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FlyShotHost/README.md
yunxiao.zhu af65ca03a0 feat(compat): 补齐飞拍执行等待与 FANUC 状态驱动链路
- 为 ExecuteFlyShotTraj 补齐 wait 语义,并让 move_to_start
  先完成临时 PTP 运动后再启动正式飞拍轨迹
- 将 J519 命令发送改为由机器人 UDP status sequence 驱动,
  避免在未收到状态包时主动发周期命令
- 将 10010 状态通道关节字段统一按 JointRadians 命名,
  同步更新运行时读取逻辑与协议测试
- 新增 FANUC 10010 状态帧、流运动手册和 Python client
  逆向文档,并更新 README 与兼容需求说明
- 补充兼容层编排测试与 HTTP 集成测试,覆盖 wait 和
  move_to_start 串行化行为
2026-05-03 19:29:31 +08:00

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# Flyshot Replacement
基于 `.NET 8` 的跨平台飞拍服务端重写项目。
当前目标:
- 以新的 ASP.NET Core HTTP API 作为唯一上层接口
- 重写轨迹生成、触发时序和 FANUC 实时控制链路
- 提供 Web 状态监控页面
- 在 Windows 和 Linux 上运行完整后台服务
说明:
- 这是长期运行的无头后台服务,不是 GUI 桌面程序。
- 第一版仅面向当前现场组合,后续再扩展机型与控制柜适配。
- 当前仓库不再恢复旧 `50001/TCP+JSON` 监听入口;旧 `ControllerClient` 逆向资料只作为接口语义参考,不作为运行时目标。
- 宿主只保留 ASP.NET Core HTTP 控制器层,以及其后端 `Flyshot.ControllerClientCompat` 兼容服务。
- `ExecuteTrajectory``ExecuteFlyShotTraj` 已经接入 `Planning + Triggering + Runtime` 链路Web 状态页已通过 `/status``/api/status/snapshot` 暴露当前兼容层与运行时状态。
- `Flyshot.Core.Planning` 的 ICSP / self-adapt-icsp 轨迹已经完成旧系统导出轨迹对齐;`doubles` 仍未实现。
- `Flyshot.Runtime.Fanuc` 已固化 `10010 / 10012 / 60015` 基础协议帧编解码。`10010` 状态通道以 `j519 协议.pcap``Rvbust/uttc-20260428/20260428.pcap` 真机抓包确认为 90B 固定帧。
- 2026-04-28 UTTC 抓包确认UDP 60015 命令 `target[0..5]` 为关节角度制 `deg``JointDetialTraj.txt` 为弧度制 `rad``speed_ratio=0.7` 体现为 UDP 下发时间轴约 `1.427730x` 拉伸2026-04-30 实体机确认 `speed_ratio` 不影响生成的 `JointTraj.txt` 规划时长,当前实际生成约 `7.4s` 轨迹。
- 2026-04-30 本机 `50001/TCP+JSON` 抓包确认:`ExecuteFlyShotTraj(save_traj=true,use_cache=false)` 请求只显式携带规划方法、保存、缓存和等待参数,不携带 `JointLimits / acc_limit / jerk_limit / velocity / acceleration / jerk`。因此旧系统不可见的有效规划限制不再继续假设来自公开链路,新系统按 replacement-only 内部参数限制规划加速度。
- 真机 Socket 客户端已具备基础连接、程序启停、速度倍率/TCP/IO 参数命令和 J519 状态包驱动发送能力;稠密轨迹下发已按 `speed_ratio` 做执行时间缩放,并已用 0.5/0.7/1.0 三份 UTTC 抓包固化 J519 golden tests。真实 R30iB 全流程现场联调仍需执行。
- `MoveJoint` 已按 `2026042802-mvpoint*.pcap` 复刻为点到点临时轨迹:当前关节到目标关节的关节空间直线,五次 smoothstep 起停,按 `status=15` 运动窗口复现 `40/55/77` 点,并由 J519 层完成 `rad -> deg` 下发。
- 单程序只对应一台机器人,上传/删除/恢复飞拍轨迹统一读写运行目录 `Config/RobotConfig.json`,不再创建独立轨迹存储文件。
单位约定总览:
- 规划层、`JointDetialTraj.txt` 和运行时内部关节轨迹,默认按弧度制 `rad` 理解。
- `UDP 60015` J519 命令 `target[0..5]` 和响应关节反馈按角度制 `deg` 理解;运行时下发前必须显式执行 `rad -> deg` 转换。
- `TCP 10010` 状态通道是混合单位:`pose[0..2]` 更像 `mm``pose[3..5]` 更像 `deg``joint_or_ext[0..5]` 当前现场抓包更支持按 `rad` 理解。
