精简仓库结构并增强任务链路：归档双目可选后端、新增LOS判据与自定义返航
归档 legacy/：stereo_yolo/stereo_ranger/target_tracker 三包 + 175 条测试 + demo/配置/权重/三份规格；运行链路不再依赖，默认 pytest 446 条，归档测试按需运行。 目标有效性第二判据改为 LOS 运动学一致性（pod_bridge/los_consistency.py），删除 require_vision；pod_locked() 叠加该判据，状态机随之后退重搜。 自定义返航（task_runner/return_home.py）：保持转场高度回起飞点 → 恢复初始航向 → 垂直降落，不再爬 RTL_RETURN_ALT；未起飞/无起飞点/超时/异常仍退回 PX4 原生 RTL。 任务链安全兜底：主循环异常→紧急返航、stop 幂等、landing_stop 保留遥测、in_air 流复用+超时、解锁/起飞与吊舱识别仅执行一次、rtl_timeout 上限。 入口共享件拆到 utils/sitl_support.py；pod_sitl_test.py→l1_sitl_test.py；删除旧架构 test.py；相机脚本移入 tools/。 新增 .gitignore 并剔除历史误跟踪的 59 个 .pyc；requirements 按实际依赖重写；文档全面对齐，新增 legacy/README.md 与 tools/README.md。
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keita
+115
-13
@@ -33,6 +33,8 @@ from visual_track_control.types import (ControlMode, ControlSnapshot,
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from .config import BridgeConfig
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from .ground_link import GroundTarget
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from .guidance import GuidanceInput, GuidanceLaw
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from .los_consistency import (LosConsistencyConfig, LosConsistencyMonitor,
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LosStatus)
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from .pod_serial import PodLink, PodSerial
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from .protocol import (CarrierAttitude, ControlCommand, TargetGeo, Telemetry,
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encode_attitude, encode_control)
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@@ -49,23 +51,39 @@ class PodBridge:
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"""px4：Px4Gateway（或等价 mock）；pod：PodLink（PodSerial 或内存 FakePod）。"""
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def __init__(self, cfg: BridgeConfig, px4: Px4Gateway, pod: PodLink,
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now_ms_fn=_monotonic_ms, vision_target_fn=None,
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now_ms_fn=_monotonic_ms,
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ground_target_fn=None) -> None:
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self._cfg = cfg
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self._px4 = px4
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self._pod = pod
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self._now_ms = now_ms_fn
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self._vision_target_fn = vision_target_fn # §2.3 第二判据（可选，S3+ 接入我方视觉）
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self._ground_target_fn = ground_target_fn # 地面注入坐标访问器（A2，无激光替代表4）
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self._use_heading_servo = cfg.heading_servo.enabled # 运行时控制律选择（A3 状态机切换）
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self._guidance = GuidanceLaw(cfg.guidance)
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self._tracking = TrackingControlLaw(cfg.tracking) # L1 航向伺服（方案 §0）
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# 目标有效性第二判据：LOS 运动学一致性（取代已废弃的 require_vision）
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hs = cfg.heading_servo
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self._los_monitor = LosConsistencyMonitor(LosConsistencyConfig(
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enabled=hs.los_consistency_enabled,
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window_ms=hs.los_window_ms,
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min_yaw_change_deg=hs.los_min_yaw_change_deg,
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max_residual_deg=hs.los_max_residual_deg))
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self._los_consistent = True # 最近一次一致性判定（公共门控用）
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self._los_logged_ok = True # 日志：只在判定翻转时打印
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self._attitude_period_ms = max(
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1, int(round(1000.0 / cfg.link.attitude_downlink_hz)))
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self._last_attitude_ms: Optional[int] = None
