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# MyParking 停车机器人
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[简体中文](README.md) | [English](README_en.md)
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## 重写路线与当前状态
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本仓库是停车机器人控制软件的重写版本，研发顺序保持为：
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1. 先实现单台停车机器人小车的基本功能；
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2. 在单车闭环稳定后逐步增加停车作业功能；
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3. 基于台架和实车数据优化轨迹跟踪方法；
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4. 最后再考虑多车通信、编队和协同控制。
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当前工作仍以**单车**为主，处于底盘联调、功能补充和跟踪实验阶段。多车配置位于 `MultiWheelC/PilotConfig.cs` 的 `#if false` 区域，`Shared/Fleet/FleetKinematics.cs` 仍是占位文件，不能视为多车能力已经实现。
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| 阶段 | 当前状态 | 说明 |
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| 1. 单车基本功能 | 联调中 | 已接入运动控制、MCU 通信、轮组反馈、急停 IO、电池、灯光、遥控和诊断代码，仍需持续实车验证 |
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| 2. 增加停车功能 | 部分开展 | 已提供夹臂控制、限位、报警和测试入口；轮胎识别、钻车和完整停车流程尚未实现 |
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| 3. 优化跟踪方法 | 已启动 | 已加入直线、圆弧、S 型、蟹行测试、实验 CSV 记录和 Python 绘图工具 |
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| 4. 多车场景 | 暂不实施 | 多车参数和预研内容未参与当前编译，当前版本不提供多车联动 |
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## 项目简介
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MyParking 是一个面向多轮停车机器人底盘的 C# 工程，覆盖上层运动动作、共享运动学、底层硬件适配和实验数据分析。
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核心模块：
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- `MultiWheelC`：Clumsy 上层（C 层）动作、轨迹跟踪、人工测试和实验记录；
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- `MedullaAdapter`：Medulla 下层（M 层）MCU、CAN、串口、轮组、夹臂、遥控和报警适配；
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- `Shared`：M/C 共享的二维坐标、底盘命令、坐标变换和多轮底盘适配（无独立 `.csproj`，由两端编译引入）；
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- `CommonUsage-MultiVehicleSync/commonusage`：仓库内的 `CommonUsage` 底盘公共库源码；
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- `data_process`：轨迹实验与舵轮响应的 Python 分析工具。
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仓库中没有 ROS/ROS 2、Docker 或 Web 仿真项目。插件由 Clumsy / Medulla 宿主加载，不能通过 `dotnet run` 独立启动。
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## 当前已接入能力
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| 模块 | 当前代码能力 |
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| 单车运动 | 直线、圆弧、S 型轨迹，前进、蟹行和原地旋转 |
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| 底盘命令 | `SendMotion`、`SendXYThSpeed` 和虚拟阿克曼测试后端 |
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| 模式切换 | 正常、蟹行、自转模式；切换时先停车、预转舵轮并等待到位 |
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| 跟踪控制 | 终点跟踪、直线跟踪、基于 Detour 的直线跟踪和蟹行运动坐标系跟踪 |
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| 夹臂 | 左右夹臂速度命令、位置反馈、软限位、驱动报警、实体/虚拟遥控和目标位置动作 |
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| MCU 通信 | 串口桥打开、复位、版本/状态查询、数字 IO、CAN/串口同步收发和异步回调 |
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| 驱动与反馈 | 8 个驱动电机和 4 个舵轮的命令、速度/位置/舵角反馈及远程帧状态 |
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| 车辆状态 | 急停、启停、抱闸、灯光、电池 SOC/SOH 和驱动使能状态 |
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| 诊断 | CAN 轮速事件与周期快照 CSV、轨迹实验 CSV、控制命令和 Detour 位姿记录 |
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以上表示代码和测试入口已经存在，不等同于所有工况均已完成实车验收。
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## 软件架构
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Clumsy 宿主
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│
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▼
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MultiWheelC ───────────────┐
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│ │
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▼ │ 实验 CSV
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Shared / CommonUsage ├──────────► data_process
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│ │
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▼ │
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Medulla 宿主 │
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│ │
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▼ │
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MedullaAdapter │
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│ P/Invoke │
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▼ │
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mcu_serial_bridge.dll │
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│ │
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▼ │
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MCU ─► CAN / Serial / IO ──┘
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```
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`MultiWheelC` 与 `MedullaAdapter` 生成插件类库，需由对应宿主加载。`CommonUsage` 是独立底盘库，不反向依赖 `Shared`、M 层或 C 层。
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## 坐标系与单位
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- `Shared` 统一使用 SI 单位：m、m/s、rad、rad/s。
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- 车体坐标系：X 向前、Y 向左、逆时针为正。
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- 旧接口单位只在边界处转换。
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- 角度归一化、最短角差和度弧度转换统一使用 `Shared/Mathematics/AngleMath.cs`。
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- 弧度归一化范围为 `[-π, π)`，度归一化范围为 `[-180°, 180°)`。
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- 车辆航向可用圆周最短角差；受 `[-120°, 120°]` 限制的机械舵角误差必须直接使用目标值减实际值。
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## 目录说明
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```text
