一、项目背景

随着机器人技术的不断发展，四足机器人因其出色的灵活性和适应性，逐渐成为机器人领域的研究热点。四足机器人能够在复杂地形上行走、奔跑和爬行，具有广泛的应用前景，如家庭服务、工业巡检、救援任务等。本项目旨在开发一款基于开源方案的低成本四足机器人，结合嵌入式控制、无线通信和机器人运动控制技术，实现灵活的移动能力和远程控制功能。

二、项目目标

1. 硬件设计：开发一套基于STM32F103C8T6主控芯片和ESP32-S3通信模块的四足机器人硬件平台，包括舵机控制、电源管理、图传模块等。

2. 功能实现：实现四足机器人的基本运动功能（前进、后退、左转、右转）和扩展功能（打招呼、左右摇摆、站立、趴下等），并支持通过Web界面进行远程控制。

3. 软件开发：编写适用于该硬件平台的控制软件，包括运动控制算法、通信协议、Web服务器功能等。

4. 成本控制：在保证功能的前提下，尽量降低硬件成本，使其适合教育和爱好者使用。

三、项目意义

1. 教育意义：为高校和培训机构提供一个低成本、功能丰富的四足机器人实验平台，帮助学生和爱好者学习机器人技术、嵌入式系统开发和无线通信技术。

2. 技术探索：通过开发四足机器人，探索机器人运动控制、嵌入式系统设计和无线通信技术的结合，为后续更复杂机器人的开发积累经验。

3. 应用拓展：四足机器人具有良好的地形适应性和灵活性，可应用于家庭服务、工业巡检、救援任务等领域，具有广阔的应用前景。

四、项目功能

1. 基本运动功能：

前进、后退、左转、右转。

基于三角步态的稳定行走。

2. 扩展功能：

打招呼、左右摇摆、站立、趴下等动作。

支持用户自行设计其他动作。

3. 远程控制功能：

通过Web界面进行远程控制。

实时视频流显示，提供第一人称视角（FPV）。

控制板载LED灯的亮灭。

4. 通信功能：

使用ESP32-S3提供WIFI连接和Web服务器功能。

处理用户控制指令和状态反馈。

五、硬件设计

1. 主控芯片：STM32F103C8T6，120MHz主频，64KB Flash + 20KB SRAM。

2. 通信模块：ESP32-S3，支持WIFI连接和Web服务器功能。

3. 图传模块：ESP32-CAM，实现低成本实时图传。

4. 舵机控制：使用PCA9685舵机拓展芯片控制入门级舵机SG90。

5. 电源管理：采用7.4V锂电池供电，通过稳压电路为各模块提供稳定电源。

六、软件设计

1. 控制算法：实现四足机器人的运动控制算法，包括步态生成、平衡控制等。

2. 通信协议：开发适用于ESP32-S3的通信协议，实现用户控制指令的接收和状态反馈。

3. Web服务器：基于ESP32-S3开发Web服务器，提供响应式设计的控制界面，支持实时视频流显示和运动控制。

4. 图传功能：通过ESP32-CAM实现图传功能，支持第一人称视角（FPV）。