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||||
# 生效律周期：step() 被外部以更高频率调用时（任务编排器统一 20Hz，而
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# L2 引导律配置为 10Hz），按此节流，避免 dt 相关项/限幅被以双倍速率推进。
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||||
self._law_period_ms = max(
|
||||
1, int(round(1000.0 / max(1e-6, self._active_frequency_hz()))))
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||||
self._last_law_ms: Optional[int] = None
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self._last_law_output = None # 节流期内重发的上一拍输出
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||||
self._latest_target = None # (TargetGeo, time_ms)
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self._latest_telemetry = None # (Telemetry, time_ms)
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||||
self._step_failures = 0 # run() 连续异常计数（告警节流用）
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self._stopped = False # stop() 幂等标志（真机实测：RTL 与收尾会各调一次）
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self._landing_stopped = False # 是否已为降落退出 offboard（遥测仍保留）
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# --- 生命周期 -----------------------------------------------------------
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||||
async def start(self) -> bool:
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||||
@@ -74,13 +92,22 @@ class PodBridge:
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||||
if not await self._px4.start_offboard():
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||||
logger.error("[Bridge] offboard 启动失败，桥接未运行")
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||||
return False
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||||
self._stopped = False
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||||
logger.info("[Bridge] 启动：引导 %.1fHz，姿态下发 %.1fHz",
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self._cfg.guidance.frequency_hz,
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||||
self._cfg.link.attitude_downlink_hz)
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||||
return True
|
||||
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||||
async def stop(self) -> None:
|
||||
"""安全停机：先零速刹车，再停 offboard / 遥测 / 串口。"""
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||||
"""安全停机：先零速刹车，再停 offboard / 遥测 / 串口。
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||||
|
||||
幂等：任务编排器在进入 RTL 时停一次，收尾 `_teardown` 还会再停一次
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||||
（真机在环实测确认）。重复执行会二次关闭串口、二次停 offboard，
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||||
在 MAVSDK/串口驱动上产生无意义告警，故第二次直接返回。
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||||
"""
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||||
if self._stopped:
|
||||
return
|
||||
self._stopped = True
|
||||
try:
|
||||
await self._px4.send_brake_hover(self._now_ms())
|
||||
finally:
|
||||
@@ -91,6 +118,20 @@ class PodBridge:
|
||||
self._tracking.reset()
|
||||
logger.info("[Bridge] 已停止")
|
||||
|
||||
async def landing_stop(self) -> None:
|
||||
"""降落前停机：零速刹车 + 退出 offboard，但**保留遥测与串口**。
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||||
|
||||
与 `stop()` 的差别：交给飞控 `land()` 之后仍需遥测来判定落地、记录高度
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||||
曲线。若此时就 `stop_telemetry()`，落地段的遥测会冻结在最后高度（SITL
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||||
实测：日志停在 5m，看不到下降）。完整清理留给收尾 `stop()`。
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||||
"""
|
||||
try:
|
||||
await self._px4.send_brake_hover(self._now_ms())
|
||||
finally:
|
||||
await self._px4.stop_offboard()
|
||||
self._landing_stopped = True
|
||||
logger.info("[Bridge] 已退出 offboard（保留遥测用于落地判定）")
|
||||
|
||||
# --- 主循环 -------------------------------------------------------------
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||||
async def run(self, stop_event: asyncio.Event) -> None:
|
||||
"""按引导频率循环 step()，直到 stop_event 置位。
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||||
@@ -133,8 +174,16 @@ class PodBridge:
|
||||
self._use_heading_servo = enabled
|
||||
if enabled:
|
||||
self._tracking.reset()