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MyParking/
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├── build-and-package.ps1 # 官方构建与 M/C 打包脚本
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├── AGENTS.md # 协作与代码规范
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├── MultiWheelC/ # C 层动作、跟踪、测试和实验记录
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├── MedullaAdapter/ # M 层 MCU、CAN、轮组、夹臂、遥控和报警
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├── Shared/ # 共享模型、数学方法和底盘适配
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├── CommonUsage-MultiVehicleSync/
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│ └── commonusage/ # CommonUsage 公共底盘库源码
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├── ref/ # 构建生成的 CommonUsage.dll（勿手工覆盖）
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├── data_process/
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│ ├── 轨迹测试处理/ # 轨迹对比、误差、速度与角速度绘图
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│ └── 电机响应处理/ # 舵轮响应快照分析
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├── docs/
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│ ├── SteeringConstraintDesign.md # 舵轮限位设计讨论
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│ ├── chassis参考.json # 底盘参数样例
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│ ├── 测试方案.txt # 单车轨迹实验方案
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│ └── 记录.txt # 项目调试记录
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└── output/ # 打包输出（gitignore）
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├── M/ # MedullaAdapter.dll + CommonUsage.dll
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└── C/ # MultiWheelC.dll + CommonUsage.dll
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```
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仓库内没有根级 `ParkingRobot.sln`。唯一 solution 文件位于 `CommonUsage-MultiVehicleSync/commonusage/CommonUsageSln.sln`。
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## 开发环境与依赖
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- Windows 开发 / 实机运行环境；
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- Visual Studio 2022，或支持 .NET 8.0 和 .NET Standard 2.0 的 .NET SDK；
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- Python 环境，用于可选的实验数据绘图；
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- Clumsy / Medulla 内部框架程序集，位于各项目的 `ref` 目录；
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- 实机所需的 `mcu_serial_bridge.dll`，当前仓库中未包含该文件；
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- 能够加载 `MultiWheelC.dll` 和 `MedullaAdapter.dll` 的匹配版本宿主程序，当前仓库中未包含宿主。
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主要依赖：
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- `MultiWheelC`（`netstandard2.0`）：`Newtonsoft.Json 13.0.3`、`System.Numerics.Vectors 4.6.1`；
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- `MedullaAdapter`（`net8.0`）：无 NuGet PackageReference，依赖本地 `ref` 程序集；
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- `CommonUsage`（`netstandard2.0`）：`MQTTnet 4.3.7.1207`、`Newtonsoft.Json 13.0.3` 等；
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- `data_process`：见各子目录 `requirements.txt`。
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## 编译与打包
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在 `MyParking` 目录执行官方脚本（默认 Debug）：
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```powershell
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powershell -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File .\build-and-package.ps1
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```
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Release 构建：
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```powershell
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powershell -NoProfile -ExecutionPolicy Bypass -File .\build-and-package.ps1 -Configuration Release
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```
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脚本流程：
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1. 构建 `CommonUsage`，并将 `CommonUsage.dll` 复制到根目录 `ref/`；
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2. 构建 `MedullaAdapter` 和 `MultiWheelC`；
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3. 将 M/C 产物分别打包到 `output/M` 和 `output/C`，两边使用同一份 `CommonUsage.dll`。
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首次克隆或依赖变更后，如遇 `--no-restore` 失败，可先恢复依赖再打包：
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```powershell
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dotnet restore CommonUsage-MultiVehicleSync\commonusage\CommonUsage.csproj
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dotnet restore MedullaAdapter\MedullaAdapter.csproj
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dotnet restore MultiWheelC\MultiWheelC.csproj
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```
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主要中间输出：
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```text
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MedullaAdapter/build/Medulla/plugins/MedullaAdapter.dll
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MultiWheelC/build/Clumsy/MultiWheelC.dll
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```
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不要直接编辑 `bin`、`obj`、`build`、`output` 中的产物，也不要手工覆盖 `ref/CommonUsage.dll`。
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## 实车运行与 MCU 配置
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实车插件不能通过 `dotnet run` 独立启动，需要由匹配版本的 Clumsy / Medulla 宿主分别加载：
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```text
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output/C/MultiWheelC.dll