- 不要把“关节角”默认当成统一单位;在规划、状态监控和 J519 执行三条链路之间必须明确标注 `rad/deg`
当前现场主链路的单位流转可简化为:
| 位置 | 内容 | 当前更可信单位 |
| --- | --- | --- |
| 规划输入 / 轨迹算法 | 关节角 | `rad` |
| `JointDetialTraj.txt` / `JointTraj.txt` | 关节角 | `rad` |
| 运行时下发前内部轨迹 | 关节角 | `rad` |
| `UDP 60015` 命令 `target[0..5]` | 关节目标 | `deg` |
| `UDP 60015` 响应 `Joint` | 关节反馈 | `deg` |
| `TCP 10010` `pose[0..2]` | `X/Y/Z` | `mm` |
| `TCP 10010` `pose[3..5]` | 姿态角 | `deg` |
| `TCP 10010` `joint_or_ext[0..5]` | 关节状态 | 更像 `rad` |
| `TCP 10010` `joint_or_ext[6..8]` | 扩展轴槽位 | 当前样本为 `0` |
`TCP 10010` 的正式字段表、样例帧和已确认/待确认说明见 `docs/fanuc-10010-state-frame.md`
开发约定:
- 建议从 `flyshot-replacement/` 根目录启动 IDE、终端和 Codex 会话。
- 当前仓库内的 `@` 引用主要覆盖本仓库文件;引用父目录资料时,请直接写相对路径,如 `../analysis/ICSP_algorithm_reverse_analysis.md`
- 父目录中的 `analysis/``FlyingShot/``RobotController/``RPS/` 主要作为逆向参考资料和样本来源,新实现默认只落地在当前仓库。
当前已完成:
- [x] 初始化独立仓库
- [x] 创建 `dotnet 8` 解决方案骨架
- [x] 打通最小宿主与 `/healthz`
- [x] 建立领域模型与模块边界
- [x] 落地配置兼容与机器人模型解析
- [x] 落地 ICSP / self-adapt-icsp 轨迹规划与飞拍触发时间轴
- [x] 完成 ICSP 轨迹导出结果与旧系统对齐
- [x]`ExecuteTrajectory` / `ExecuteFlyShotTraj` 接入 FANUC 运行时链路
- [x] 落地 Web 状态页
- [x] 落地浏览器内 OpenAPI 自动驱动的接口调试页(`/debug`),与 `Swagger:Enabled` 同步可见
- [x] 固化 `10010 / 10012 / 60015` FANUC 基础协议帧编解码,确认 `10010` 状态帧为 90B
- [x] 使用本地 TCP/UDP 模拟器覆盖命令通道、状态通道和 J519 基础收发
- [x] 补齐 `Get/SetSpeedRatio``Get/SetTCP``Get/SetIO` 真机命令体与响应解析
- [x] 保留新 HTTP 接口路线,明确不再实现旧 `50001/TCP+JSON` 网关
- [x] 将飞拍轨迹持久化收敛到运行目录 `Config/RobotConfig.json`
剩余 Todo
1. 配置与测试基线
- [x] 修正 `ConfigCompatibilityTests` 当前样本路径漂移:`Rvbust/EOL10_EAU_0/RobotConfig.json` 不再包含 `001`,应改用稳定样本或更新断言。
- [x]`RobotConfig.json` 中的 `use_do``io_keep_cycles``acc_limit``jerk_limit``adapt_icsp_try_num` 全部贯通到规划和执行链路。
- [x] 将上传飞拍轨迹统一保存到运行目录 `Config/RobotConfig.json``flying_shots` 节点。
- [x] 为新 HTTP API 补一份当前现场调用顺序文档,替代旧 `ControllerClient` 工作流:见 `docs/fanuc-field-runtime-workflow.md`
2. 轨迹规划
- [x] 补齐 ICSP 最终 `global_scale > 1.0` 失败判定,避免未收敛轨迹被当作有效结果执行。
- [x] 将 self-adapt-icsp 的补点次数改为使用配置中的 `adapt_icsp_try_num`
- [ ] 新增 replacement-only 的 `planning_acceleration_scale` 规划加速度校准参数,用于复现旧服务端公开链路中抓不到的保守 effective limits该参数只影响规划结果不影响运行时 `speed_ratio`
- [ ] 如果现场仍需要 `method="doubles"`,实现 `TrajectoryDoubleS` 等价规划;否则在 HTTP 文档中明确标为不支持。
- [ ] 把已完成对齐的旧系统轨迹样本固化为 golden tests防止后续重构破坏轨迹一致性。
- [x]`Rvbust/uttc-20260428/Data/JointDetialTraj.txt` 固化为 J519 golden 样本:输入为 `rad`,下发为 `deg`,并按 `speed_ratio` 拉伸时间轴;覆盖 `2026042802-0.5/0.7/1.pcap`
