简介

librm 是一个面向 Robomaster 机器人开发的跨平台嵌入式软件框架，提供统一 Linux/STM32 HAL 的硬件抽象层（HAL）、各种基于HAL层的设备驱动和常用算法模块。

本项目由西安电子科技大学 IRobot 战队在 2024 赛季启动开发，现以 MIT 协议开源。欢迎各参赛队和机器人开发者使用，如果有任何问题或建议，欢迎提交 issue 或 pull request。

你可以用 librm 做什么

librm 不是又一个"封装 HAL 库"的项目。它解决了电控工作中会遇到的最基础、最高频的问题。

跨平台：一套代码，三端运行

// 这段代码在 STM32、Linux PC、树莓派上完全一致
rm::hal::Can can(&hcan1);                          // STM32: HAL CAN；Linux: SocketCAN
rm::device::M3508 motor(can, 1);                    // M3508 电机，ID=1
rm::modules::PID pid(10, 0.5, 0, 16384, 5000);     // 速度环 PID

can.Begin();
while (true) {
    pid.Update(target_rpm, motor.rpm());            // 速度闭环
    motor.SetCurrent(pid.out());                    // 电流输出
    rm::device::DjiMotorBase::SendCommand();        // 统一发送 CAN 帧
    rm::core::SleepMs(1);
}

不管是CubeMX工程还是Linux，配置好CMake后上面的例程就可以编译运行。

这意味着你可以利用电脑灵活的调试能力去写电机驱动、测试算法，然后直接搬到STM32上运行。

你要用的轮子，这里都有

需求	不用 librm 你需要	用 librm
驱动一个电机	读电调/电机手册，写 CAN 收发、编码器解析、PID 控制	教程：电机驱动速查
读取裁判系统数据	读串口协议手册（数十页），实现 SOF 分包、CRC8/16 校验、丢包检测，逐帧解析几十种结构体	教程：裁判系统串口
CAN 总线限频发送	手写定时器中断 + 手动管理发送队列，稍不注意就总线拥塞、电机掉线	教程：限流 CAN 发送
对陀螺仪做陷波滤波	手写陷波器，再在 MATLAB 里手搓 Bode 图可视化	教程：数字信号处理滤波器
姿态解算	推导 Mahony/EKF，处理四元数/欧拉角转换、磁力计融合	教程：姿态解算
底盘运动学解算	推导麦轮/舵轮/全向轮的正逆运动学公式并编码	教程：底盘运动学解算
底盘功率限制	复现开源电机功率模型，配合裁判系统手动写分配算法	教程：M3508 功率模型
DR16/遥控器接入	-	`rm::device::Dr16`
轨迹平滑/输入整形	手写S曲线/梯形速度规划，处理各种约束	教程：轨迹限制器
CRC 校验	-	教程：CRC
给所有设备加心跳监控	每个设备手动维护 `last_update` 时间戳	教程：设备状态监控
蜂鸣器播放旋律	-	教程：蜂鸣器
RGB LED 灯效	-	教程：RGB LED
Vofa+ / 串口绘图	-	`rm::modules::VofaPlotter`

librm是一套可组合的构建块

librm 的模块不是孤立的功能点，它们被设计为可以自由组合：

// 组合示例：限功率底盘控制。将裁判系统、功率模型、PID、底盘运动学、CAN限流组合在一起
rm::hal::ThrottledCan<128> can(1000, &hcan1);       // 定频 1kHz 发送，防止总线拥塞
rm::device::Referee<rm::device::RefereeRevision::kV170> ref;
rm::modules::MotorPowerModel power_model(rm::modules::MotorPowerModel::kM3508);
rm::modules::MecanumChassis chassis(0.3f, 0.4f);

auto power_limit = ref.data().robot_status.chassis_power_limit;  // 裁判系统 -> 功率上限
auto [lf, rf, lr, rr] = chassis.Forward(vx, vy, w);              // 运动学 -> 四轮目标转速
power_model.DistributePower<4>(states, currents, power_limit, output); // 功率模型 -> 限幅