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output/M/MedullaAdapter.dll
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```
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宿主版本、部署目录和完整启动步骤尚未随仓库提供，待补充。
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当前源码中的 MCU 默认参数：
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| 参数 | 默认值 |
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| MCU 端口 | `COM4` |
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| MCU 连接波特率 | `1000000` |
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| CAN | 1 路，`500000 bit/s`，重试时间 `10 ms` |
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| 串口 | 3 路，`9600 bit/s`，接收帧时间 `10 ms` |
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| 电池通信端口索引 | `3` |
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| 自转最大角速度 | `30 deg/s` |
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| 轮速诊断目录 | `logs\wheel-speed` |
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`docs/chassis参考.json` 是底盘参数样例；源码中尚未发现自动加载该文件的入口，实车参数仍应以宿主实际配置为准。
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实机测试前必须确认端口、车号、舵轮零位与限位、速度单位、驱动方向、夹臂限位和急停链路。建议先架空驱动轮或在隔离区域低速、短距离测试，并保留独立可靠的物理急停，不能只依赖软件停车。
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## 单车测试入口
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`MultiWheelC/MovementTests.cs` 当前注册：
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- `准备：四个舵轮与车头方向一致`
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- `SendMotion：连续前进4m`
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- `SendXYThSpeed：原地自转90°`
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- `SendXYThSpeed：原地自转180°`
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- `SendMotion：左转90°半径2m圆弧`
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- `SendMotion：蟹行直线4m`
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- `SendMotion：蟹行左转90°半径2m圆弧`
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- `SendMotion：4m S型曲线`
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- `夹臂关闭测试`
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- `夹臂启动测试`
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这些测试由 Clumsy 宿主的测试界面执行，并不是 `dotnet test` 自动化测试。运动测试会按配置记录实验编号、参考轨迹、Detour 位姿和控制命令。
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## 实验数据分析
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轨迹记录器默认把 CSV 保存到宿主程序目录下的：
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```text
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TrackingExperiments/
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```
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Medulla 的轮速诊断可通过 `StartWheelSpeedDiagnostic` / `StopWheelSpeedDiagnostic` 操作按钮控制，默认输出到：
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```text
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logs/wheel-speed/
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```
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### 轨迹测试处理
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```powershell
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python -m pip install -r data_process\轨迹测试处理\requirements.txt
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python data_process\轨迹测试处理\run_all_plots.py "路径\实验1.csv" "路径\实验2.csv" --output-dir "路径\plots"
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```
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默认重采样频率为 `20 Hz`，滤波窗口为 `0.55 s`，可通过 `--frequency` 和 `--window` 调整。
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### 电机响应处理
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```powershell
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python -m pip install -r data_process\电机响应处理\requirements.txt
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python data_process\电机响应处理\plot_steering_response.py
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```
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默认读取 `logs\wheel-speed` 中最新的 `*_snapshot.csv`。详见 [`data_process/电机响应处理/README.md`](data_process/电机响应处理/README.md)。
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## 尚未完成或需要继续验证
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- 雷达点云、轮胎识别、自动钻车、车辆释放和完整停车作业状态机；
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- 当前运动和夹臂功能的完整实车验收、故障注入及长期稳定性测试；
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- 舵轮软限位预测和自动车身重定向；当前仅有设计文档 [`docs/SteeringConstraintDesign.md`](docs/SteeringConstraintDesign.md)；
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- 自动化单元测试和持续集成；
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- 多车通信、编队、同步和安全降级；`FleetKinematics.cs` 当前仅为占位；
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- 宿主版本、插件部署目录、配置文件位置和发布流程。
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## 参与开发
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1. 当前改动优先服务于单车闭环、停车功能和跟踪质量，不提前启用多车代码；
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2. 保持 `CommonUsage`、`Shared`、`MedullaAdapter`、`MultiWheelC` 的模块边界；
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3. 新增参数时注明坐标系、单位、默认值、车型和安全范围；
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4. 修改相关项目后运行 `build-and-package.ps1`，并确认 M/C 部署包使用同一份 `CommonUsage.dll`；
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5. 未经明确要求，不改变速度或舵角符号、CAN ID、遥控器映射、机械限位和模式切换策略；
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6. 分支、评审和发布流程待团队补充。
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更细的协作约定见 [`AGENTS.md`](AGENTS.md)。
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## 许可证
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仓库中暂未提供许可证文件。使用和分发范围请遵循公司内部规定。
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