CRAIC — Camera-Robot AI Control System

本仓库为 中国机器人及人工智能大赛（CRAIC）机器人任务挑战赛（小型桌面级） 参赛代码。

ESP32-S3 双核摄像头 + ROS 2 键盘遥控 + UDP 实时通讯的一体化机器人控制系统。

赛事

中国机器人及人工智能大赛（China Robot and Artificial Intelligence Competition，简称 CRAIC）是由 中国人工智能学会（CAAI）主办的全国性学科竞赛，始于 1999 年，已列入全国普通高等学校学科竞赛排行榜及教育部 A 类竞赛名单。

本仓库参加赛项：机器人任务挑战赛（小型桌面级） — Robot Task Challenge (Small Desktop Level)

项目	信息
大赛名称	中国机器人及人工智能大赛
英文名称	China Robot and Artificial Intelligence Competition (CRAIC)
主办单位	中国人工智能学会 (CAAI)
赛事级别	全国普通高等学校学科竞赛排行榜 / 教育部 A 类
参赛赛项	机器人任务挑战赛（小型桌面级）
官方网站	www.caairobot.com

项目结构

craic/
├── jxbeye/                    # ESP32-S3 摄像头固件 (PlatformIO)
│   ├── src/main.cpp           # 双核并行推流 + AsyncUDP + ESP-NOW
│   ├── platformio.ini         # 构建配置 (ESP32-S3-WROOM-1-N16R8)
│   ├── boards/                # 自定义板级定义
│   ├── lib/FTServo/           # 飞特舵机控制库
│   └── include/ / test/
├── ros2/                      # ROS 2 Humble 键盘遥控
│   └── src/udp_teleop/        # 底盘 + 6轴机械臂 UDP 遥控节点
├── tools/                     # 调试工具
│   └── udp_server.py          # UDP 回显测试服务器
└── .gitignore

硬件

组件	型号
主控	ESP32-S3-WROOM-1-N16R8 (16MB Flash, 8MB PSRAM Octal)
摄像头	OV2640 (XGA 1024×768, JPEG)
舵机	飞特 SCS/STS 系列串行舵机

功能

1. ESP32-S3 固件 (jxbeye/)

• 双核并行架构：Core 0 负责摄像头采集，Core 1 负责 WiFi 推流
• MJPEG 实时推流：Web 浏览器直接访问 http://<IP> 查看实时画面
• AsyncUDP 非阻塞通讯：UDP 指令由中断回调处理，不干扰推流
• ESP-NOW：低延迟点对点通信
• 在线 WiFi 配置：通过 Web 页面或串口修改 SSID/密码，自动保存到 NVS

2. ROS 2 键盘遥控 (ros2/src/udp_teleop/)

• 底盘遥控：W/S 前进后退、A/D 左右平移、Q/E 旋转（差速驱动）
• 机械臂遥控：6 轴关节角度独立控制，高度升降
• 多平台键盘后端：
  • stdin — Linux/macOS 终端原生输入，零依赖
  • pynput — 跨平台按键监听
  • win_poll — Windows Win32 API 轮询
• 可配置参数：速度、步长、目标 IP/端口均通过 YAML 配置

3. UDP 通讯协议

所有指令通过 UDP 端口 8888 发送，格式：

# 底盘控制
XYW:<X速度>:<Y速度>:<W角速度>:XZHY\n

# 机械臂控制
JXB:<高度>:<J2>:<J3>:<J4>:<J5>:<J6>:0:0:EZHY\n

# 激光控制
LASERON / LASEROFF

# 串口透传
<any payload ending with ZHY or \n>

快速开始

编译 & 烧录 ESP32 固件

cd jxbeye
pio run -t upload
pio device monitor

首次启动后 ESP32 创建热点 ESP32-S3-Camera（密码 12345678），浏览器访问 http://192.168.4.1。

运行 ROS 2 键盘遥控

# 创建环境（首次）
conda create -n ros2_humble -c robostack-staging -c conda-forge ros-humble-desktop
conda install -n ros2_humble -c robostack-staging -c conda-forge colcon-common-extensions
conda run -n ros2_humble pip install pynput

# 构建 & 运行
conda activate ros2_humble
cd ros2
colcon build --symlink-install --packages-select udp_teleop
source install/setup.bash

# 启动键盘遥控（默认目标 192.168.233.67:8888）
ros2 run udp_teleop keyboard_control \
    --ros-args --params-file src/udp_teleop/config/params.yaml

测试 UDP 通讯

# 启动回显服务器
python tools/udp_server.py

# 发送测试指令
echo 'XYW:100:0:0:XZHY' | nc -u 127.0.0.1 8888

串口配置 WiFi

在 ESP32 串口监视器中发送：

WIFI:热点名称:密码

设备自动保存配置并重启。

依赖

环境	依赖
ESP32	PlatformIO, Arduino framework, esp32-camera
ROS 2	ROS 2 Humble (Conda robostack), pynput
测试	Python 3, Unix netcat

许可

待定。