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欢迎来到镇中科技机械臂控制系统文档

这里是镇中科技机械臂控制系统的官方文档。

本系统旨在提供一个灵活、高效且易于扩展的框架，用于控制机械臂进行各种任务，包括运动控制、轨迹规划、视觉识别和示教记录等。

项目结构概览

本项目的代码结构遵循 领域驱动设计 (DDD) 原则。下文将严格按照 src/controller/controller 目录下的实际文件分布进行介绍。

1. Application (应用层)

目录路径: src/controller/controller/application

业务流程的协调者。负责编排领域对象来完成具体的应用用例。

  • commands (application/commands): 封装具体的命令对象。
    • message_display.py: 处理消息显示的命令逻辑。
  • listener (application/listener): 事件监听器。
    • motion_listener.py: 监听运动状态变化的事件处理器。
  • services (application/services): 应用服务，封装具体的业务场景。
    • camera_application_service.py: 协调相机连接、图像获取与视觉算法。
    • motion_planning_application_service.py: 协调运动规划请求与轨迹生成。
    • command_hub_service.py: 统一的指令分发中心，处理用户命令并路由到相应的领域服务。
    • serial_application_service.py: 串口连接管理服务。
    • message_response_service.py: 处理下位机反馈消息的服务。
    • tools_application_service.py: 提供工具类功能（如正逆解计算）的应用服务。
    • base_service.py: 应用服务基类。

2. Config (系统配置)

目录路径: src/controller/controller/config

存放系统运行所需的静态配置文件（YAML 格式），主要用于定义通信协议。

  • message_decoder_config.yaml: 定义接收消息的解码规则。
  • message_encoder_config.yaml: 定义发送消息的编码规则。

3. Domain (领域层)

目录路径: src/controller/controller/domain

核心业务逻辑的心脏。包含纯粹的业务规则、算法和状态模型。

  • entities (domain/entities): 具有唯一标识的领域实体。
    • motion_plan.py: 定义运动计划实体。
  • services (domain/services): 领域服务，封装核心业务能力。
    • algorithm: 核心算法。
      • kinematic_domain_service.py: 正逆运动学解算。
      • trajectory_domain_service.py: S型速度曲线规划。
      • curve_motion.py: 空间曲线运动规划（TOPPRA）。
      • smooth_domain_service.py: 轨迹平滑算法。
      • hand_eye_transform_domain_service.py: 手眼标定计算。
      • dynamic_domain_service.py: 动力学与重力补偿计算。
    • communication: 通信逻辑。
      • message_domain_service.py: 消息编解码服务。
      • serial_domain_service.py: 串口数据收发逻辑。
    • motion: 运动控制。
      • motion_constructor.py: 运动指令构造器。
      • motion_runner.py: 运动执行器。
      • trajectory_planning_service.py: 轨迹规划服务。
    • planning: 高级规划。
      • motion_planning_domain_service.py: 运动计划管理。
    • state: 状态管理。
      • robot_state_domain_service.py: 机器人运行时状态管理。
      • teach_record_domain_service.py: 示教记录管理。
    • vision: 视觉处理。
      • camera_domain_service.py: 相机图像流处理。
      • recognition_domain_service.py: 视觉识别结果处理。
  • utils (domain/utils): 领域层通用工具。
    • message_decoder.py / message_encoder.py: 协议解析工具。
    • kinematic_utils.py: 运动学数学工具。
    • image_drawing_utils.py: 图像绘制工具。
  • value_objects (domain/value_objects): 不可变的值对象。
    • robot_state_snapshot.py: 机器人状态快照。
    • dh_param.py: DH 参数配置。
    • hand_eye_calibration_config.py: 标定配置。

4. Infrastructure (基础设施层)

目录路径: src/controller/controller/infrastructure

与外部世界的连接器。提供技术实现细节。

  • communication (infrastructure/communication): 通信基础设施。
    • serial_adapter.py: pyserial 适配器。
    • serial_reader.py / serial_writer.py: 串口读写线程实现。
    • port_scanner.py: 串口扫描工具。
  • persistence (infrastructure/persistence): 数据持久化仓储 (Repository)。
    • trajectory_repository.py: 轨迹文件存取。
    • record_repository.py: 示教记录存取。
    • motion_plan_repository.py: 运动计划存取。
    • hand_eye_calibration_repository.py: 标定参数存取。
  • external / hardware: （预留）外部库适配与硬件驱动。

5. Presentation (展示层)

目录路径: src/controller/controller/presentation

用户交互界面。采用 MVVM 模式。

  • components (presentation/components): 可复用的 UI 组件（按功能模块分类）。
    • 包含 camera, display, dynamics, effector, main, motion_planning, settings, status, tools 等子目录。
  • gui (presentation/gui): 主窗口实现。
    • main_window.py: 应用程序主窗口组装。
  • view_models (presentation/view_models): 视图模型，连接 UI 与 Application/Domain。
    • main_view_model.py: 主视图模型。
    • control_view_model.py: 控制逻辑视图模型。
    • camera_view_model.py: 相机视图模型。
    • dynamics_view_model.py: 动力学视图模型。
    • status_view_model.py: 状态显示视图模型。
    • ... (以及其他功能对应的 ViewModel)

6. Shared (共享层)

目录路径: src/controller/controller/shared

跨层通用的工具与配置。

  • config (shared/config): 全局代码配置。
    • di_container.py: 依赖注入 (DI) 容器实现。
    • service_registry.py: 服务注册与组装逻辑。