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||||
# 进入 L1：LOS 一致性历史从零开始（避免上一段跟踪的样本污染本次判定）
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||||
self._los_monitor.reset()
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||||
self._los_consistent = True
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||||
self._los_logged_ok = True
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||||
else:
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||||
self._guidance.reset()
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||||
# 切律后按新律频率重算节流周期，并允许立即出第一拍
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||||
self._law_period_ms = max(
|
||||
1, int(round(1000.0 / max(1e-6, self._active_frequency_hz()))))
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||||
self._last_law_ms = None
|
||||
|
||||
async def step(self, now_ms: int):
|
||||
"""单控制周期（显式传入时钟，便于确定性单测）。返回 ControlOutput。
|
||||
@@ -142,19 +191,43 @@ class PodBridge:
|
||||
按运行时选择的控制律在 L1（TrackingControlLaw，吊舱角度直入）与
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||||
L2（GuidanceLaw，表4/注入坐标地理引导）间切换（方案 §7）。
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||||
"""
|
||||
# 链路维持先做：poll 吊舱 + 按 link.attitude_downlink_hz 下发表3 姿态。
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||||
# 这两件事与生效律频率无关（吊舱解算依赖 表3，目标门控依赖遥测新鲜度）。
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||||
self._ingest_pod_frames(now_ms)
|
||||
|
||||
own = self._px4.own_state()
|
||||
self._downlink_attitude(own, now_ms)
|
||||
|
||||
# 生效律节流：外部（任务编排器）统一 20Hz 调用，而 L2 引导律配置为 10Hz。
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||||
# 未到下一拍时**重发上一拍输出**（而非刹车），否则会与本拍的 GOTO 指令打架。
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||||
if (self._last_law_ms is not None
|
||||
and now_ms - self._last_law_ms < self._law_period_ms
|
||||
and self._last_law_output is not None):
|
||||
await self._dispatch(self._last_law_output, now_ms)
|
||||
return self._last_law_output
|
||||
|
||||
self._last_law_ms = now_ms
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||||
if self._use_heading_servo:
|
||||
out = self._tracking.update(self._build_snapshot(own, now_ms), now_ms)
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||||
else:
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||||
out = self._guidance.update(
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||||
self._build_guidance_input(own, now_ms), now_ms)
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||||
await self._dispatch(out, now_ms)
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||||
self._last_law_output = out
|
||||
return out
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||||
|
||||
async def search_step(self, now_ms: int, yaw_rate_dps: float) -> None:
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||||
"""搜索周期（SEARCH 态）：只维持链路与心跳 + 原地偏航扫视，不出控制律。
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||||
|
||||
之所以不让 SEARCH 走 step()：该态既不用 L2 地理引导（已在参考点，再发
|
||||
速度会漂离），也不用 L1（还没锁定目标，控制律会判丢输出刹车）。此处
|
||||
**仍要 poll 吊舱并下发表3 姿态**——否则搜索期间吊舱遥测超龄、锁定位永远
|
||||
不新鲜，搜到目标也切不进 TRACK。
|
||||
"""
|
||||
self._ingest_pod_frames(now_ms)
|
||||
own = self._px4.own_state()
|
||||
self._downlink_attitude(own, now_ms)
|
||||
await self._px4.send_yaw_rate(yaw_rate_dps)
|
||||
|
||||
# --- 吊舱侧 -------------------------------------------------------------
|
||||
def _ingest_pod_frames(self, now_ms: int) -> None:
|
||||
for frame in self._pod.poll():
|
||||
@@ -239,16 +312,24 @@ class PodBridge:
|
||||
return target
|
||||
|
||||
def pod_locked(self, now_ms: int) -> bool:
|
||||
"""吊舱目标门控（公共接口，供编排层/状态机复用，A3）。"""
|
||||
return self._pod_locked(now_ms)
|
||||
"""目标门控（公共接口，供编排层/状态机复用，A3）。
|
||||
|
||||
= 吊舱 bit2 门控 **AND** LOS 运动学一致性判定。
|
||||
这样"bit2 粘滞但角度冻结"的幽灵目标会让状态机退出 TRACK 重新搜索，
|
||||
而不只是让控制律单方面刹车（否则状态机会一直以为还锁着）。
|
||||
"""
|
||||
return self._pod_locked(now_ms) and self._los_consistent
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||||
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||||
def _pod_locked(self, now_ms: int) -> bool:
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||||
"""吊舱目标门控：表2-2 遥测在 link.telemetry_timeout_ms 内、状态字节1
