[real] 整理 ROS 2 v2 导航原型

2026-07-27 17:08:54 +08:00
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+# sim2real_ros2 架构说明
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+## 设计目标
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+- 保留已验证的 RL 部署契约不变
+- 将低延迟循环从 Python 迁移至 C++
+- 暴露标准 ROS 2 接口用于导航和系统集成
+- 保持安全边界独立于策略正确性
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+## 各包职责
+
+### `sim2real_interfaces`（接口消息）
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+定义最小化的运行时消息：
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+- `RuntimeState`
+  硬件桥接发布的归一化运行时状态快照
+- `RuntimeTarget`
+  策略运行时发送至硬件桥接的最新策略目标
+
+### `sim2real_common`（共享常量）
+
+存储编译期常量和部署契约辅助：
+
+- 观测维度和字段布局
+- 动作维度和轮子索引
+- 关节顺序和默认站姿
+- 动作缩放因子和默认循环频率
+- Mahony 姿态滤波器
+- 站立平衡控制器
+- 安全监控器（SafetyMonitor / RuntimeGuard）
+
+### `sim2real_hw`（硬件桥接）
+
+拥有硬件侧执行循环和安全边界：
+
+- RobStride CAN 收发
+- IMU 与 Odin 状态采集
+- 电机丢帧检测与保活逻辑（holdover）
+- 看门狗与阻尼刹车
+- 发布 `RuntimeState`
+- 订阅 `RuntimeTarget`
+- 订阅 `/odom` 里程计数据
+
+目标热路径：
+
+- 以 `200Hz` 频率读取状态
+- 应用最新安全目标
+- 超时或安全违规时立即停机
+
+### `sim2real_runtime`（策略运行时）
+
+拥有策略侧执行：
+
+- 订阅 `RuntimeState`
+- 按当前部署契约精确构建 `53D` 观测
+- 以 `50Hz` 运行 ONNXRuntime 推理
+- 对 raw_action 做 `[-10, 10]` 安全裁剪
+- 发布 `RuntimeTarget`
+- 仲裁命令来源：estop > safety_hold > startup > navigation > web
+
+同时包含：
+- `odom_relay_node`：将 `/odin1/odometry` 中继为 `/odom`，帧名 `odin1_base_link` → `base_link`，并广播 TF
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+### `sim2real_nav2`（导航配置）
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+拥有：
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+- Nav2 参数文件（planner、controller、costmap、AMCL、behavior）
+- Nav2 启动文件（含 AMCL、costmap 生命周期节点、pointcloud_to_laserscan）
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+### `sim2real_bringup`（启动管理）
+
+拥有：
+
+- 参数文件
+- 启动组合
+- 运行时模式选择
+- 集成 odin_ros_driver、sim2real_nav2 的条件启动
+
+## 迁移规则
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+1. 优化之前先冻结当前契约
+2. 先迁移传输和循环结构，再调整控制算法
+3. C++ 运行时未达到影子模式一致性前，保留 Python 运行时可用
+4. 按段测量延迟：
+   - 观测延迟
+   - 策略推理延迟
+   - 目标传输延迟
+   - 执行器响应延迟
+
+## 首个里程碑
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+首个里程碑不是"机器人在 ROS 2 下行走"，而是：
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+1. `sim2real_hw` 发布稳定的 `RuntimeState`
+2. `sim2real_runtime` 从该状态构建正确的 `53D` 观测
+3. `sim2real_runtime` 以 `50Hz` 发布 `RuntimeTarget`
+4. `sim2real_hw` 消费最新目标并执行超时刹车
+5. `cmd_vel` 可通过 ROS 2 注入而不改变策略契约
+
+> ✅ 以上里程碑已全部完成。