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docs: split EM rolling plan into four phases

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梁薄云
2026-08-05 17:00:54 +08:00
parent e0ccc0c9d3
commit 6c2f4066c8
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docs/superpowers/plans/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-four-phase-roadmap.md
+213
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@@ -0,0 +1,213 @@
# EM 纵向滚动规划四阶段执行路线图
日期：2026-08-05
## 目标
把原有的 10 个实现任务拆成 4 个可以在不同 Codex 窗口中依次完成的阶段。每个阶段必须独立验证、记录实际结果，并根据真实代码状态生成下一阶段的精细提示词。
本路线图只负责阶段划分和跨窗口交接。技术设计与逐步实现细节仍以下列文件为准：
- 设计规格：`docs/superpowers/specs/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-planning-design.md`
- 十任务实施计划：`docs/superpowers/plans/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-planning.md`
如三份文档发生冲突，设计规格决定行为语义，十任务实施计划决定具体实现步骤，本路线图决定阶段边界和停止位置。
## 不可破坏的全局约束
- `DistanceHorizonMeters` 是 LS 空间前视范围，不是车辆在一个 ST 周期内必须走完的距离。
- `TimeHorizonSeconds` 是单次 ST 优化覆盖的未来时间，不是观察循环周期。
- 只有真实 `Goal` 或 `GearSwitchApproach` 边界允许触发精确停车。
- `RollingContinuation` 和 `ApproachStopBoundary` 不得被强制设置末速度为零。
- `ExactStopAtBoundary` 必须在 QP 时间范围结束前达到 `S=S_end、U=0、A=0`，并在 QP 内至少保留一个完整 `OutputTimeStepSeconds` 的静止稳定区间。
- 不通过放宽速度、加速度、jerk、QP 残差或轨迹发布验证阈值掩盖逻辑错误。
- `OBSERVE_ONLY` 必须保持不变。本路线图不授权增加底盘命令、轨迹跟踪器或超时看门狗。
- 工作树内已有且与本任务无关的修改全部视为用户资产。禁止清理、回退或提交这些修改。
- 每次只实施当前阶段；完成交接文件后立即停止，不得提前执行下一阶段。
## 阶段总览
| 阶段 | 原计划任务 | 核心结果 | 阶段验收 |
|---|---:|---|---|
| 1. 纵向基础与窗口语义 | 1–2 | jerk 受限停车数学、三种纵向模式、空间窗口与真实停车边界分离、输入与配置验证 | `foundation`、`longitudinal-model` |
| 2. ST 优化核心 | 3–5 | 模式化速度包络、条件化 QP 终端约束、独立解验证、按模式生成初始解 | `longitudinal-model`、`longitudinal-integration` |
| 3. 发布与跨周期连续性 | 6–7 | 条件化轨迹采样、停车锚点和稳定尾段、发布验证、上一周期轨迹软参考 | `trajectory`、`em-planning-service`、`coordinator`、`executor` |
| 4. 端到端集成与诊断 | 8–10 | 模式流转、多周期 Goal/GearSwitch 回归、MovementTest 诊断、全量回归和目标机 OSQP 验证 | `em-core-all`、观察测试、构建、目标机探针 |
## 阶段一：纵向基础与窗口语义
对应十任务计划中的 Task 1 和 Task 2。
### 实施范围
- 新建完整 jerk 受限停车数学，统一停车距离、停车时间、末速度和末加速度语义。
- 新建 `EmLongitudinalMode`：
- `RollingContinuation`
- `ApproachStopBoundary`
- `ExactStopAtBoundary`
- 新建 `LongitudinalTerminalSchedule`，计算精确停车稳定尾段的起始 knot。
- 让 `PlanningHorizonSelector` 分离：
- LS 空间窗口末端；
- 真实 Goal/GearSwitch 停车边界；
- 当前纵向模式。
- 扩展 `LongitudinalPlanningInput` 和请求验证，拒绝不一致的模式、边界和稳定时间配置。
### 允许修改的主要文件
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Contracts/EmLongitudinalMode.cs`
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/JerkLimitedStoppingMath.cs`
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/LongitudinalTerminalSchedule.cs`
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/PathSpeedLimitBuilder.cs`
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Segmentation/PlanningHorizonSelector.cs`
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/LongitudinalPlanningInput.cs`
