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Main共通フィードバックパケット

MainからCM4、CM4からcrane・PCの生データデバッグツールへ渡す128バイトの契約を定義する。Orion向けのCM4送受信とPCデコーダがこの配置を使う。4WSは同じ配置を採用する設計で、MainのSPI通信とCM4からの配信は未実装である。

送信元と経路

OrionMain（STM32G474）のUARTからCM4へ送る。通信設定は基板の対外仕様、ネットワーク宛先はシステム構成を参照する。

OrionMainは制御周期の中で目標125 Hzに間引いて送信する。デバッグ操作による一時停止、FW更新、UART送信中などで送信できない場合があるため、受信側は固定周期の到着を保証として使わず、停止判定に従って鮮度を判定する。

CM4は検証済みフレームを生データmulticastとCM4内の位置制御用loopbackへ渡す。UARTの読み手とソケット構成はCM4ブリッジ実装に記載する。

パケット仕様

パケット長は 128 バイト固定です。

ヘッダ

  • 0: 同期バイト 0xAB
  • 1: 同期バイト 0xEA
  • 2: CRC-8/ATM（byte 3..127 を対象）
  • 3: check_counter（Mainが受けた指令の check_counter をそのまま返す）

CRC-8/ATM のパラメータは多項式 0x07、初期値 0x00、入力・出力とも反転なし、最終 XOR 0x00 です。 計算範囲は **byte 3..127 の125バイト**で、同期バイトとbyte 2は含めません。 標準検査値は "123456789" → 0xF4 です。送信側は全ペイロードの確定後にbyte 2を書きます。 CM4は長さ・同期バイト・CRCを確認し、不正なパケットを位置制御にも再配信にも渡しません。

Main→CM4ではOrionMainと4WS Mainのどちらも同期値0xAB 0xEAを使います。CM4からPCへUDP multicastで送る際、4WSに限り転送コピーのbyte 1を0xEBに変更します。OrionのUDPコピーは0xAB 0xEAのままです。PCのデバッグツールはこの値で機体を判別し、同じペイロードデコーダを使います。同期バイトはCRC対象外なのでbyte 1の変更後もCRC値は有効です。4WSのUDP配信は未実装です。

byte 3 は指令の check_counter の反射です。mode 4 の位置制御経路では CM4 が check_counter を採番する ので、ここを見れば「CM4 が出した指令がどこまで OrionMain に届いたか」が分かります （詳細は 制御パケット を参照）。 これは実機だけの性質です。 シミュレータは自走カウンタを送ります （シミュレータとの接続を参照）。

ペイロード

ヘッダの後、byte 4から下表の記述順に隙間なく配置します。各項目は表のバイト位置で扱います。

コア機能

バイト 項目 形式・意味
4 tx_cycle_count DMA送信登録成功ごとに1増えるuint8_t。送信完了・受信の確認ではない
5..6 current_error_id little-endian uint16_t
7..8 current_error_info little-endian uint16_t
9..12 current_error_value little-endian IEEE754 float

メイン基板

バイト 項目 形式
13..16 imu_yaw_deg little-endian IEEE754 float
17..18 ball_detection[2] 各1バイト
19 ball_detection_extra 1バイト。OrionMainでは未使用で0
20..23 diff_angle_deg little-endian IEEE754 float

電源基板

バイト 項目 形式
24..27 battery_voltage little-endian IEEE754 float
28 kick_state_div10 1バイト
29 temp_fet 1バイト
30..31 temp_coil[2] 各1バイト
32..35 capacitor_boost_voltage little-endian IEEE754 float
36..39 mouse_odom_x little-endian IEEE754 float
40..43 mouse_odom_y little-endian IEEE754 float
44..47 mouse_global_vel_x little-endian IEEE754 float
48..51 mouse_global_vel_y little-endian IEEE754 float
52..55 mouse_quality little-endian IEEE754 float

モーター基板

バイト 項目 形式
56..59 motor_current_x10[4] 各1バイト、電流の10倍
60..63 temp_motor[4] 各1バイト、駆動モーター温度 [°C]
64..67 output_vel_x little-endian IEEE754 float
68..71 output_vel_y little-endian IEEE754 float
72..75 motor_feedback_0 little-endian IEEE754 float、回転数 [rps]
76..79 motor_feedback_1 little-endian IEEE754 float、回転数 [rps]
80..83 motor_feedback_2 little-endian IEEE754 float、回転数 [rps]
84..87 motor_feedback_3 little-endian IEEE754 float、回転数 [rps]
88..91 local_odom_speed_mvf_x little-endian IEEE754 float
92..95 local_odom_speed_mvf_y little-endian IEEE754 float
96..99 local_odom_speed_mvf_w little-endian IEEE754 float
100..107 steering_angle[4] 各2バイト、ステア現在角度 [rad]
108..111 temp_steering_motor[4] 各1バイト、ステアモーター温度 [°C]

steering_angle[0..3]は輪番号順に各2バイトを上位バイトから格納します。 符号化範囲は±10π radで、mode 5の設計案の操舵角と同じ2バイト表現です。 temp_steering_motor[0..3]の輪番号も操舵角と対応させます。 OrionMainはステアを搭載しないため、各角度を0 radの符号化値0x7FFF、各ステアモーター温度を0として送ります。

制御

バイト 項目 形式
112..115 vision_based_position_x little-endian IEEE754 float
116..119 vision_based_position_y little-endian IEEE754 float
120..123 global_odom_speed_x little-endian IEEE754 float
124..127 global_odom_speed_y little-endian IEEE754 float

byte 4..127はすべて上表のフィールドに割り当てます。 FW更新ゲートウェイ動作中は通常のfeedback送信を停止します。更新プロトコルの応答と、独立した16バイトのFWRP応答フレームはこの128バイト配置に格納しません。更新の経路はMCU更新を参照してください。

CM4のローカルカメラ情報は、このfeedbackパケットとは別の経路で受けます。形式はCM4カメラ実装を参照してください。

受信側の契約

  • CM4の位置制御と生データ再配信は、長さ・同期・CRCが正しいフレームだけを採用する。位置制御は位置のX・Yが有限であることも確認する。不正フレームで受信鮮度を更新しない。
  • PCデバッグツールはOrion/4WSのUDP同期値を判別して共通配置を復号する。CRC不一致は診断結果として表示し、CM4の制御経路のように一律破棄する扱いではない。
  • 操舵角の各2バイトは上位バイト先行で、0xFFFFを無効値として拒否する。他の整数・floatのlittle-endianと区別する。
  • ボールセンサはball_detection[2]とball_detection_extraである。送信サイクルカウンタをセンサ値として読まない。
  • 稼働中のFWゲートウェイは通常のfeedbackを停止する。独立したFWRP応答はこの128バイト配置として復号しない。

シミュレータとの接続

simulator-cliもこの配置とCRCを生成する必要がある。CRCを定数で代用した出力はCM4で受け付けない。シミュレータのbyte 3は自走カウンタであり、指令到達の反射として使わない。位置・速度の更新源の違いと接続条件はシミュレーション連携を参照する。

実装と運用の参照先