Mech-Viz接口

本节介绍使用 Mech-Viz 相关的接口，具体包含以下接口：

启动 Mech-Viz

在 adapter.py 文件的 Adapter 类中已定义了启动 Mech-Viz 的函数，因此代码中可直接调用 start_viz()。另外，可根据项目功能需要重写 self.before_start_viz() 和 self.after_start_viz() 以实现自定义 Mech-Viz 启动前后的操作。

函数定义

def start_viz(self, in_new_thread=True, timeout=None):
    if not self.is_viz_registered():
        logging.error("{} has not registered in {}.".format(jk.mech_viz, jk.mech_center))
        self.code_signal.emit(ERROR, VIZ_NOT_REGISTERED)
        self.viz_finished_signal.emit(True)
        self.viz_not_registerd()
        return False
    if self.is_viz_in_running():
        logging.info("{} is already running.".format(jk.mech_viz))
        self.code_signal.emit(WARNING, VIZ_IS_RUNNING)
        self.viz_finished_signal.emit(False)
        self.viz_is_running()
        return False
    self._read_viz_settings()
    if not self.viz_project_dir:
        self.msg_signal.emit(ERROR, _translate("messages", "The project of {0} is not registered. Please make sure Autoload Project is selected in {0}.").format(jk.mech_viz))
        self.viz_finished_signal.emit(True)
        return False
    msg = {"simulate": self.is_simulate, "project_dir": self.viz_project_dir}
    if self.is_keep_viz_state:
        msg["keep_exec_state"] = self.is_keep_viz_state
    if self.is_save_executor_data:
        msg["save_executor_data"] = self.is_save_executor_data
    self.before_start_viz()
    self.viz_finished_signal.emit(False)
    if in_new_thread:
        threading.Thread(target=self.wait_viz_result, args=(msg, timeout)).start()
    else:
        self.wait_viz_result(msg, timeout)
    self.after_start_viz()
    return True

start_viz() 默认在新线程中等待 Mech-Viz 运行完成，此目的是避免影响启动 Mech-Viz 之外的其他操作。

接下来以动态设置步骤参数为例，演示如何重写 self.before_start_viz()，如下所示。

def before_start_viz(self):
     self.set_move_offset(x, y, z)

在 Mech-Viz 启动前，根据读取的数据，配置某个移动点 x、y、z 方向的偏置。

停止 Mech-Viz

在 adapter.py 文件的 Adapter 类中已定义了停止 Mech-Viz 的函数，因此代码中可直接调用 stop_viz()。

函数定义

def stop_viz(self, timeout=None):
    if not self.is_viz_registered():
        self.code_signal.emit(WARNING, VIZ_NOT_REGISTERED)
        return False
    self.call_viz("stop", timeout=timeout)
    self.code_signal.emit(INFO, VIZ_STOP_OK)
    return True

暂停与继续 Mech-Viz

在 adapter.py 文件的 Adapter 类中已定义了暂停与继续 Mech-Viz 的函数，其作用与 Mech-Viz 中的暂停按钮相同，只能在仿真时使用。

函数定义

def pause_viz(self, msg, timeout=None):
       if not self.is_viz_registered():
           self.code_signal.emit(WARNING, ADAPTER_CANCEL_PAUSE)
           return
       self.call_viz("switchPauseContinue", msg, timeout)
       self.code_signal.emit(INFO, ADAPTER_PAUSE_VIZ if msg.get(
           "to_pause") else ADAPTER_CONTINUE_VIZ)

设置步骤参数

在 Mech-Viz 中，若需动态设置步骤参数，通常只需要调用 Adapter 类中的 set_task_property()。

函数定义

def set_task_property(self, msg, timeout=None):
    return self.call_viz("setTaskProperties", msg, timeout)

其中，msg 决定对不同步骤配置不同的参数。

定点移动

在 Mech-Viz 运行过程中，有时候需要微调定点移动步骤中 X、Y、Z 的偏移值，则在控制 Mech-Viz 的主程序中可以编写如下函数。

示例

def set_move_offset(self, name, x_offset, y_offset, z_offset):
    msg = {"name": name,
           "values": {"xOffset": x_offset / UNIT_PER_METER,
                      "yOffset": y_offset / UNIT_PER_METER,
                      "zOffset": z_offset / UNIT_PER_METER}}
    self.set_task_property(msg)

其中，name 表示定点移动步骤的名称；UNIT_PER_METER=1000，通常 x_offset、y_offset 与 z_offset 数据的单位为 mm，而 Mech-Viz 中的数据单位为 m，所以使用 UNIT_PER_METER 进行单位转化。

若按照如下方式调用 set_move_offset() 函数，则 Mech-Viz 中相应的 move_1 步骤的 X、Y、Z 偏移量就会发生相应变化。

self.set_move_offset("move_1", 100, 200, 300)