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Validation/EmPlanningRequestValidator.cs`
- `ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Facade/EmPlanningService.cs`
- `ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/LongitudinalModelChecks.cs`
- `ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/FoundationChecks.cs`
若编译修复必须触及直接调用者，可以进行最小兼容修改，但必须在阶段交接中逐项解释。
### 完成条件
```powershell
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- foundation
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- longitudinal-model
```
两项均须输出 `PASS`。阶段内按原十任务计划保留 Task 1、Task 2 两个独立提交。
## 阶段二：ST 优化核心
对应十任务计划中的 Task 3、Task 4 和 Task 5。
### 实施范围
- 按纵向模式构造 PathS 速度包络。
- Rolling 模式的局部路径末端不再出现人为零速边界。
- 仅为 `ExactStopAtBoundary` 添加停车位置、速度、加速度以及稳定尾段硬约束。
- 让 QP 行数、上下界和验证器随模式与稳定尾段 knot 数量变化。
- 使用与 QP 相同的恒 jerk 离散动力学做精确停车可达性验证。
- 为 Rolling、ApproachStop 和 ExactStop 构造各自合理的初始解和外层迭代行为。
### 阶段输入
- 阶段一完成后的提交。
- `docs/superpowers/handoffs/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-1.md`。
- 阶段一生成的阶段二精细提示词。
### 完成条件
```powershell
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- longitudinal-model
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- longitudinal-integration
```
两项均须输出 `PASS`，并保留 Task 3、Task 4、Task 5 的独立提交边界。
## 阶段三：轨迹发布与跨周期连续性
对应十任务计划中的 Task 6 和 Task 7。
### 实施范围
- 在轨迹元数据中保存纵向模式和真实停车边界身份。
- Rolling 和 ApproachStop 只发布时间范围内的运动轨迹，不追加虚假零速保持点。
- ExactStop 发布 QP 内部静止稳定段，并按配置追加外部零速保持点。
- 轨迹验证器按模式检查终端状态，同时保持普通运动学、碰撞和边界验证。
- 将上一条已发布轨迹按绝对时间重采样，并映射到新路径的 PathS，作为软参考而不是硬约束。
### 阶段输入
- 阶段二完成后的提交和交接文档。
- 阶段二根据实际结果生成的阶段三精细提示词。
### 完成条件
至少运行并通过：
```powershell
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- trajectory
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- em-planning-service
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- coordinator
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- executor
```
保留 Task 6 和 Task 7 的独立提交边界。
## 阶段四：端到端集成与实测诊断
对应十任务计划中的 Task 8、Task 9 和 Task 10。
### 实施范围
- 完成 `RollingContinuation → ApproachStopBoundary → ExactStopAtBoundary` 的服务流转。
- 覆盖真实 Goal、GearSwitchApproach、多周期滚动和停车稳定尾段。
- 完善 MovementTest 终端/UI 诊断，但继续保持 `OBSERVE_ONLY`。
- 更新 EMPlanner 文档。
- 完成全量回归、构建和目标运行环境中的 OSQP 探针。
### 阶段输入
- 阶段三完成后的提交和交接文档。
- 阶段三根据实际结果生成的阶段四精细提示词。
### 完成条件
严格执行十任务计划 Task 10 中列出的全部验证命令。至少包含：
```powershell
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- em-core-all
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- coordinator
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- executor
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- trajectory-observation
dotnet build ClumsyPilot/ClumsyPilot.csproj
```
目标机 OSQP 验证必须在实际部署/测试机器上运行；若当前窗口不在目标机，只能明确记录为“待目标机验证”，不得声称已通过。
## 跨窗口交接协议
### 每个阶段开始时
1. 阅读设计规格、十任务计划、本路线图、上一阶段交接文件和当前阶段提示词。
2. 运行 `git status --short` 和 `git log -8 --oneline`，记录阶段开始基线。
3. 确认上一阶段要求的提交存在；若不存在或测试不通过，先停止并报告，不得假设已完成。
4. 只执行当前阶段对应的原计划任务。
### 每个阶段结束时
1. 重新运行本阶段全部验收命令，不能只引用较早的结果。
