xMIGCS
xMIGCS是一个用于机器人控制的软件系统，专注于通过有限状态机（FSM）和策略模块实现对机器人的灵活控制。项目服务于运动智能领域的研究与开发，支持多种控制模式和外部输入方式（如键盘、手柄等）。
功能特性
- 状态机管理: 基于 FSM 模块实现机器人行为的状态流转控制
- 多策略支持: 提供多种控制策略
- 人机交互控制: 支持键盘、手柄等外设进行机器人实时操控
- 配置驱动: 使用 YAML 文件进行参数配置，支持不同场景下的快速部署
- 模块化设计: 各策略独立封装，便于扩展与维护
安装与运行
环境要求
- Git (用于版本控制)
- bodyctrl_msgs
安装步骤
cd your_project_folder
unzip xmigcs.zip
cd xmigcs/
pip install -r requirements.txt
pip install lib/sptlib_python-0.1.0-cp312-cp312-linux_x86_64.whl
# 仅仿真中需要安装
sudo dpkg i lib/ros-jazzy-bodyctrl-msgs_0.0.0-0noble_amd64.deb
运行项目
# body节点, 只有真机才需要，仿真启动xsim_mujoco就行
# 真机上启动body_control
sudo su
source /home/ubuntu/xos/setup.bash
ros2 launch body_control body_control.launch.py
# 启动手柄
sudo su
source /home/ubuntu/xos/setup.bash
ros2 launch joystick joystick.launch.py
# 启动主控制节点
# 实机
source /home/ubuntu/xos/setup.bash
cd xmigcs
python3 rl_control_node.py
# 仿真
# 设置domain_id防止局域网络与其他机器人冲突
export ROS_DOMAIN_ID=YOUR_DOMAIN_ID
source /opt/ros/jazzy/setup.bash
cd xmigcs
python3 rl_control_node_sim.py
控制器使用说明
XBOX手柄键位映射
# 仿真中启动xbox手柄
export ROS_DOMAIN_ID=YOUR_DOMAIN_ID
source /opt/ros/jazzy/setup.bash
ros2 run joy joy_node --ros-args --remap joy:=xbox_data
xMIGCS支持标准XBOX手柄控制，以下是详细键位映射关系：
状态映射关系
单按钮状态切换
| 按钮 | 对应状态 | 功能说明 |
|---|---|---|
| X | gotoZERO | 回到零位状态 |
| Y | gotoSTOP | 停止状态 |
云卓手柄键位映射
xMIGCS支持标准云卓手柄控制，开始使用前先确保所有键都回中，以下是详细键位映射关系：
状态映射关系
单按钮状态切换
| 按钮 | 对应状态 | 功能说明 |
|---|---|---|
| C | gotoSTOP | 停止状态 |
组合按钮状态切换
| 切入策略按钮组合 | 策略内使用按键 | 对应状态 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| 所有键(拨中) | D | gotoZERO | 回到零位状态 |
| 所有键(拨中) | A | gotoWALKAMP | WALKAMP策略状态 |
| E(上拨) | A | gotoBEYONDMIMIC | BEYONDMIMIC策略状态 |
| E(上拨) | D | gotoBEYONDZERO | BEYONDMIMIC零位状态 |
| F(上拨) | 无 | 手柄控制失能，只有停止键可用 |
基础运动控制
| 控制方式 | 功能 |
|---|---|
| 左摇杆Y1轴 | 前后移动控制（正向为前进） |
| 左摇杆X1轴 | 左右移动控制 |
| 右摇杆X2轴 | 机身旋转控制 |
项目结构
.
├── FSM # 有限状态机模块
├── common # 通用功能模块
├── config # 配置文件
├── policy # 控制策略模块
├── test # 测试文件
└── rl_control_node.py # 真机控制节点
└── rl_control_node_sim.py # 仿真控制节点
如何添加新的控制策略
-
在 policy 目录下创建新的策略文件夹，例如 my_new_policy
-
在新文件夹中创建以下文件：
- fsm_mypolicy.py - 实现具体的FSM状态类
- config/mypolicy.yaml - 策略配置文件（可选）
-
在 fsm_mypolicy.py 中实现 FSMState 类：
from FSM.fsm_base import FSMState, FSMStateName, ControlFlag
from common.robot_data import RobotData
class FSMStateMyPolicy(FSMState):
def __init__(self, robot_data: RobotData):
super().__init__(robot_data)
# 初始化策略特定变量
def on_enter(self):
# 进入状态时的初始化操作
pass
def run(self, flag: ControlFlag):
# 策略的主要运行逻辑
pass
def on_exit(self):
# 退出状态时的清理操作
pass
def check_transition(self, flag: ControlFlag) -> FSMStateName:
# 检查是否需要转换到其他状态
pass
- 在 FSM/robot_fsm.py 中注册新状态：
- 导入新策略类
- 在 _init_states() 方法中初始化状态对象
- 在 FSMStateName 枚举中添加新状态
- 控制器设置：云卓12手柄(默认)、键盘(需自定义实现)、XBOX手柄(自定义实现)
- 以云卓12手柄为例，需要在common/joystick.py中添加对应的按键映射
def joy_flag_update(self):
"""根据手柄输入更新控制标志"""
with self.data_mutex:
# 更新手柄启动标志
if self.joy_map.f == -1.0:
self.joy_flag.enable = False
else:
self.joy_flag.enable = True
# FSM状态切换命令
if self.joy_map.c == 1.0:
self.joy_flag.fsm_state_command = "gotoSTOP"
else:
button_pressed_nums = self.check_button_pressed_nums(
self.joy_map)
if button_pressed_nums == 0:
if self.joy_map.d == 1.0:
self.joy_flag.fsm_state_command = "gotoZERO"
elif self.joy_map.a == 1.0:
self.joy_flag.fsm_state_command = "gotoWALKAMP"
# 获取walk速度命令
self.get_x_y_yaw_speed_command()
# 获取高度命令
self.get_walk_height_command()
if button_pressed_nums == 1:
if self.joy_map.e == -1.0:
#e上拨
if self.joy_map.a == 1.0:
self.joy_flag.fsm_state_command = "gotoBEYONDMIMIC"
elif self.joy_map.d == 1.0:
self.joy_flag.fsm_state_command = "gotoBEYONDZERO"
- robot_interface.py 中添加新策略的控制映射
def _load_control_status(self, config: Dict[str, Any]):
# 字符串命令到枚举值的映射
state_to_FSMState = {
"STOP": FSMStateName.STOP,
"ZERO": FSMStateName.ZERO,
"WALKAMP": FSMStateName.WALKAMP,
"BEYONDMIMIC": FSMStateName.BEYONDMIMIC,
"BEYONDZERO": FSMStateName.BEYONDZERO,
"MYPOLICY": FSMStateName.MYPOLICY,
}
- 更新配置文件dex_config.yaml 以支持新策略的相关参数
control_tool: joystick # joystick, xbox, keyboard waist_control_status: ["ZERO", "STOP", "BEYONDMIMIC", "BEYONDZERO", "WALKAMP"] # legs_control_status: [] #空代表都允许控制，仅腿部是这个逻辑 arms_control_status: ["ZERO", "STOP", "BEYONDMIMIC", "BEYONDZERO", "WALKAMP"] #
开发与贡献
欢迎对项目进行贡献，开发前请确保：
- 遵循项目代码规范
- 添加适当的测试用例
- 提交前运行所有测试确保无误
许可证
本项目仅供内部使用。
项目状态
项目正在积极开发中。