按序列移动/按阵列移动

按序列移动或按阵列移动通常需在 Mech-Viz 中提前编辑，然后 Adapter 根据逻辑来修改开始索引，用法同定点移动、码垛。

外部移动

如果若干个外部目标位姿需要发给 Mech-Viz 进行规划控制，则可以通过外部移动步骤来实现。外部移动步骤支持设置 JPs、TCP、物体位姿，用法如下所示。

示例

class CustomOuterMoveService(OuterMoveService):
    def gather_targets(self, di, jps, flange_pose):
        self.add_target(self.move_target_type, [0.189430,-0.455540,0.529460,-0.079367,0.294292,-0.952178,0.021236])

CustomOuterMoveService类继承自OuterMoveService类。self.move_target_type表示移动点类型，取值为0、1或2，其中0表示JPs，1表示TCP，2表示物体位姿。Mech-Viz 运行到外部移动步骤时就会调用 getMoveTargets()。不同外部移动步骤之间通过服务名称进行区分。

def _register_service(self):
   self.outer_move_service = CustomOuterMoveService()
   self._outer_move_server, port = register_service(outer_move_service, port)
当self.move_target_type为2（表示物体位姿）时，外部移动步骤前面需要有一个步骤表示抓取，否则会报错误：“- 未持有物体时物体姿态无效！” 。

码垛

在 Mech-Viz 运行过程中，有时候需要根据不同的码垛步骤设置不同的参数，则通过码垛步骤的名称可以定位到需要修改的步骤。选中工程编辑区中的步骤，在 Mech-Viz 参数编辑区出现的参数都可修改。

示例

例如，对于自定义垛型，通常需要改变的参数值是 开始索引 与 文件名 （需勾选 动态加载 ，才会出现 文件夹路径），因此可以在主程序中定义如下的函数。

def set_stack_pallet(self, name, startIndex, fileName):
    msg = {
        "name": name,
        "values": {
            "startIndex": startIndex,
            "fileName": fileName,
        }
    }
    self.set_task_property(msg)

其中，"startIndex" 对应 开始索引 ，"fileName" 对应 文件名 。"startIndex" 与 "fileName" 参数名称是在 Mech-Viz 中定义的。

使用以下方法调用 set_stack_pallet() 函数。

self.set_stack_pallet("common_pallet_1", 2, "re.json")

对于预设垛型，通常需要改变的参数值是 开始索引 、 垛型 、 箱子长度 、 箱子宽度、 箱子高度、 垛型行数、 垛型列数 和 垛型层数 ，因此可以在主程序中定义如下的函数。

def set_stack_pallet(self, name, startIndex, stack_type):
    pallet_info = self.box_data_info[stack_type]
    """
        pallet_info: Length(mm),Width(mm),Height(mm),pallet type,rows,columns,layers
    """
    msg = {
        "function": "setTaskProperties",
        "name": name,
        "values": {
            "startIndex": startIndex,
            "palletType": pallet_info[3],
            "cartonLength": pallet_info[0] / UNIT_PER_METER,
            "cartonWidth": pallet_info[1] / UNIT_PER_METER,
            "cartonHeight": pallet_info[2] / UNIT_PER_METER,
            "cylinderRows": pallet_info[4],
            "cylinderCols": pallet_info[5],
            "layerNum": pallet_info[6]
        }
    }
    self.set_task_property(msg)

由于需要设置的参数比较多，因此通常会将参数写入一个 excel 文件，然后读取 excel 文件中的数据并记录到 self.box_data_info 中，后续可以通过 stack_type 的值进行索引。"startIndex"、"palletType"、"cartonLength" 等名称在 Mech-Viz 中是固定的。

比较 自定义垛型 和 预设垛型 类中的 msg 值，不难发现，不同之处就在 "values" 值。若需要设置某个步骤参数，只需在 "values" 中添加相应的参数名与值便可进行设置。对于其他垛型步骤的参数设置，参考上述讲解的示例。

消息分支

Mech-Viz 在执行到消息分支步骤时，会一直等待外部信号（指 Adapter）设置出口。对于消息分支步骤，定义如下函数可以进行分支控制。

示例

def set_branch(self, name, area):
    time.sleep(1) # The delay of 1s here is to wait for the {product-viz} executor to fully start
    try:
        info = {"out_port": area, "other_info": []}
        msg = {"name": name,
               "values": {"info": json.dumps(info)}}
        self.set_task_property(msg)
    except Exception as e:
        logging.exception(e)

其中，name 表示步骤的名称，area 表示出口号，出口从左到右编号为 0、1、2、…。如果此次步骤走最左侧出口，则 area=0。如果没有启动 Mech-Viz 就直接调用分支步骤，Mech-Viz 会返回“没有执行器”的错误。

计数器

在使用计数器步骤时，通常需要设置计数器步骤的总计数次数与当前计数次数，定义设置该步骤的代码如下所示。

示例

def set_counter_property(self, name, count, curCount):
    msg = {"name": name,
           "values": {"count": count, "currentCount": curCount}}
    self.set_task_property(msg)

