快速上手 ¶

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目标：先让机器人跑起来，再逐步调参适配不同地形 ¶

基于 F:\ROS\ocs2_ros2\ocs2_ros2，使用 ANYmal C 模型 + OCS2 MPC 框架

总体路线图 ¶

阶段一：环境编译 & 首次运行（平地站立/行走）
    ↓
阶段二：切换步态，熟悉交互方式
    ↓
阶段三：修改配置文件，调整运动参数
    ↓
阶段四：适配不同地形（坡地、楼梯）
    ↓
阶段五：接入感知模块（elevation map）

阶段一：编译与首次运行 ¶

1.1 编译整个工作空间 ¶

# 进入 ROS2 工作空间（ocs2_ros2 的上级）
cd /home/<your_ws>    # 或 WSL 中对应路径

# 编译（第一次会很慢，CppAD 代码生成需要 15-30 分钟）
colcon build --symlink-install --cmake-args -DCMAKE_BUILD_TYPE=RelWithDebInfo

# source 环境
source install/setup.bash

⚠️ 首次编译注意：task.info 中 recompileLibrariesCppAd = true，会在 /tmp/ocs2/ 生成自动微分代码，这是正常的，等待即可。第二次启动前可改为 false 加速启动。

1.2 首次运行（DDP 求解器，最稳定）¶

# 终端 1：启动完整仿真（MPC + Dummy仿真器 + RViz + 步态命令终端）
ros2 launch ocs2_legged_robot_ros legged_robot_ddp.launch.py

这个 launch 文件会自动启动 4 个节点：

节点	作用	源文件
`robot_state_publisher`	发布 ANYmal URDF	`basic.launch.py`
`rviz2`	可视化	`legged_robot.rviz`
`legged_robot_mpc`	DDP MPC 求解器	`LeggedRobotDdpMpcNode.cpp`
`legged_robot_dummy`	仿真执行器（模拟物理）	`LeggedRobotDummyNode.cpp`
`legged_robot_gait_command`	步态命令交互终端	`LeggedRobotGaitCommandNode.cpp`

1.3 首次运行预期效果 ¶

RViz 中出现 ANYmal C 四足机器人，四腿接触地面，STANCE（站立）状态
命令终端提示输入步态命令
MPC 求解器开始打印 solver statistics

阶段二：发送命令，让机器人动起来 ¶

步态命令终端的使用 ¶

在 legged_robot_gait_command 终端中按如下格式输入：

# 格式：[步态名]  [前进速度 m/s]  [侧移速度 m/s]  [旋转速度 rad/s]
trot  0.5  0.0  0.0       # trot步态，前进0.5m/s

2.2 推荐练习顺序 ¶

# 第1步：原地站立（确认系统正常）
stance  0.0  0.0  0.0

# 第2步：trot 慢速前进（最常用步态，对角腿交替）
trot  0.3  0.0  0.0

# 第3步：trot 正常速度
trot  0.5  0.0  0.0

# 第4步：原地旋转
trot  0.0  0.0  0.3

# 第5步：static_walk（三腿支撑，稳定性最好，后续上楼梯用这个）
static_walk  0.2  0.0  0.0

# 第6步：dynamic_walk（动态行走，中等速度）
dynamic_walk  0.3  0.0  0.0

2.3 gait.info 中所有步态一览 ¶

步态名           | 腿序列               | 周期   | 适用场景
-----------------|---------------------|--------|----------
stance           | 四腿同时支撑         | 0.5s   | 静止站立
trot             | LF+RH / RF+LH 交替  | 0.70s  | 平地快速行走 ★常用
standing_trot    | trot + 短暂全支撑    | 0.70s  | 平地稳定行走
dynamic_walk     | 三腿支撑轮流抬腿     | 1.0s   | 中速稳定
static_walk      | 三腿支撑，每腿独立   | 1.2s   | 慢速/不平地形 ★楼梯首选
amble            | 同侧腿前后序         | 0.80s  | 侧向稳定好
pawup            | 三腿支撑（单腿抬起） | 2.0s   | 特殊动作

阶段三：关键配置文件修改 ¶

这是 " 先跑起来，再调参 " 的核心，所有参数修改都在这三个文件里完成，不需要重新编译。

3.1 文件 1：`task.info` — MPC 核心参数 ¶

路径：

F:\ROS\ocs2_ros2\ocs2_ros2\basic examples\ocs2_legged_robot\config\mpc\task.info

关键参数说明与调整建议：

# ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
# 模型类型（一般不改）
centroidalModelType  1   # 1=单刚体动力学 SRBD（快）, 0=全质心动力学（精确但慢）

# ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
# 摆腿轨迹参数（最常调）
swing_trajectory_config
{
  liftOffVelocity    0.2    # 抬腿初速度（正值向上），增大→起步更快
  touchDownVelocity  -0.4   # 落腿速度（负值向下），增大绝对值→落地更快
  swingHeight        0.1    # 摆腿最大高度 [m]
                            # ★ 平地: 0.10  | 坡地: 0.12 | 楼梯: 0.15~0.20
  touchdownAfterHorizon  0.2  # 超出时域后的落脚预测时间
  swingTimeScale     0.15   # 摆腿时间比例系数
}

# ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
# MPC 时域（适当增大可以看更远）
mpc
{
  timeHorizon       1.0    # 预测时域 [s]，楼梯建议改为 1.5
  mpcDesiredFrequency  50  # MPC 求解频率 [Hz]
  mrtDesiredFrequency  400 # 控制执行频率 [Hz]
}

# ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
# 状态权重 Q（越大该状态越被严格跟踪）
Q
{
  (8,8)   500.0   # p_base_z：机身高度，控楼梯时可提高到 800
  (10,10) 200.0   # theta_base_y：俯仰角，楼梯时可提高到 400
  (11,11) 200.0   # theta_base_x：横滚角
}

# ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
# 加速提示：第二次运行前改为 false，节省启动时间
model_settings
{
  recompileLibrariesCppAd   false  # 第一次运行后改成 false！
}

3.2 文件 2：`gait.info` — 步态定义 ¶

路径：

F:\ROS\ocs2_ros2\ocs2_ros2\basic examples\ocs2_legged_robot\config\command\gait.info

添加楼梯专用步态（在文件末尾追加）：

# 把 list 里也加上 stair_walk
list
{
  [0]  stance
  ...
  [12] stair_walk     # ← 新增
}

# 楼梯步态：超慢速 static_walk，每步留出足够时间
stair_walk
{
  modeSequence
  {
    [0]  LF_RF_RH    # 抬左前腿
    [1]  RF_LH_RH    # 抬左后腿
    [2]  LF_RF_LH    # 抬右前腿
    [3]  LF_LH_RH    # 抬右后腿
  }
  switchingTimes
  {
    [0]  0.0
    [1]  0.4          # 比 static_walk 的 0.3 更慢，每步0.4s
    [2]  0.8
    [3]  1.2
    [4]  1.6
  }
}

3.3 文件 3：`reference.info` — 参考轨迹参数 ¶

路径：

F:\ROS\ocs2_ros2\ocs2_ros2\basic examples\ocs2_legged_robot\config\command\reference.info

# 运动速度限制
targetDisplacementVelocity   0.5    # 目标位移速度 [m/s]，楼梯建议改 0.2
targetRotationVelocity       0.3    # 目标旋转速度 [rad/s]

# 机身默认高度（离地距离）
comHeight  0.575    # ANYmal C 标准高度
             # 坡地/楼梯：考虑改为 0.60 给腿留更多空间

# 默认关节姿态（不需要改）
defaultJointState { ... }

阶段四：不同地形调参速查表 ¶

修改 task.info 中对应参数后重启 launch 文件即可（无需重新编译）。

地形	swingHeight	timeHorizon	comHeight	推荐步态	Q(10,10) 俯仰
平地	0.10	1.0	0.575	trot	200
轻微坡地 (<15°)	0.12	1.0	0.58	dynamic_walk	300
陡坡 (15-30°)	0.15	1.5	0.60	static_walk	400
低台阶楼梯 (<15cm)	0.15	1.5	0.60	static_walk	400
标准楼梯 (~20cm)	0.20	1.5	0.62	stair_walk	500

