感知层

自瞄算法总览

rm_auto_aim — 装甲板检测、目标跟踪、弹道解算与统一控制输出。

模块定位

rm_auto_aim 是整套自瞄能力的算法集合，负责：

  • 从相机图像中检测目标
  • 对目标做连续跟踪和预测
  • 进行弹道解算
  • 输出最终云台控制与开火相关指令

它不是单个节点，而是一组协同工作的包。

子包结构

子包 功能
armor_detector 基于图像识别装甲板，并解算 3D 位置
armor_tracker 对装甲板观测做状态估计与目标管理
auto_aim_solver 将跟踪状态转换为 pitch/yaw 与开火控制量
auto_aim_interfaces 检测、跟踪、解算之间的统一消息定义

当前参数入口

这套链路里的参数分散在几个地方：

数据流

/image_raw
  -> armor_detector
  -> /detector/armors
  -> armor_tracker
  -> /tracker/target
  -> auto_aim_solver
  -> /auto_aim
  -> venom_serial_driver
  -> C-board

模块分工

  1. armor_detector 负责“看见目标”。

  2. armor_tracker 负责“持续理解同一个目标并预测其运动”。

  3. auto_aim_solver 负责“把目标状态变成云台与射击控制量”。

  4. venom_serial_driver 负责“把控制结果真正发给底层控制板”。

auto_aim_solver 参数说明

auto_aim_solver 负责把检测/跟踪结果和枪口初速、TF 一起转换成最终控制量。当前代码中的参数如下：

参数名 作用 默认值
mass 弹丸质量，单位 kg。 0.0032
radius 弹丸半径，单位 m。 0.0085
drag_coeff 阻力系数。 0.47
air_density 空气密度，单位 kg/m^3。 1.225
initial_speed 默认初速，单位 m/s。当未启用或未收到实时初速时使用。 28.0
launch_frame 枪口或发射器所在 TF。弹道解算会以它作为发射原点。 "launcher_link"
map_frame 目标状态所在的世界坐标系。 "odom"
command_frame 最终控制角度输出所参考的坐标系。留空时会退化为 launch_frame。 ""
update_frequency 解算循环频率，单位 Hz。 30.0
target_topic 跟踪目标输入话题。 "/tracker/target"
target_timeout 跟踪目标超时阈值，单位秒。 0.2
speed_topic 实时初速输入话题。 "/game_status"
use_live_speed 是否优先使用底层回传的实时初速。 True
speed_timeout 实时初速超时阈值，单位秒。 0.5
min_live_speed 判定实时初速有效的最小值，单位 m/s。低于该值会回退到默认初速。 5.0
auto_fire 是否允许节点直接给出开火建议。 False
armor_topic 装甲板检测结果输入话题。部分模式下会直接用原始装甲板而非 tracker。 "/detector/armors"
armor_timeout 装甲板观测超时阈值，单位秒。 0.2
heat_reserve_ratio 预留热量比例。用于避免打满热量上限。 0.10
solver.min_pitch 弹道搜索 pitch 下界，单位 rad。 -0.35
solver.max_pitch 弹道搜索 pitch 上界，单位 rad。 0.8
solver.pitch_samples 初始 pitch 搜索采样数。值越大搜索更细，但耗时更高。 36
solver.max_iterations 单次弹道求解最大迭代次数。 18
solver.max_time 弹道积分或搜索的最大飞行时间，单位秒。 5.0
solver.ground_z 地面高度基准，单位米。 0.0
timing.pipeline_delay 感知链路固定延迟补偿，单位秒。 0.02
timing.control_delay 控制链路固定延迟补偿，单位秒。 0.015
auto_aim_topic 最终一体化控制消息输出话题。 "/auto_aim"
solution_topic 调试用云台角度解输出话题。 "/auto_aim/gimbal_cmd"
aim_point_topic 调试用瞄准点输出话题。 "/auto_aim/aim_point"
detect_topic 目标是否检测到的布尔量输出话题。 "/auto_aim/detect"
track_topic 目标是否正在跟踪的布尔量输出话题。 "/auto_aim/track"
fire_topic 是否建议开火的布尔量输出话题。 "/auto_aim/fire"
distance_topic 目标距离输出话题。 "/auto_aim/distance"
camera_info_topic 相机内参输入话题。 "/camera_info"
camera_frame 相机坐标系名称。用于几何恢复与投影。 "camera_link"

调参顺序

  • 图像侧不稳，先调 装甲板检测
  • 目标会跳、会丢，先调 目标跟踪
  • 检测和跟踪都正常但云台打不准，再调 auto_aim_solver
  • 最终姿态方向不对或控制没下发，再查 串口通信驱动

推荐启动方式

一般不建议单独逐个节点启动，更推荐由上层统一托管：

# 步兵自瞄链路
ros2 launch venom_bringup infantry_auto_aim.launch.py

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