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||||
bit2=锁定、且（若 link.require_laser_valid）激光测距有效，才算目标有效。
|
||||
"""吊舱 bit2 门控（**不含** LOS 一致性，供内部合成本拍快照用）。
|
||||
|
||||
表2-2 遥测在 link.telemetry_timeout_ms 内、状态字节1 bit2=锁定、
|
||||
且（若 link.require_laser_valid）激光测距有效，才算"吊舱自报锁定"。
|
||||
|
||||
实测依据：部分吊舱目标丢失后**锁定位置位不复位**（脱靶量也没有无效标志位，
|
||||
恒为 0），仅凭 bit2 会朝过期坐标继续飞；激光无效时吊舱不解算目标经纬度，
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||||
故此兜底。无激光或激光恒无效的吊舱把 require_laser_valid 置 False。
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||||
更进一步的"角度是否活体"由 LOS 一致性判据在 _build_snapshot 里叠加。
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||||
|
||||
从未收到遥测 / 遥测超龄 / 搜索状态 / 激光无效 一律视为目标无效（宁可刹车）。"""
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||||
tel = self._latest_telemetry
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||||
@@ -293,17 +374,38 @@ class PodBridge:
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||||
alpha_deg = 0.0
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||||
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tracked = self._pod_locked(now_ms)
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# §2.3：require_vision 时需我方视觉作第二判据（bit2 粘滞兜底）。未接入视觉源
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# 时 fail-safe 为 False（无法确认 → 宁可刹车）。
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if tracked and hs.require_vision:
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||||
tracked = self._vision_target_fn() if self._vision_target_fn else False
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||||
# 第二判据：LOS 运动学一致性（独立于 bit2）。
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# 本吊舱无电机、相机刚性固连机体 → 机头转 Δψ 时真实目标的脱靶量必变 ≈−Δψ；
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||||
# 机头已明显转动而 β 不动 → 角度冻结/幽灵目标 → 当丢目标处理（fail-safe）。
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||||
# 仅在"吊舱自报锁定"期间喂样本；解锁即清历史，避免跨段污染。
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if tracked:
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status = self._los_monitor.update(
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||||
now_ms, math.degrees(own.yaw_rad), beta_deg)
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self._los_consistent = status.consistent
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if status.frozen:
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tracked = False
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if self._los_logged_ok:
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self._los_logged_ok = False
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||||
logger.warning(
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"[Bridge] 吊舱角度与机头转动不一致（Δψ=%.1f° Δβ=%.1f° "
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||||
"残差=%.1f°，超 %.1f°）→ 判为丢目标",
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||||
status.delta_yaw_deg, status.delta_beta_deg,
|
||||
status.residual_deg, hs.los_max_residual_deg)
|
||||
elif self._los_consistent and not self._los_logged_ok:
|
||||
self._los_logged_ok = True
|
||||
logger.info("[Bridge] 吊舱角度一致性恢复（残差 %.1f°）",
|
||||
status.residual_deg)
|
||||
else:
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self._los_monitor.reset()
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||||
self._los_consistent = True
|
||||
self._los_logged_ok = True
|
||||
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||||
return ControlSnapshot(
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track=TrackState(tracked=tracked),
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track_time_ms=t_ms, # 无遥测(t_ms=0) → 控制律判视觉超龄 → 降级
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los_beta_deg=beta_deg,
|
||||
los_alpha_deg=alpha_deg,
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||||
distance_valid=False, # L1 无距离（L2 换 stereo_ranger.forward_distance_m）
|
||||
distance_valid=False, # L1 无距离（距离源接入后改为可用，见 prompt 文档）
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||||
attitude_present=own.has_attitude,
|
||||
attitude_time_ms=own.time_ms,
|
||||
yaw_rad=own.yaw_rad,
|
||||
|
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