调用该函数的示例如下所示。

self.set_counter_property("counter_1", 5, self.success_stack_num)

其中，self.success_stack_num 表示成功码垛的数量。如果在一次码垛过程中，箱子发生掉落，然后在人为干预下，Mech-Viz 停止。此时 Mech-Viz 中名为 "counter_1" 的计数器步骤不会保存 "currentCount" 的值。重启 Mech-Viz 后，通过 self.success_stack_num 可以重新设置计数器步骤的当前计数值。

读取步骤参数

在 Mech-Viz 运行过程中，如果需要读取某个步骤的参数，可以在主程序中定义如下函数。

示例

def read_move_pallet(self, name):
     msg = {"name": name,
            "properties": ["xOffset","yOffset","zOffset", ]}
     return read_task_property(msg)

其中，通过 "name" 定位需要读取的步骤名称；"properties" 后面的列表中的值可以根据需要添加或者删除参数，示例中表示读取 "xOffset"、"yOffset" 和 "zOffset" 的值，所以将该三个值添加到 "properties" ，调用方法如下所示。

self.read_move_pallet("move_3")

调用后得到如下结果。

{'zOffset': -0.23, 'xOffset': -0.12, 'yOffset': -0.15}

另外，需注意的是，从 Mech-Viz 步骤中获取的一些属性值，是规划进度下的数值，而非实际执行进度下的数值。规划进度往往超前于执行进度（即 Mech-Viz 会尽量提前规划未来的移动）。此处以码垛类步骤的当前索引（curIndex）属性值为例进行说明，用户可在主程序中定义如下函数。

def read_pallet_current_index(self, name):
     msg = {"name": name,
            "properties": ["curIndex"]}
     return read_task_property(msg)

通过如下调用方法获取 curIndex 属性值。

self.read_pallet_current_index("common_pallet_1")

调用上述方法后可能得到如下结果。

{'curIndex': 5}

此处的 5 表示当前规划已经完成了 5 轮。例如，对于码放箱子工程而言，5 表示在规划进度下已码放了 5 个箱子，而机器人实际码放的箱子很可能少于 5 个。因此，诸如 "curIndex" 这类属性值表示已规划的值，而非执行时的值。

设置 TCP

设置 TCP 只需指定 Mech-Viz 中末端工具列表中对应的索引即可。Mech-Viz 中末端工具列表的索引从上往下依次是 0、1、2、3、…… ，注意不可越界。设置 TCP 函数如下所示。

示例

def set_tcp(self, index):
    msg = {"function": "setTcp", "index": index}
    self.call("executor", msg)

设置运行时全局速度

在 Mech-Viz 运行过程中，如果需要动态调整机器人运行速度百分比，则可以在主程序中编写如下函数。

示例

def set_vel(self, vel_scale):
    msg = {"function": "setConfig",
           "velScale": vel_scale / 100, "accScale": vel_scale / 100}
    self.call("executor", msg)

如果将速度设置为 80%，则可以如以下调用该函数。

self.set_vel(80)
该函数必须在 Mech-Viz 启动后才能进行调用，否则会报错，即该模块的调用条件与消息分支步骤一致。因此，通常会在消息分支步骤中调用 set_vel() 函数，避免在一个新线程中调用 set_vel() 函数，示例如下所示。 
def set_branch(self, name, area):
    time.sleep(1)
    if self.box_data_info[int(self.pallet_info)][7] <= 10:
        self.set_vel(100)
    else:
        self.set_vel(80)
    try:
        info = {"out_port": area, "other_info": []}
        msg = {"function": "setTaskProperties",
               "name": name,
               "values": {"info": json.dumps(info)}}
        self.set_task("executor", msg)
    except Exception as e:
        logging.exception(e)

设置点云碰撞参数

设置点云碰撞参数，Mech-Viz 对应的接口是 setConfig()，和设置运行时全局速度接口一样，只是设置信息不同，示例如下所示。

示例

msg = {}
msg["function"] = "setConfig"
msg["check_pcl_collision"] = True
msg["collided_point_thre"] = 5000
msg["collide_area_thre"] = 20
msg["pcl_resolution_mm"] = 2
self.call("executor", msg)

Mech-Viz 返回值

Mech-Viz 的返回值如下表所示。

返回值 含义

Finished

正常执行完毕，注意：当 Mech-Viz 工程中视觉移动的右分支连接步骤时，Mech-Viz 也会正常返回

Command Stop

按下停止或调用 stop_viz() 函数

No targets

没有视觉点，指 Mech-Vision 返回空

No proper vision poses

视觉点不可达，指机器人自身不可达当前识别物体或与其发生碰撞

PlanFail

Mech-Viz 规划路径失败

SceneCollision

发生碰撞

针对 Mech-Viz 的返回情况，Adapter 基类提供了对应的接口函数。

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