绝影四足机器人通信协议学习解析

本学习文档介绍了云深处 绝影X20 四足机器人的通信协议，并对相关的通信机制和命令格式进行了简单的解析。该协议在机器人系统和上位机（例如外部板卡或系统）之间进行TCP通信时使用。

1. 协议端口号

在此协议中，机器人本体作为TCP服务端，上位机作为TCP客户端。协议的TCP服务端端口号为30000

2. 基于Service：Request/Response机制通讯

通信协议基于请求/响应模式进行交互，具体的通信帧结构如下：

• 通信帧协议帧头：

• 通信帧数据部分：

数据部分采用XML格式进行交互。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>
<PatrolDevice>
<Type>1002</Type>  # 消息类型
<Command>1</Command>  # 命令码
<Time>2023-01-01 00:00:00</Time>  # 时间戳
<Items/>  # 参数项
</PatrolDevice>

消息类型对应表如下：

3. 常见的通信

下面列出了一些常见的通信示例，其他的可以查看上述消息类型对应表进行理解。

3.1 获取状态（Get State）

请求（Request）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<PatrolDevice>
<Type>1002</Type>  # Get state
<Command>1</Command>  # default
<Time>2023-01-01 00:00:00</Time> 
<Items/>  # None
</PatrolDevice>

响应（Response）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<PatrolDevice>
<Type>1002</Type>
<Command>1</Command>
<Time>2023-01-01 00:00:01</Time>
<Items>
<MotionState>0</MotionState>  # 运动状态
<PosX>0.0</PosX>  # 地图坐标系下的坐标x
<PosY>0.0</PosY>  # 地图坐标系下的坐标y
<PosZ>0.0</PosZ>  # 地图坐标系下的坐标z
<Yaw>0.0</Yaw>  # 地图坐标系下的偏航角
<Res>0.0</Res>  # 地图像素到真实地图长度比例
<X0>0.0</X0>  # 地图坐标系基准点
<Y0>0.0</Y0>  # 地图坐标系基准点

状态解释如下图：

运动状态对应表如下：

疑惑

为何此处不反馈机器人自身姿态的pitch和roll？

3.2 导航请求（Navigation）

导航请求是一个异步请求，适用于ROS Action模型。

请求（Request）：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<PatrolDevice>
<Type>1003</Type>  # 下发导航消息类型
<Command>1</Command>
<Time>2023-01-01 00:00:00</Time>
<Items>
<Value>100</Value>  # 该地图中的目标点编号
<MapID>1</MapID>  # 地图编号
<PosX>0.0</PosX>  # 目标点在地图坐标系的坐标x
<PosY>0.0</PosY>  # 目标点在地图坐标系的坐标y
<PosZ>0.0</PosZ>  # 目标点在地图坐标系的坐标z
<AngleYaw>0.0</AngleYaw>  # 目标点与地图基准点偏航角度值
<PointInfo>0</PointInfo>  # 目标点类型过渡/任务/充电（0，1，3）
<Gait>0</Gait>  # 步态（行走/楼梯/斜坡）
<Speed>0</Speed>  # 速度（0~2，low~high）
<Manner>0</Manner>  # 前进或后退（0/1)
<ObsMode>0</ObsMode>  # 障碍物检测开关（0/1）
<NavMode>0</NavMode>  # 导航方式直线或规划（0/1）
</Items>
</PatrolDevice>

目标点及障碍物检测

过渡点仅用于克服地形和约束路径；任务点可执行巡检任务，如识别表计；充电点是在充电桩前用于识别定位充电桩二维码的目标点。
障碍物检测分为避障和停障两种方式：当导航方式选用自主导航时，机器人在遇到障碍物时会自动规划路径绕开障碍物；当导航方式选用直线导航时，机器人在遇到障碍物时将减速至原地踏步，直到障碍物消失。

疑惑

0 # 目标点类型过渡/任务/充电（0，1，3）
2呢？ 预留位，间隔位或什么原因删除了？

3.3 导航任务执行状态查询

对应的导航任务执行状态查询如下：

疑惑

似乎没有做过程反馈？只有执行状态，可能需要改进，ROS2中的Action机制可提供导航过程中的实时反馈

3.3 运动控制（Motion Control）

常见的运动类型对应码表如下：

Command	Description
1	W
2	S
3	Turn Left
4	Turn Right
5
6	walking in place
7
8
9
10
11	A
12	D
13	Soft Stop
14	Stop Walking
15	Get down on the ground

给定参数如下：

疑惑

5呢？预留位，间隔位或历史遗留问题？

参考资料

绝影 X20-巡检机器人本体监控协议V1.1.1 2023.6. 27