- [x] 补齐飞拍 `save_traj` / `SaveTrajInfo` 的规划结果导出,将关节关键点、稠密关节轨迹、笛卡尔关键点、稠密笛卡尔轨迹和 ShotEvents 写入 `Config/Data/<name>`
3. FANUC TCP 10012 命令通道
- [x] 补齐 `GetSpeedRatio` / `SetSpeedRatio` 真机命令体与响应解析。
- [x] 补齐 `GetTCP` / `SetTCP` 真机命令体与响应解析。
- [x] 补齐 `GetIO` / `SetIO` 真机命令体与响应解析。
- [x] 所有命令响应必须检查 `result_code`,失败时返回可诊断错误,而不是只更新本地缓存。
4. FANUC TCP 10010 状态通道
- [x]`j519 协议.pcap``Rvbust/uttc-20260428/20260428.pcap` 中的 90B 真机状态帧扩充状态解析测试样本。
- [x] 明确 `pose[6]``joint_or_ext[9]`、尾部状态字的字段语义,并映射到 `ControllerStateSnapshot`
- [x] 补充 `TCP 10010` 正式字段表与已确认/待确认说明:见 `docs/fanuc-10010-state-frame.md`
- [x] 补充断线清理和异常帧拒绝测试。
- [x] 补充状态通道超时和重连策略,超时后标记陈旧状态并按退避策略自动重连。
5. FANUC UDP 60015 J519 运动链路
- [x] 重新确认 J519 发送节拍与 `FanucControllerRuntime` 稠密轨迹循环的职责边界:`FanucJ519Client` 收到机器人 UDP status 后按该 status sequence 回发命令,`FanucControllerRuntime` 只按轨迹时间更新下一帧命令内容。
- [x] 执行时将规划输出 `rad` 转为 J519 `deg` 目标,并按当前 `speed_ratio` 调整 8ms 发送索引/时间尺度:第 `k` 个 J519 目标采样 `t_traj = k * 0.008 * speed_ratio`,包数为 `floor(duration / (0.008 * speed_ratio)) + 1`
- [x] 补齐 `accept_cmd``received_cmd``sysrdy``rbt_inmotion` 状态位解析与启动前闭环检查;若已有 J519 响应且 `accept_cmd/sysrdy` 未就绪,则拒绝稠密轨迹执行。
- [x] 校验序号递增、状态包 sequence 校准、响应滞后、丢包、停止包和最后一帧语义UTTC golden tests 覆盖连续 seq、无重复 seq、响应滞后 2 到 8 帧、`lastData=0`J519 客户端测试覆盖收到 status 后按 status sequence 回发命令和 type 2 状态输出停止包。
- [x] 将飞拍 IO 触发的 `write_io_type/index/mask/value` 与现场控制柜实际 IO 地址逐项对齐UTTC golden tests 确认 17 个触发点对应 17 个 UDP IO set 脉冲、17 个 clear 帧mask 集合为 `10/12/14`
- [x]`MoveJoint` 从单点最终目标改为临时 PTP 稠密轨迹:按 `status=15` 运动窗口统计speed=1 抓包 40 点speed=0.7 抓包 55 点speed=0.5 抓包 77 点,路径为关节空间直线 + smoothstep 进度。
- [x] `ExecuteFlyShotTraj(move_to_start=true)` 复用临时 PTP 稠密轨迹移动到规划起点,并等待运行时完成后再启动飞拍轨迹,避免第一帧 J519 目标突变导致控制柜报警。
- [x] `ExecuteFlyShotTraj(wait=true)` 等待正式飞拍轨迹执行完成后再返回HTTP `/execute_flyshot/` 已接入旧抓包中的 `wait` 字段,默认值为 `true`
6. 真机联调与运行安全
- [ ] 在真实 R30iB + `RVBUSTSM` 程序上验证 `Connect -> EnableRobot -> ExecuteFlyShotTraj -> StopMove -> DisableRobot -> Disconnect` 全流程。
- [x] 实体机复核运行速度对轨迹生成时间的影响:`speed_ratio` 不影响 `IsFlyshotTrajectoryValid` / `SaveTrajectoryInfo` 生成的 `JointTraj.txt` 规划时长,当前实际生成约 `7.4s` 轨迹;运行阶段仅 J519 下发时长和包数按 `speed_ratio` 拉伸UTTC_MS11 参考值为约 `7.4s``10.56s`
- [ ] 增加急停、伺服未就绪、程序未启动、网络断开、控制柜拒收命令等故障路径处理。
- [ ] 给 HTTP 执行接口增加运行互斥、执行中拒绝重复轨迹、取消和超时控制。
- [ ] 增加运行日志、协议摘要日志和状态快照导出,便于现场排查。
7. 发布与部署
- [ ] 固化 Windows / Linux 启动脚本和 systemd 服务配置。
- [ ] 补充生产配置模板、端口说明和现场部署检查表。
- [ ] 给 Web 状态页增加程序状态和最近报警显示J519 状态位已通过快照和状态页显示。