2. 检查每个提交只包含当前任务文件，不得使用 `git add .` 或 `git add -A`。
3. 创建交接文件：
`docs/superpowers/handoffs/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-N.md`
4. 交接文件必须记录：
- 阶段开始和结束提交；
- 每个任务的提交号；
- 实际修改和新增的文件；
- 新增或改变的公开/内部接口；
- 每条验证命令、退出码和关键输出；
- 未解决问题、目标机限制和与计划的偏差；
- 下一阶段必须继承的具体事实。
5. 根据交接文件和当前仓库状态创建下一阶段提示词：
`docs/superpowers/prompts/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-(N+1).md`
6. 下一阶段提示词不得只写“继续原计划”，必须包含实际提交号、实际接口、准确任务边界、允许修改文件、测试命令、提交边界和完成后的交接要求。
7. 提交交接文件与下一阶段提示词，然后停止，不执行下一阶段代码。
阶段四没有下一阶段提示词，改为生成最终验收报告：
`docs/superpowers/handoffs/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-final.md`
## 阶段状态
- [ ] 阶段一：纵向基础与窗口语义
- [ ] 阶段二：ST 优化核心
- [ ] 阶段三：轨迹发布与跨周期连续性
- [ ] 阶段四：端到端集成与实测诊断
当前入口提示词：`docs/superpowers/prompts/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-1.md`
docs/superpowers/prompts/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-1.md
+235
View File
@@ -0,0 +1,235 @@
# 新窗口执行提示词：EM 纵向滚动规划阶段一
请在一个新的 Codex 窗口中完整粘贴本文件内容，或明确要求 Codex 读取并执行本文件。
---
你现在要在仓库 `D:\Users\Desktop\项目\prakrobot\ParkingRobot` 中执行 EM 纵向滚动轨迹规划修复的**阶段一：纵向基础与窗口语义**。
这是一项代码实施任务，不是重新讨论方案。设计已经确认。本窗口只能完成阶段一，对应原十任务计划中的 Task 1 和 Task 2；完成阶段验收、交接文件和阶段二提示词后必须停止，不得继续实现 Task 3。
## 必须使用的工作方法
1. 首先使用 `executing-plans` skill 执行现有计划。
2. 实现每个 bugfix/feature 时使用 `test-driven-development`：先写失败测试、运行确认失败原因正确，再做最小实现、重新运行确认通过。
3. 遇到非预期编译错误、测试失败或行为不一致时，先使用 `systematic-debugging` 查明根因，不得盲目放宽阈值。
4. 声称阶段完成前必须使用 `verification-before-completion`，重新运行全部阶段验收命令。
5. 不需要重新 brainstorming；已经批准的设计规格是行为依据。
## 必读文件
开始实施前完整阅读：
- `docs/superpowers/specs/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-planning-design.md`
- `docs/superpowers/plans/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-planning.md`
- `docs/superpowers/plans/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-four-phase-roadmap.md`
在十任务计划中，本窗口只能执行：
- Task 1：完整 jerk 受限停车数学
- Task 2：纵向模式、空间窗口和输入契约
计划中的代码片段是实施基线，但在应用前必须与当前仓库接口核对；若代码已发生变化，应做保持设计语义的最小适配，并在交接文件中记录差异。
## 开始前基线检查
依次执行并记录结果：
```powershell
git branch --show-current
git status --short
git log -8 --oneline
git show --stat --oneline e0ccc0c
git show --stat --oneline e608299
```
预期当前分支为 `trajplanner`，并且至少能找到：
- `e0ccc0c docs: plan EM longitudinal rolling implementation`
- `e608299 docs: require stabilized EM stop terminals`
仓库当前存在大量与本任务无关的用户修改。必须遵守：
- 不运行 `git reset --hard`、`git checkout -- .`、`git clean` 或任何等价清理命令。
- 不回退、不格式化、不移动与阶段一无关的文件。
- 不使用 `git add .` 或 `git add -A`。
- 提交前使用 `git diff --cached --name-only` 核对暂存区。
- 如果阶段一目标文件本身已有未提交修改，先检查并保留用户内容，在其基础上最小集成；不能直接覆盖。
## 不可改变的行为语义
- `DistanceHorizonMeters` 只决定 LS 可以查看的空间长度。
- `TimeHorizonSeconds` 只决定一次 ST 优化的未来时间范围。
- 局部空间窗口末端不是停车点。
- 只有真实 `Goal` 或 `GearSwitchApproach` 才是停车边界。
- 纵向模式必须显式区分：
- `RollingContinuation`
- `ApproachStopBoundary`
- `ExactStopAtBoundary`
- 精确停车最终要支持在 QP 内达到 `S=S_end、U=0、A=0`，并至少保留一个完整 `OutputTimeStepSeconds` 的静止稳定区间。
