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# 硬件视觉调度时序图
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## 概述
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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。
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## 时序流程图
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```mermaid
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flowchart TD
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A[调度车托料完成] --> B[上位机发送取中拍照指令]
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B --> C[等待中心坐标结果]
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C -->|超时| C_retry[超时重试]
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C_retry --> C
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C --> D[写入下位机顶中坐标<br/>顶针顶料至线扫位置]
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D --> E[视觉扫描到达线扫速度<br/>上位机发送视觉扫描指令]
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E -->|超时| E_retry[超时重试]
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E_retry --> E
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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]
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E --> G[视觉相机硬触发扫描动作]
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E --> H[等待视觉算法处理]
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F -->|超时| F_retry[超时重试]
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F_retry --> F
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G --> I[返回视觉数据<br/>写入算法旋转角度]
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H -->|超时| H_retry[超时重试]
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H_retry --> H
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F --> I
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H --> I
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I --> J[下位机执行旋转完成旋转]
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J --> K[调度车取料<br/>写入算法规划图]
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K --> L[下发调度指令<br/>调度至立锯]
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```
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## 流程说明
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### 1. 初始阶段
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- **调度车托料完成**: 系统开始进入视觉调度流程
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### 2. 视觉定位阶段
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- **上位机发送取中拍照指令**: 启动视觉系统进行中心定位
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- **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
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### 3. 物理定位阶段
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- **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
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### 4. 视觉扫描阶段
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- **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
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- **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）
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- **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）
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- **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）
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### 5. 数据处理与旋转阶段
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- **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
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- **下位机执行旋转完成旋转**: 执行物理旋转操作直至完成
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### 6. 调度执行阶段
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- **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
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- **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
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## 关键特性
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- **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
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- **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
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- **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
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- **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
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## 注意事项
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1. 每个阶段的执行都依赖于前一阶段的成功完成
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2. 超时重试机制需要合理设置重试次数和超时时间
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3. 视觉算法的准确性直接影响整个调度流程的效果
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4. 上位机与下位机之间的通信稳定性至关重要
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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
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## TCP请求上位机数据接口
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### 接口概述
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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。
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### 通用请求格式
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```json
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{
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"id": "req001",
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"action": "test",
|
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"data": {
|
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"message": "hello server",
|
||
"param1": "value1"
|
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},
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"timestamp": 1705123456789
|
||
}
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```
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#### 请求参数说明
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| 参数 | 类型 | 必填 | 说明 |
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| ---- | ---- | ---- | ---- |
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| id | string | 是 | 请求唯一标识符 |
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| action | string | 是 | 动作类型，决定具体的处理逻辑 |
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| data | object | 否 | 请求数据，根据不同action有不同结构 |
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| timestamp | number | 否 | 请求时间戳（毫秒） |
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### 支持的动作类型
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#### 1. midpoint_coordinate - 视觉写入侧面对中坐标
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**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。
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**调用方法：** `s.hardwareController.WriteVisionPinCoordinate()`
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**请求示例：**
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```json
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{
|
||
"id": "req001",
|
||
"action": "midpoint_coordinate",
|
||
"data": {
|
||
"left_x": 100.5,
|
||
"left_y": 200.3,
|
||
"right_x": 300.7,
|
||
"right_y": 150.8
|
||
},
|
||
"timestamp": 1705123456789
|
||
}
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```
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**data参数说明：**
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| 参数 | 类型 | 必填 | 说明 |
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| ---- | ---- | ---- | ---- |
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| left_x | float64 | 是 | 左侧X坐标 |
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| left_y | float64 | 是 | 左侧Y坐标 |
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| right_x | float64 | 是 | 右侧X坐标 |
|
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| right_y | float64 | 是 | 右侧Y坐标 |
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**响应示例：**
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||
```json
