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HoleDetection 孔洞检测系统 - TCP通信协议

版本历史

版本	日期	修改内容
1.0	2026-03-10	改为文本格式协议，增加机器人位姿（眼在手上）

1. 协议概述

本文档定义了上位机与HoleDetection孔洞检测系统之间的TCP/IP通信协议。协议采用纯文本格式进行数据交换，支持眼在手上（Eye-in-Hand）坐标变换。

1.1 通信方式

传输协议: TCP/IP
数据格式: 纯文本
端口: 7800（默认，可通过配置文件修改）
行分隔符: \n（换行符）

1.2 通信模式

服务端：HoleDetection孔洞检测系统
客户端：上位机控制系统（机器人控制器/PLC）

1.3 坐标变换方式

采用 眼在手上(Eye-in-Hand) 方式：

P_base = T_base_to_end × T_end_to_cam × P_cam

T_base_to_end = 机器人位姿（触发信号中的 RbtX/Y/Z/Roll/Pitch/Yaw）
T_end_to_cam = 手眼标定矩阵（配置文件中的 4×4 矩阵）
P_cam = 相机坐标系下的检测结果

2. 触发信号（客户端 → 服务端）

上位机发送触发信号，携带相机索引和当前机器人法兰位姿。

2.1 格式

X<相机索引> RbtX<值> RbtY<值> RbtZ<值> RbtRoll<值> RbtPitch<值> RbtYaw<值>\n

2.2 字段说明

字段	类型	说明
X	Integer	相机索引。`1` = 相机1，`2` = 相机2
RbtX	Float	机器人法兰 X 坐标（mm）
RbtY	Float	机器人法兰 Y 坐标（mm）
RbtZ	Float	机器人法兰 Z 坐标（mm）
RbtRoll	Float	机器人法兰 Roll 角度（°）
RbtPitch	Float	机器人法兰 Pitch 角度（°）
RbtYaw	Float	机器人法兰 Yaw 角度（°）

注意：

各字段之间用空格分隔

数值可以为负数，负号是值的一部分（如 RbtX-23.45）

数值与前缀之间无空格（如 RbtX100.0，不是 RbtX 100.0）

每条消息以 \n 结尾

2.3 示例

X1 RbtX100.0 RbtY200.0 RbtZ300.0 RbtRoll0.0 RbtPitch0.0 RbtYaw0.0

X2 RbtX-23.45 RbtY150.30 RbtZ-80.00 RbtRoll-12.50 RbtPitch45.00 RbtYaw-90.00

3. 返回信号（服务端 → 客户端）

检测完成后，服务端返回检测到的孔洞数量和各孔洞在机器人基坐标系下的位姿。

3.1 格式

<孔洞数量>_<X1>_<Y1>_<Z1>_<Roll1>_<Pitch1>_<Yaw1>/<X2>_<Y2>_<Z2>_<Roll2>_<Pitch2>_<Yaw2>/...\n

3.2 格式规则

符号	说明
第一个数值	检测到的孔洞数量
`_`	同一孔洞各分量之间的分隔符
`/`	不同孔洞之间的分隔符
`\n`	消息结尾

3.3 单个孔洞位姿字段

顺序	类型	说明
1	Float	机器人基坐标系下 X 坐标（mm）
2	Float	机器人基坐标系下 Y 坐标（mm）
3	Float	机器人基坐标系下 Z 坐标（mm）
4	Float	Roll 角度（°）
5	Float	Pitch 角度（°）
6	Float	Yaw 角度（°）

注意：姿态角（Roll/Pitch/Yaw）的输出顺序可通过配置文件中的 poseOutputOrder 参数调整。

3.4 示例

检测到 2 个孔洞：

2_100.50_200.30_50.20_1.23_4.56_7.89/110.00_210.00_60.00_1.00_5.00_8.00/

检测到 0 个孔洞：

检测到 1 个孔洞：

1_120.50_180.30_45.20_0.00_0.00_0.00/

4. 通信流程

4.1 正常检测流程

上位机(机器人控制器)               孔洞检测系统
  |                                     |
  |  X1 RbtX... RbtYaw...               |
  |------------------------------------>|
  |                                     |
  |                                     | (拍照+检测+坐标变换)
  |                                     |
  |  2_X1_Y1_Z1_R1_P1_Y1/X2_...         |
  |<------------------------------------|
  |                                     |

4.2 无检测结果

上位机(机器人控制器)               孔洞检测系统
  |                                     |
  |  X1 RbtX... RbtYaw...               |
  |------------------------------------>|
  |                                     |
  |                                     | (拍照+检测，未找到孔洞)
  |                                     |
  |  0                                  |
  |<------------------------------------|
  |                                     |

5. 注意事项

连接管理
- 客户端应实现断线重连机制
- 服务端支持多客户端连接，结果广播给所有已连接客户端
粘包处理
- 协议以 \n 作为消息分隔符
- 接收方应按 \n 分割完整行后再解析
数据精度
- 坐标精度：小数点后2位（毫米）
- 角度精度：小数点后2位（度）
性能考虑
- 单次检测时间约 500ms - 2s
- 建议客户端设置合理的超时时间（建议10秒）
手眼标定
- 使用前需完成手眼标定，标定矩阵存储在 config.xml 的 <HandEyeCalibMatrixList> 中
- 支持多相机独立标定

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