Zum Inhalt

Architektur-Dokumentation

Umfassende Dokumentation der Architektur, Entwurfsmuster und Implementierungsdetails des robot_workspace-Pakets.

Systemarchitektur

Das robot_workspace-Paket trennt die Belange zwischen:

  • Objekt-Repräsentation: Erkannte Objekte mit physikalischen Eigenschaften.
  • Workspace-Management: Definitionen von Roboter-Workspaces und Koordinatentransformationen.
  • Räumliches Denken: Abfragen und Beziehungen zwischen Objekten.

Komponenten-Interaktion

graph TD User[Benutzeranwendung] --> Package[Robot Workspace Paket] subgraph Package Obj[Objekt-Schicht] <--> WS[Workspace-Schicht] end Package --> Robot[Roboter-Kontrollschicht] Robot --> Hardware[Roboter-Hardware / Simulation]

Koordinatensysteme

Das Paket verwendet drei verschiedene Koordinatensysteme:

  1. Bildkoordinaten (Pixel): (u, v) in Pixeln. Ursprung oben links.
  2. Relative Koordinaten (Normalisiert): (u_rel, v_rel) im Bereich [0, 1].
  3. Weltkoordinaten (Meter): (x, y, z) in Metern bezogen auf die Roboterbasis.

Transformations-Pipeline

Bildkoordinaten (u, v)
         ↓
    [Normalisierung]
         ↓
Relative Koordinaten (u_rel, v_rel)
         ↓
    [Workspace.transform_camera2world_coords()]
         ↓
Weltkoordinaten (x, y, z, roll, pitch, yaw)

Entwurfsmuster

  • Abstract Factory: Für die Erstellung verschiedener Workspace-Typen (Niryo, WidowX).
  • Collection Pattern: Objects als erweiterte Liste für räumliche Abfragen.
  • Serialization Pattern: Konsistente JSON-Serialisierung über alle Objekte hinweg.