songhaoyu/code-test-drone
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code-test-drone/预定流程-操作指南.md
T
keita ded17d7995 实现预定流程全链路: 任务状态机 + 编排器 + 地面站 + 真机/SITL入口 
- utils/task_runner: 6态状态机(WAIT→ARM_TAKEOFF→GOTO(L2)→TRACK(L1)→APPROACH→RTL)
  + 编排器(快照采集/状态动作) + 双层日志(事件JSONL/遥测CSV) + 吊舱控制指令(0x07/0x0F/0x0E/0x08)
- pod_bridge: ground_link 地面坐标UDP注入(超龄判无效,无激光替代表4);
  set_heading_servo_enabled() 运行时L1/L2切换(切换即reset清积分防输出跳变);
  pod_locked 提为公共门控; config 新增 ground_inject 段
- virtual_pod 模拟吊舱(无电机语义) + verify_px4 增量④仅飞控验证 +
  pod_sitl_test L1 SITL全流程(飞行编排不塞进 run_bridge, 保持纯offboard闭环入口)
- 入口: task_runner_sitl(VirtualPod+虚拟目标, SITL端到端跑通约1m24s) /
  task_runner_real(真串口+UDP注入+吊舱控制)
- 地面站 ground_station: 坐标注入 + 状态可视化(Flask)
- S1标定回填(2026-10-09): beta_sign=+1 / alpha_sign=-1, 加标定回归测试守护
- 新增测试: task_runner x4 + ground_link/virtual_pod*/bridge/px4_gateway 增量; 全量 483 passed
- 文档: 预定流程(需求) + 预定流程-操作指南(操作/待办) + L1方案补S1结论与实现状态
2026-10-13 15:50:32 +08:00

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预定流程 · 操作指南与待办事项

更新日期：2026-10-12 覆盖：任务级状态机全链路（utils/task_runner/）＋ 地面站页面 ＋ 真机/仿真入口

本链路对应 预定流程.md 的「地面给坐标 → 天空解锁/接受坐标引导/追踪打击」， 已在 PX4 SITL 端到端跑通。架构与铁律见 .workbuddy/memory/MEMORY.md / ARCHITECTURE.md。

一、本次落地了什么

模块 文件 作用
任务状态机 utils/task_runner/state_machine.py 6 状态纯逻辑转移：WAIT→ARM_TAKEOFF→GOTO(L2)→TRACK(L1)→APPROACH→RTL
编排器 utils/task_runner/runner.py 状态机驱动 + 采集快照 + 状态动作（起飞/切律/返航）
日志模块 utils/task_runner/log.py 事件 JSONL + 遥测 CSV 双层结构化日志
吊舱控制 utils/task_runner/pod_control.py 真机吊舱识别/锁定指令（0x07/0x0F/0x0E/0x08）
地面注入 utils/pod_bridge/ground_link.py UDP 接收地面站坐标（超龄判无效）
SITL 入口 task_runner_sitl.py 仿真全流程（VirtualPod + 虚拟目标）
真机入口 task_runner_real.py 真串口吊舱 + UDP 注入 + 吊舱控制
地面站 ground_station/app.py + templates/index.html 坐标注入 + 状态可视化（Flask）

控制律本体复用既有 visual_track_control.TrackingControlLaw（L1 角度直入）与 pod_bridge.GuidanceLaw（L2 地理引导），运行时通过 bridge.set_heading_servo_enabled() 切换。

二、操作指南

2.1 纯软测试（无硬件，最快验证）

cd "D:/ProgramData/code_drone-test/utils"
"C:/Users/yimiao/.workbuddy/binaries/python/envs/drone-test/Scripts/python.exe" -m pytest -q
# 预期：483 passed

⚠ conda pytorch 环境缺 pytest（见 §三 待办 P2-2），测试用隔离 venv drone-test。

2.2 SITL 仿真全流程（独立模式，内置虚拟目标自动注入坐标）

前置：WSL 里启动 PX4 SITL（监听 14540）。

# 1. WSL 内启动 PX4 SITL
cd ~/PX4-Autopilot && make px4_sitl jmavsim

# 2. Windows 侧跑全流程（内置虚拟目标 home 北30m/东15m）
cd "D:/ProgramData/code_drone-test"
"D:/program file/conda/envs/pytorch/python.exe" task_runner_sitl.py --conn udp://:14540

预期：wait → arm_takeoff → goto → track → approach → rtl，全程约 1m24s。

2.3 SITL 仿真（地面站联动模式，坐标由地面站 UDP 注入）

# 终端 A：无人机（--ground-station 表示坐标走 UDP 接收，不再内置自动注入）
"D:/program file/conda/envs/pytorch/python.exe" task_runner_sitl.py --conn udp://:14540 --ground-station

# 终端 B：地面站页面
"D:/program file/conda/envs/pytorch/python.exe" ground_station/app.py --udp-port 14555 --log-dir logs
# 浏览器打开 http://127.0.0.1:5000，输入坐标点「注入坐标」

⚠ 地面站需持续发坐标（每 0.5~1s 一次），否则 ground_inject.timeout_ms（默认 5s） 超龄后 GOTO 判「坐标失效」返航。页面上手动点一次只发一次，联调时建议用脚本循环注入。

