数 */
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uint32_t reacquire_timeout_ms;
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/* 沟内 */
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float corridor_end_detect_dist; /* 到端检测距离 m */
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float corridor_length_max; /* 沟内里程保护上限 m */
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/* 连接段 */
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float link_v; /* 连接段速度 m/s */
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float link_distance; /* 连接段标称距离 m */
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uint32_t link_timeout_ms;
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/* 出场 */
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float exit_v; /* 出场速度 m/s */
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float exit_runout; /* 出场冲刺距离 m */
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float exit_max_dist; /* 出场里程保护 m */
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uint32_t exit_timeout_ms;
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/* 回停 */
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float dock_v; /* 回停速度 m/s */
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float dock_distance; /* 回停距离 m */
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/* 航向保持 */
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float heading_kp; /* 航向保持P增益 */
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/* 走廊宽度 (用于重捕获判定) */
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float corridor_width; /* 走廊宽度 m */
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} GlobalNavConfig_t;
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/* =========================================================
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* 输出结构
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* ========================================================= */
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typedef struct {
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GlobalNavStage_t stage; /* 当前阶段 */
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const char* stage_name; /* 阶段名字符串 (调试) */
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uint8_t corridor_id; /* 当前/目标垄沟 ID */
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uint8_t corridors_done; /* 已完成垄沟数 */
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bool request_corridor; /* 是否请求沟内闭环 */
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bool use_override; /* 是否用 override 指令 */
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float override_v;
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float override_w;
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SafetyMode_t safety_mode; /* 当前安全模式 */
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bool active; /* 导航是否在运行 */
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} GlobalNavOutput_t;
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/* =========================================================
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* API
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* ========================================================= */
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void GlobalNav_Init(const GlobalNavConfig_t* cfg);
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void GlobalNav_Start(void);
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void GlobalNav_Stop(void);
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void GlobalNav_Reset(void);
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/**
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* @brief 核心函数：每个导航周期调用一次
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* @param obs 预处理层的观测快照
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* @param state EKF 走廊状态
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* @param board 黑板快照 (读 IMU yaw_continuous, odom)
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* @param now_ms 当前系统时间 (HAL_GetTick)，由调用方传入，避免内部依赖 IMU 时间戳
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* @param out 导航输出
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*/
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void GlobalNav_Update(const CorridorObs_t* obs,
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const CorridorState_t* state,
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const RobotBlackboard_t* board,
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uint32_t now_ms,
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GlobalNavOutput_t* out);
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GlobalNavStage_t GlobalNav_GetStage(void);
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const char* GlobalNav_GetStageName(GlobalNavStage_t stage);
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#ifdef __cplusplus
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}
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#endif
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#endif /* GLOBAL_NAV_H */
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