- `ZeroSpeedHoldSeconds` 是 QP 时间范围之后的发布保持段，不能从 `TimeHorizonSeconds` 中扣除。
- 不得通过放宽 jerk、加速度、求解残差或轨迹验证阈值规避问题。
- 保持 `OBSERVE_ONLY`；不得增加任何底盘控制下发。
## Task 1：完整 jerk 受限停车数学
严格按照十任务计划 Task 1 的 TDD 步骤实施。
### 文件范围
- 新建：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/JerkLimitedStoppingMath.cs`
- 修改：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/PathSpeedLimitBuilder.cs`
- 测试：`ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/LongitudinalModelChecks.cs`
### 必须产生的接口
- `JerkLimitedStoppingMath.TryCalculate(double, double, double, double, out JerkLimitedStoppingProfile, out string)`
- `JerkLimitedStoppingMath.MaximumInitialSpeedForDistance(double, double, double, double, double)`
- `JerkLimitedStoppingMath.CalculateMaximumStoppedDistance(double, double, double, double, double, double, double)`
- `JerkLimitedStoppingProfile`，至少表达停车距离、持续时间、末速度和末加速度。
停车数学必须使用与 ST QP 一致的恒 jerk 离散/分段动力学，能够覆盖初始正加速度、初始负加速度、三角形和梯形减速度轮廓，最终同时释放到零速度和零加速度。
### 红灯和绿灯命令
```powershell
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- longitudinal-model
```
先证明新增测试因缺少新能力而失败；实现后必须得到 `PASS longitudinal-model`。
### Task 1 提交
只暂存 Task 1 文件，核对暂存区后提交：
```powershell
git add -- ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/JerkLimitedStoppingMath.cs ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/PathSpeedLimitBuilder.cs ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/LongitudinalModelChecks.cs
git diff --cached --name-only
git commit -m "feat: add complete jerk-limited stopping math"
```
## Task 2：纵向模式、空间窗口和输入契约
Task 1 提交并通过测试后，严格按照十任务计划 Task 2 的 TDD 步骤实施。
### 文件范围
- 新建：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Contracts/EmLongitudinalMode.cs`
- 新建：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/LongitudinalTerminalSchedule.cs`
- 修改：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Segmentation/PlanningHorizonSelector.cs`
- 修改：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/LongitudinalPlanningInput.cs`
- 修改：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Validation/EmPlanningRequestValidator.cs`
- 修改：`ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Facade/EmPlanningService.cs`
- 测试：`ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/LongitudinalModelChecks.cs`
- 测试：`ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/FoundationChecks.cs`
### 必须产生的接口和行为
- `EmLongitudinalMode` 三种模式。
- `LongitudinalTerminalSchedule.GetStabilizationStartIndex(IReadOnlyList<double>, double)`。
- `PlanningHorizonSelection` 显式保存：
- `WindowEndReferenceS`
- `WindowEndBoundaryType`
- `LongitudinalMode`
- `StopBoundaryReferenceS`
- `HasStopBoundary`
- `LongitudinalPlanningInput` 分离路径上界、真实停车边界和纵向模式。
- 选择顺序必须是：
1. 识别当前方向段的真实边界；
2. 用 Task 1 的完整 jerk 模型检查最小停车距离；
3. 只用 `DistanceHorizonMeters` 截取 LS 空间窗口；
4. 真实边界不在窗口内时选择 `RollingContinuation`；
5. 边界已在窗口内但本次时间范围无法形成稳定停车时选择 `ApproachStopBoundary`；
