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硬件视觉调度时序图

概述

本文档描述了硬件视觉调度系统的完整时序流程，展示了从调度车托料完成到最终调度至立锯的全过程。

时序流程图

flowchart TD
    A[调度车托料完成] --> B[上位机发送取中拍照指令]
    B --> C[等待中心坐标结果]
    C -->|超时| C_retry[超时重试]
    C_retry --> C
    C --> D[写入下位机顶中坐标<br/>顶针顶料至线扫位置]
    D --> E[视觉扫描到达线扫速度<br/>上位机发送视觉扫描指令]
    E -->|超时| E_retry[超时重试]
    E_retry --> E
    E --> F[上位机等待扫描完成指令<br/>写入下位机扫描完成指令]
    E --> G[视觉相机硬触发扫描动作]
    E --> H[等待视觉算法处理]
    F -->|超时| F_retry[超时重试]
    F_retry --> F
    G --> I[返回视觉数据<br/>写入算法旋转角度]
    H -->|超时| H_retry[超时重试]
    H_retry --> H
    F --> I
    H --> I
    
    I --> J[下位机执行旋转完成旋转]
    J --> K[调度车取料<br/>写入算法规划图]
    K --> L[下发调度指令<br/>调度至立锯]

---

流程说明

1. 初始阶段

• 调度车托料完成: 系统开始进入视觉调度流程

2. 视觉定位阶段

• 上位机发送取中拍照指令: 启动视觉系统进行中心定位
• 等待中心坐标结果: 等待视觉算法处理结果，支持超时重试机制

3. 物理定位阶段

• 写入下位机顶中坐标并顶料至线扫位置: 将获取的中心坐标传递给下位机，同时执行物理定位

4. 视觉扫描阶段

• 视觉扫描到达线扫速度并发送扫描指令: 系统准备进行线扫描并启动扫描流程，支持超时重试
• 上位机等待扫描完成指令并写入下位机: 等待扫描完成信号并将完成指令传递给下位机，支持超时重试（三方并行执行）
• 视觉相机硬触发扫描动作: 视觉相机执行硬件触发扫描操作，采集视觉数据（与上位机等待和算法处理并行执行）
• 等待视觉算法处理: 视觉算法处理扫描数据，支持超时重试（与上位机等待和相机触发并行执行）

5. 数据处理与旋转阶段

• 返回视觉数据并写入算法旋转角度: 算法处理完成，返回结果并将旋转角度传递给下位机
• 下位机执行旋转完成旋转: 执行物理旋转操作直至完成

6. 调度执行阶段

• 调度车取料并写入算法规划图: 调度车取走已处理的物料，同时将算法规划结果写入系统
• 下发调度指令并调度至立锭: 发送调度执行指令并完成最终的调度至立锯操作

关键特性

• 超时重试机制: 在关键步骤（中心坐标获取、视觉扫描、扫描完成、视觉算法）设置了超时重试机制，确保系统稳定性
• 三方并行执行: “上位机等待扫描完成指令”、“视觉相机硬触发扫描动作”和“等待视觉算法”为三方并行执行，提高执行效率
• 分阶段执行: 整个流程分为视觉定位、物理定位、视觉扫描、旋转调整和调度执行五个主要阶段
• 算法集成: 深度集成视觉算法，实现自动化的坐标定位和旋转角度计算

注意事项

1. 每个阶段的执行都依赖于前一阶段的成功完成
2. 超时重试机制需要合理设置重试次数和超时时间
3. 视觉算法的准确性直接影响整个调度流程的效果
4. 上位机与下位机之间的通信稳定性至关重要
5. "上位机等待扫描完成指令"、"视觉相机硬触发扫描动作"和"等待视觉算法"是三方并行执行的，需要做好同步协调

TCP请求上位机数据接口

接口概述

硬件视觉调度系统通过TCP协议与上位机进行数据交互，支持多种动作类型的请求处理。

通用请求格式

{
  "id": "req001",
  "action": "test", 
  "data": {
    "message": "hello server",
    "param1": "value1"
  },
  "timestamp": 1705123456789
}

请求参数说明

参数	类型	必填	说明
id	string	是	请求唯一标识符
action	string	是	动作类型，决定具体的处理逻辑
data	object	否	请求数据，根据不同action有不同结构
timestamp	number	否	请求时间戳（毫秒）