2.4 真机联调（增量流程，标定前不得实飞）

按顺序逐级验证，每级过了再进下一级：

级 动作 命令 通过判据
① 纯软单测 全量 pytest pytest -q 483 passed
② 串口回环 吊舱自环 台架工具 收发一致
③ 仅吊舱 干跑（不发 offboard） python utils/pod_bridge/run_bridge.py --config utils/config/pod_bridge.json --port /dev/ttyAMA0 --dry-run β→yaw_rate 符号/量级正确
④ 仅飞控 飞控遥测/offboard — 遥测新鲜、offboard 可启停
⑤ 地面联调 真机全流程 python task_runner_real.py --target-type 1 完整走完

真机全流程前置：

  1. 填 utils/config/pod_bridge.json 的 pod_serial.port（如 /dev/ttyAMA0）、px4.connection_string；
  2. 地面站往 ground_inject.port（默认 14555）持续发 {"lat":..,"lon":..,"alt":..}。

真机关键命令参数：

python task_runner_real.py --target-type 1        # 1=无人机，0=人/车
python task_runner_real.py --port /dev/ttyAMA0    # 覆盖吊舱串口
python task_runner_real.py --conn serial:///dev/ttyS1:57600   # 覆盖飞控连接串

2.5 硬件铁律（真机必读，来自厂商确认 + 实测）

  • 🔴 本吊舱无激光 → 表4 目标经纬度永不出，目标坐标必须走地面注入（ground_link）， guidance 吃注入坐标而非表4。
  • 0x0F「发现目标自动锁定」是常驻模式，0x0E 只停当前这次跟踪、不退出自动锁定； 只有 0x08 目标识别关 才真正退出识别。
  • bit2 锁定位在目标丢失后不复位，且脱靶量无无效标志位（丢失表现为 0）——单靠 bit2 会朝过期坐标继续飞，必须加第二判据（我方视觉，require_vision）。
  • 自动解锁（--auto-unlock）在本设备禁用（表4 恒不发导致误解锁），解锁一律用按键 u。

三、待办事项（按优先级）

P0（实飞前必须）

  • 真机增量验证：按 §2.4 的 ②~⑤ 逐级跑，尤其 ③ 干跑确认 β→yaw_rate 符号/量级。
  • 状态机参数标定：task_runner_real.py 里 build_sm_config() 的 switch_radius_m（GOTO→TRACK 切换半径）、center_threshold_deg（居中阈值）、 center_hold_s、takeoff_altitude_m 全是占位值，须台架标定后回填。
  • L1/L2 增益标定：pod_bridge.json 里 heading.gain、guidance.speed_kp/yaw_kp 等仍为占位，beta_sign/alpha_sign 已按 S1 标定（+1/-1），其余待标定。

P1（落地后尽快）

  • 摄像头可视化接真视频流：当前地面站是「脱靶量模拟视野」，真机需接吊舱视频流 （吊舱视频输出 → 采集 → 页面叠加追踪框）。
  • 任务级状态机配置 JSON 化：TaskStateConfig 目前是 dataclass 默认值 + 脚本内构造， 应外置到配置（铁律「配置全外置」）。
  • 地面站与 runner 状态实时打通：当前地面站读日志文件（秒级延迟），可改为 runner 直接 UDP 上报遥测到地面站（低延迟）。

P2（工程收尾）

  • 仓库补 .gitignore：logs/、__pycache__/、.codegraph/、models/*.pt、 stereo_calib_params.npz 等长期未跟踪项，提交时显式列路径、勿 git add .。
  • conda pytorch 回填 pytest：README 声明有 pytest 但实测缺失，测试目前走 隔离 venv drone-test；回填后使 README 与实际一致。
  • C++ 侧构建验证：reference-c++/target_tracker 与 visual_track_control 无 build/，若以 C++ 为验收基准需 cmake .. && make && ctest 跑 11 个测试。

四、关键配置速查（utils/config/pod_bridge.json）

段 关键字段 说明
pod_serial port 吊舱串口设备号（真机填 /dev/ttyAMA0）
px4 connection_string 飞控连接串（SITL udp://:14540，真机串口）
link require_laser_valid 无激光吊舱必须 false
heading_servo enabled / beta_sign / alpha_sign L1 开关 + 符号（±1，已标定 +1/-1）
ground_inject enabled / port / timeout_ms 地面坐标注入开关 / UDP 端口 / 超龄门限

五、一键命令汇总

# 测试
cd utils && "C:/Users/yimiao/.workbuddy/binaries/python/envs/drone-test/Scripts/python.exe" -m pytest -q

# SITL 独立全流程
"D:/program file/conda/envs/pytorch/python.exe" task_runner_sitl.py --conn udp://:14540

# SITL 地面站联动
"D:/program file/conda/envs/pytorch/python.exe" task_runner_sitl.py --conn udp://:14540 --ground-station
"D:/program file/conda/envs/pytorch/python.exe" ground_station/app.py --udp-port 14555 --log-dir logs

# 真机全流程（填好配置后）
"D:/program file/conda/envs/pytorch/python.exe" task_runner_real.py --target-type 1
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