6. 能在时间范围内停车并留出内部稳定区间时选择 `ExactStopAtBoundary`。
- `EmPlanningRequestValidator` 必须检查前视停车余量、时间步、时间范围和内部稳定区间组合，不允许无效配置进入求解器。
### 红灯和绿灯命令
```powershell
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- longitudinal-model
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- foundation
```
先证明模式/属性/行为测试失败；实现并更新所有直接构造调用后，必须得到：
```text
PASS foundation
PASS longitudinal-model
```
### Task 2 提交
只暂存 Task 2 文件，核对暂存区后提交：
```powershell
git add -- ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Contracts/EmLongitudinalMode.cs ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/LongitudinalTerminalSchedule.cs ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Segmentation/PlanningHorizonSelector.cs ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Longitudinal/LongitudinalPlanningInput.cs ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Validation/EmPlanningRequestValidator.cs ClumsyPilot/ParkrobTrajplanner/EMPlanner/Facade/EmPlanningService.cs ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/LongitudinalModelChecks.cs ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/FoundationChecks.cs
git diff --cached --name-only
git commit -m "feat: separate rolling horizons from stop boundaries"
```
若为修复编译必须改动直接调用者，使用明确路径单独加入，并在提交前解释原因；仍然禁止把其他脏文件带入提交。
## 阶段一最终验收
Task 1 和 Task 2 完成后，从当前代码状态重新运行，不得引用之前的测试输出：
```powershell
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- foundation
dotnet run --project ClumsyPilot/tests/EMPlannerVerificationHost/EMPlannerVerificationHost.csproj -- longitudinal-model
git diff --check
git log -5 --oneline
git status --short
```
验收时同时人工确认：
- 普通 5 m 局部窗口不会因为 `TimeHorizonSeconds=2s` 而被解释为必须在两秒内走完 5 m。
- Rolling 局部窗口末端不再具有“停车边界”身份。
- Goal/GearSwitch 边界进入窗口但暂时无法稳定停车时是 `ApproachStopBoundary`，不是失败，也不是强制零速。
- 精确停车模式为至少一个 QP 内部静止时间步保留了明确的调度信息。
## 阶段结束交接——必须执行
验收通过后使用 `writing-plans`，根据**实际提交和实际接口**完成以下两份文件：
1. 阶段一交接：
`docs/superpowers/handoffs/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-1.md`
2. 阶段二精细提示词：
`docs/superpowers/prompts/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-2.md`
阶段一交接必须包含：
- 开始基线提交和结束提交；
- Task 1、Task 2 各自的提交号；
- 实际修改/新增文件；
- 最终接口签名和与原计划不同之处；
- 全部验证命令、退出码和关键 PASS 输出；
- 遗留问题、未验证内容和目标机限制；
- 阶段二可依赖的明确事实。
阶段二提示词必须：
- 引用阶段一真实提交号和交接文件；
- 只覆盖原计划 Task 3～5；
- 明确速度包络、QP 条件终端约束、解验证、初始解和外层迭代的文件范围；
- 要求 TDD，并列出 `longitudinal-model` 与 `longitudinal-integration` 验收命令；
- 保留 Task 3、Task 4、Task 5 的独立提交边界；
- 要求阶段二结束后生成阶段二交接和阶段三提示词；
- 重复工作树保护、全局行为语义和 `OBSERVE_ONLY` 限制。
只暂存这两份交接文档，并提交：
```powershell
git add -- docs/superpowers/handoffs/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-1.md docs/superpowers/prompts/2026-08-05-em-longitudinal-rolling-phase-2.md
git diff --cached --name-only
git commit -m "docs: hand off EM rolling planning phase one"
```
提交后输出一个简短阶段报告，包含两个功能提交、交接提交和两项验收结果，然后**立即停止**。不要开始 Task 3，也不要在本窗口实施阶段二。
---
以上内容是本窗口的完整授权范围。