支持的动作类型

1. midpoint_coordinate - 视觉写入侧面对中坐标

功能说明： 用于将视觉系统获取的原木端面对中坐标写入下位机，为后续的顶针定位操作提供准确的坐标参考。

调用方法： s.hardwareController.WriteVisionPinCoordinate()

请求示例：

{
  "id": "req001",
  "action": "midpoint_coordinate",
  "data": {
    "left_x": 100.5,
    "left_y": 200.3,
    "right_x": 300.7,
    "right_y": 150.8
  },
  "timestamp": 1705123456789
}

data参数说明：

参数	类型	必填	说明
left_x	float64	是	左侧X坐标
left_y	float64	是	左侧Y坐标
right_x	float64	是	右侧X坐标
right_y	float64	是	右侧Y坐标

响应示例：

{
  "id": "req001",
  "success": true,
  "data": {
    "message": "视觉顶针坐标写入成功",
    "coordinates": {
      "left_x": 100.5,
      "left_y": 200.3,
      "right_x": 300.7,
      "right_y": 150.8
    }
  },
  "timestamp": 1705123456789
}

2. scan_completed - 视觉扫描完成

功能说明： 用于通知系统视觉扫描已完成，触发硬件控制器将M106寄存器设置为true，标记扫描流程的完成。

调用方法： s.hardwareController.ProcessVisionScanComplete()

寄存器操作： 将M106寄存器设置为true

请求示例：

{
  "id": "req002",
  "action": "scan_completed",
  "timestamp": 1705123456789
}

说明： 此动作不需要data参数，用于通知系统视觉扫描已完成。系统接收到此请求后会自动将M106寄存器设置为true。

响应示例：

{
  "id": "req002",
  "success": true,
  "data": {
    "message": "视觉扫描完成处理成功",
    "action": "scan_completed",
    "register": "M106=true"
  },
  "timestamp": 1705123456789
}

3. algorithm_coordinates - 算法坐标和旋转角度

功能说明： 用于处理视觉算法计算得出的最终坐标和旋转角度，将这些数据传递给下位机进行物理旋转操作。

调用方法： s.hardwareController.ProcessVisionScanCoordinate()

参数处理： 将坐标数据构建为[4]float32数组，旋转角度转换为float32

请求示例：

{
  "id": "req003",
  "action": "algorithm_coordinates",
  "data": {
    "left_x": 120.5,
    "left_y": 180.3,
    "right_x": 280.7,
    "right_y": 160.8,
    "rotation_angle": 15.5
  },
  "timestamp": 1705123456789
}

data参数说明：

参数	类型	必填	说明
left_x	float64	是	左侧X坐标
left_y	float64	是	左侧Y坐标
right_x	float64	是	右侧X坐标
right_y	float64	是	右侧Y坐标
rotation_angle	float64	是	旋转角度（度）

响应示例：

{
  "id": "req003",
  "success": true,
  "data": {
    "message": "视觉算法坐标处理成功",
    "coordinates": {
      "left_x": 120.5,
      "left_y": 180.3,
      "right_x": 280.7,
      "right_y": 160.8
    },
    "rotation_angle": 15.5
  },
  "timestamp": 1705123456789
}

错误响应格式

当请求处理失败时，系统会返回错误响应：

{
  "id": "req001",
  "success": false,
  "error": "错误描述信息",
  "timestamp": 1705123456789
}

常见错误类型

1. 请求解析失败: "请求解析失败: invalid JSON format"
2. 硬件控制器未初始化: "硬件控制器未初始化"
3. 缺少必要数据: "缺少坐标数据" 或 "缺少坐标和角度数据"
4. 数据格式错误: "坐标数据格式错误，需要left_x, left_y, right_x, right_y字段"
5. 硬件操作失败: "写入视觉顶针坐标失败: [specific error]"

接口使用注意事项

1. 数据格式：所有请求必须是有效的JSON格式，系统会自动清理前后空白字符和换行符
2. 坐标精度：坐标值支持float64精度，系统内部会转换为float32处理
3. 硬件控制器：所有涉及硬件操作的接口都需要硬件控制器已正确初始化
4. 请求ID：建议使用唯一的请求ID，便于追踪和调试，系统会在响应中返回相同ID
5. 超时处理：建议客户端设置合理的超时时间，特别是涉及硬件操作的请求
6. 错误处理：客户端应当处理所有可能的错误响应，包括JSON解析错误、硬件操作失败等
7. 日志记录：系统会记录所有请求的处理过程，包括成功和失败情况，方便问题排查
8. 并发处理：系统支持并发处理多个请求，但建议按照时序发送相关请求