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||
{
|
||
"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
|
||
}
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```
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#### 2. scan_completed - 视觉扫描完成
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**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。
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**调用方法：** `s.hardwareController.ProcessVisionScanComplete()`
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**寄存器操作：** 将M106寄存器设置为true
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||
**请求示例：**
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||
```json
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||
{
|
||
"id": "req002",
|
||
"action": "scan_completed",
|
||
"timestamp": 1705123456789
|
||
}
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||
```
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||
**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。
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||
**响应示例：**
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||
```json
|
||
{
|
||
"id": "req002",
|
||
"success": true,
|
||
"data": {
|
||
"message": "视觉扫描完成处理成功",
|
||
"action": "scan_completed",
|
||
"register": "M106=true"
|
||
},
|
||
"timestamp": 1705123456789
|
||
}
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```
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#### 3. algorithm_coordinates - 算法坐标和旋转角度
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**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。
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**调用方法：** `s.hardwareController.ProcessVisionScanCoordinate()`
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**参数处理：** 将坐标数据构建为[4]float32数组，旋转角度转换为float32
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**请求示例：**
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```json
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||
{
|
||
"id": "req003",
|
||
"action": "algorithm_coordinates",
|
||
"data": {
|
||
"left": [120.5, 120.5, 86.12],
|
||
"right": [160.8, 124.5, 17.2],
|
||
"rotation_angle": 15.5
|
||
},
|
||
"timestamp": 1705123456789
|
||
}
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```
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**data参数说明：**
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| 参数 | 类型 | 必填 | 说明 |
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| ---- | ---- | ---- |---------|
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| left | float64 | 是 | 左侧锯路坐标 |
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| right | float64 | 是 | 右侧锯路坐标 |
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| rotation_angle | float64 | 是 | 旋转角度（度） |
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||
**响应示例：**
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```json
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||
{
|
||
"id": "req003",
|
||
"success": true,
|
||
"data": {
|
||
"message": "视觉算法坐标处理成功",
|
||
"coordinates": {
|
||
"left": [120.5,32.4],
|
||
"right": [160.8,12]
|
||
},
|
||
"rotation_angle": 15.5
|
||
},
|
||
"timestamp": 1705123456789
|
||
}
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```
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#### 4. center_photo_taking - 视觉取中拍照命令下发
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**功能说明：** 用于下发视觉取中拍照命令，指定需要拍照的原木ID，触发视觉系统进行中心定位拍照操作。
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**请求示例：**
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```json
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||
{
|
||
"id": "",
|
||
"action": "center_photo_taking",
|
||
"data": {
|
||
"wood_id": "WOOD_20251102_094718_004_8b369a99"
|
||
},
|
||
"timestamp": 1762048038500
|
||
}
|
||
```
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||
|
||
**data参数说明：**
|
||
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||
| 参数 | 类型 | 必填 | 说明 |
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| ---- | ---- | ---- | ---- |
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| wood_id | string | 是 | 原木唯一标识ID |
|
||
|
||
**响应示例：**
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||
```json
|
||
{
|
||
"id": "",
|
||
"success": true,
|
||
"data": {
|
||
"message": "视觉取中拍照命令下发成功",
|
||
"wood_id": "WOOD_20251102_094718_004_8b369a99"
|
||
},
|
||
"timestamp": 1762048038500
|
||
}
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||
```
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#### 5. order_info - 工单信息下发
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**功能说明：** 用于下发工单信息至视觉系统，包含工单编号、规格和原木ID等关键信息，为后续的加工流程提供数据支持。
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||
**请求示例：**
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||
```json
|
||
{
|
||
"id": "",
|
||
"action": "order_info",
|
||
"data": {
|
||
"order_sn": "SO20251101000002",
|
||
"order_spec": "11*12*12",
|
||
"wood_id": "WOOD_20251102_094814_007_e5337aa2"
|
||
},
|
||
"timestamp": 1762048153709
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
**data参数说明：**
|
||
|
||
| 参数 | 类型 | 必填 | 说明 |
|
||
| ---- | ---- | ---- | ---- |
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| order_sn | string | 是 | 工单编号 |
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| order_spec | string | 是 | 工单规格（格式：长*宽*高） |
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| wood_id | string | 是 | 原木唯一标识ID |
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||
**响应示例：**
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```json
|
||
{
|
||
"id": "",
|
||
"success": true,
|
||
"data": {
|
||
"message": "工单信息下发成功",
|
||
"order_sn": "SO20251101000002",
|
||
"order_spec": "11*12*12",
|
||
"wood_id": "WOOD_20251102_094814_007_e5337aa2"
|
||
},
|
||
"timestamp": 1762048153709
|
||
}
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||
```
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### 错误响应格式
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||
当请求处理失败时，系统会返回错误响应：
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```json
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||
{
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||
"id": "req001",
|
||
"success": false,
|
||
"error": "错误描述信息",
|
||
"timestamp": 1705123456789
|
||
}
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||
```
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#### 常见错误类型
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1. **请求解析失败**: `"请求解析失败: invalid JSON format"`
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2. **硬件控制器未初始化**: `"硬件控制器未初始化"`
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3. **缺少必要数据**: `"缺少坐标数据"` 或 `"缺少坐标和角度数据"`
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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"`
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5. **硬件操作失败**: `"写入视觉顶针坐标失败: [specific error]"`
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### 接口使用注意事项
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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
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2. **坐标精度**：坐标值支持float64精度，系统内部会转换为float32处理
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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
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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
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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
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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
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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
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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 |