阶段五：三种求解器对比与切换 ¶

OCS2 提供三种求解器，直接换 launch 文件即可：

# DDP（默认推荐，最稳定）
ros2 launch ocs2_legged_robot_ros legged_robot_ddp.launch.py

# SQP（基于 HPIPM，更适合有约束的复杂地形）
ros2 launch ocs2_legged_robot_ros legged_robot_sqp.launch.py

# IPM（内点法，处理不等式约束更精确）
ros2 launch ocs2_legged_robot_ros legged_robot_ipm.launch.py

建议： - 初期调试用 DDP（启动快、稳定） - 接入感知/楼梯后换 SQP（处理接触约束更好）

核心文件索引（快速查找）¶

F:\ROS\ocs2_ros2\ocs2_ros2\
│
├── basic examples\
│   ├── ocs2_legged_robot\
│   │   └── config\
│   │       ├── mpc\
│   │       │   └── task.info          ★★★ MPC核心参数（最常改）
│   │       └── command\
│   │           ├── gait.info          ★★★ 步态定义（添加新步态）
│   │           └── reference.info     ★★  速度/高度参考
│   │
│   └── ocs2_legged_robot_ros\
│       ├── launch\
│       │   ├── legged_robot_ddp.launch.py   ★ 主入口（DDP）
│       │   ├── legged_robot_sqp.launch.py   ★ 主入口（SQP）
│       │   ├── legged_robot_ipm.launch.py   ★ 主入口（IPM）
│       │   ├── basic.launch.py              RViz + robot_state_publisher
│       │   ├── dummy.launch.py              仿真执行节点
│       │   ├── gait_command.launch.py       步态命令终端
│       │   └── mpc_ddp.launch.py            MPC求解器节点
│       ├── src\
│       │   ├── LeggedRobotDdpMpcNode.cpp    MPC求解器主程序
│       │   ├── LeggedRobotDummyNode.cpp     ★ 仿真主程序（理解系统看这里）
│       │   └── LeggedRobotGaitCommandNode.cpp  步态命令接收
│       └── rviz\
│           └── legged_robot.rviz            RViz配置（可按需修改显示）
│
└── advance examples\
    └── ocs2_perceptive_anymal\
        ├── ocs2_switched_model_interface\
        │   └── include\...\terrain\
        │       └── TerrainModel.h      ★★ 地形接口（感知阶段使用）
        └── segmented_planes_terrain_model\  感知地形模型（接入elevation map用）

常见问题排查 ¶

问题	原因	解决
启动很慢（等 10 分钟）	首次 CppAD 编译	正常，等待完成后将 `recompileLibrariesCppAd` 改为 `false`
机器人倒下	Q 权重太小 / swingHeight 太小	增大`Q(10,10)` , `Q(11,11)`；减小前进速度
步态命令无响应	步态名拼写错误	检查 `gait.info` 中的 list 列表
RViz 中机器人乱晃	MPC 求解失败	降低速度命令；检查 task.info 的 dt 和 nThreads
找不到 /tmp/ocs2	未生成 CppAD 代码	设 `recompileLibrariesCppAd = true` 重新运行一次
上楼梯腿打到台阶	swingHeight 不够	从 0.1 逐步调到 0.20

快速启动 Checklist ¶

□ 1. colcon build 完成（绿色）
□ 2. source install/setup.bash
□ 3. task.info：recompileLibrariesCppAd = true（首次），之后改 false
□ 4. ros2 launch ocs2_legged_robot_ros legged_robot_ddp.launch.py
□ 5. RViz 中看到机器人站立
□ 6. 在 gait_command 终端输入：trot 0.3 0.0 0.0
□ 7. 机器人开始 trot 行走 ✓
□ 8. 尝试 static_walk 0.2 0.0 0.0（更稳定）
□ 9. 修改 swingHeight 观察效果
□ 10. 切换 SQP 求解器测试

快速上手 ¶

目标：先让机器人跑起来，再逐步调参适配不同地形 ¶

总体路线图 ¶

阶段一：编译与首次运行 ¶

1.1 编译整个工作空间 ¶

1.2 首次运行（DDP 求解器，最稳定）¶

1.3 首次运行预期效果 ¶

阶段二：发送命令，让机器人动起来 ¶

步态命令终端的使用 ¶

2.2 推荐练习顺序 ¶

2.3 gait.info 中所有步态一览 ¶

阶段三：关键配置文件修改 ¶

3.1 文件 1：task.info — MPC 核心参数 ¶

3.2 文件 2：gait.info — 步态定义 ¶

3.3 文件 3：reference.info — 参考轨迹参数 ¶

阶段四：不同地形调参速查表 ¶

阶段五：三种求解器对比与切换 ¶

核心文件索引（快速查找）¶

常见问题排查 ¶

快速启动 Checklist ¶

3.1 文件 1：`task.info` — MPC 核心参数 ¶

3.2 文件 2：`gait.info` — 步态定义 ¶

3.3 文件 3：`reference.info` — 参考轨迹参数 ¶