这些模块之间的衔接是自然发生的。因为它们共享同一套类型定义、同一个CAN抽象、同一种错误处理方式。你不需要为每个组合写胶水代码。

对队伍而言，这意味着什么

新人第一周就能让电机转起来，而不是花一个月读完 CAN 协议手册
退役队员的代码可以被继承，而不是随着毕业一起消失
算法和驱动可以在PC上调好，再烧录到STM32上部署
全队使用同一套基础代码，同步修改只需要 git pull，降低沟通成本

Roadmap

跨平台支持

STM32 HAL
Linux PC (SocketCAN、boost::asio、timerfd后端)
Raspberry Pi / Orange Pi (WiringPi GPIO后端)
Jetson

硬件抽象层 (HAL)

设备驱动

电机

DJI 电机：GM6020 (电压控制+新固件电流控制) / M3508 + C620 / M2006 + C610
达妙电机：MIT模式、速度位置模式、速度模式
HT04 电机：海泰 Cheetah MIT 开源关节模组
Unitree 电机：宇树系列电机
GO8010 电机：宇树 GO-M8010-6 电机
LK 电机：瓴控系列电机（MS、MF、MG、MH）
本末电机：仅测试过p1010b_111，理论上协议通用
张大头步进驱动
Hiwonder 幻尔总线舵机

传感器

BMI088 六轴 IMU
IST8310 三轴磁力计
Hipnuc IMU (串口 + CAN双协议)
维特智能 JY-ME02-CAN 角度编码器，CAN协议版本
STP23L 激光测距模块
ZNSV6T1 数字称重模块（Modbus-RTU over RS485）

遥控

DR16 接收机
通用 SBUS 协议遥控接收机
VT03 图传链路遥控

其他

裁判系统 - 支持协议版本 v1.6.4 / v1.7.0 / 新v1.1.0 / 新v1.2.0，可切换
超级电容 - 2024 赛季超级电容 CAN 协议 + 港科开源超级电容 CAN 协议

设备框架

设备在线状态监控
心跳超时检测
UUID 唯一标识
名称管理
设备失联/恢复回调
CAN Device 基类：基于 CAN 的设备通用基类，封装 CAN 消息收发与设备绑定

算法模块 (Modules)

控制算法

信号处理

通用工具

通信中间件

RPC over FDCAN
RPC over Serial/USBCDC

Core 核心层

跨平台类型定义 - u8/u16/u32/i8/f32/f64/usize 等统一别名
线程池 - Linux 平台线程池 (非 STM32)
跨平台异常处理 - STM32 平台异常禁用后的替代方案 + 标准异常
跨平台时间/延时 - SleepMs/SleepUs (裸机/STM32 DWT/FreeRTOS自动识别切换)
编译期平台检测 - 通过 cmake/detect_platform.cmake 自动识别目标平台并定义对应宏

第三方库集成

ETL (Embedded Template Library) - 无动态堆内存分配版本的STL
Eigen3 - 线性代数库
ArduPilot Filter - 滤波算法库
Kalman - 卡尔曼滤波器库
eternal - 编译期常量存储
hipnuc_sdk - hipnuc IMU SDK
rpc_core - 轻量 RPC 框架

文档 & 教程

你可以用 librm 做什么
Roadmap

你可以用 librm 做什么​

跨平台：一套代码，三端运行​

你要用的轮子，这里都有​

librm是一套可组合的构建块​

对队伍而言，这意味着什么​

Roadmap​

跨平台支持​

硬件抽象层 (HAL)​

设备驱动​

电机​

传感器​

遥控​

其他​

设备框架​

算法模块 (Modules)​

控制算法​

信号处理​

通用工具​

通信中间件​

Core 核心层​

第三方库集成​

文档 & 教程​