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blackbird/pybot/README.md
T
qing fe12dd7b33 feat(pybot): 进程内实时预测闭环(--loop)与帧源/节拍修复
- 新增 run_loop 闭环:F 帧+H 步历史双滑窗,冷启动重复同帧+零动作,
  每步 采样→推理→执行→回写,hz 节拍控制,可选同步录制
- --loop CKPT/--hz/--loop-steps 参数,按 .hef 后缀选 Hailo/PyTorch 后端,
  actpred 软依赖(仅 --loop 时 import),保持 pybot 零依赖
- P1-2 帧源修复:闭环改从 camera 守护线程队列取最近 F 帧(低延迟),
  替代 capture() 同步曝光阻塞,framerate/capacity 配置真正生效
- P1-1 overrun 告警:超时步记录实际耗时,汇总 overrun 比例并给降频建议
- 剔除 Speaker.delay 发声阻塞,speaker 补 delay=0 非阻塞
- 新增 tests/test_loop.py 11 用例(冷启动/历史滑动/索引映射/帧源等)
2026-08-14 07:52:07 +08:00

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# pybot
机器人 `.mt` 动作脚本解析器 —— [bot4cj](../bot4cj/)(仓颉版)的 Python 迁移版。
驱动大顺(Dashun)蜘蛛机器人(树莓派 aarch64,10 舵机 + 2 云台,
PCA9685 PWM 控制器 + MPU6050 姿态传感器)。
迁移方案与审计修复映射见
[docs/reports/bot4cj_python_migration_dev_doc.md](../docs/reports/bot4cj_python_migration_dev_doc.md)。
## 特性
- **零第三方依赖**:纯标准库(fcntl / struct / threading / wave / argparse),
树莓派上 `git pull` 即部署,无构建步骤。
(picamera2 为可选依赖,仅 `@Camera` 摄像头块需要,树莓派 OS 预装,勿 pip 安装)
- **与仓颉版逐语义对齐**:FSM 解析器、占位符递归、Servo 校准算法、
PCA9685 寄存器序列均与 bot4cj 一致(Mock 总线 journal 可逐字节 diff)。
- **Python 插件替代 Lua**:`modules/<块名>.py` 定义
`build(ctx) / call(ctx) / destroy(ctx)`,消除 JSON 深拷贝 + 五层 FFI 桥接。
- **审计修复**:bot4cj 审计 15 项发现(S01~S08 / Q01~Q07)全部修复,
详见迁移文档 §5。
## 用法
```bash
cat scripts/std.mt | ./_run.sh # 与 bot4cj 相同的管道用法
./_run.sh scripts/std.mt # 位置参数(增强)
./_run.sh --dry-run scripts/std.mt # Mock 总线,动作序列到 stdout
./_run.sh --test roundtrip in.mt out.mt # 解析↔序列化往返自检
./_run.sh --verbose scripts/std.mt # DEBUG 日志(stderr)
./_run.sh --record data/ep scripts/std.mt # 录制 actpred 格式 episode
```
`-i` / `-o` 参数位保留(reserved),未来对接跨进程 FIFO。
### 实时预测闭环(`--loop`)
`--loop CKPT` 进入进程内闭环:采样 → actpred 推理 → 执行 → 回写历史。
脚本提供硬件配置与 `@Action` 表头(动作向量索引映射),不执行脚本动作行。
```bash
./_run.sh --loop ../actpred/checkpoints/best_inference.pt --hz 10 scripts/std.mt
./_run.sh --loop actpred_pretrain.hef --hz 20 --loop-steps 100 scripts/std.mt # NPU 后端
```
- checkpoint 后缀 `.hef` → Hailo NPU 后端,否则 → PyTorch 后端
- `hz` 须 ≥ 推理 + 执行耗时(ONNX ~11ms / Hailo ~12ms,hz ≤ 50 安全)
- `@Action` 表头列数须 ≤ `action_dim`(默认 18),闭环中跳过 `spk.delay` 阻塞
- **帧源**:闭环从 camera 守护线程队列取最近 F 帧(无阻塞),`@Camera` 的
`framerate` 建议 ≥ 2×`hz` 以保证帧新鲜度;`capacity` 应 ≥ F(帧窗长度)。
部署时若日志出现 `loop overrun` 告警,说明 `hz` 超过推理+执行能力,应降低 `hz`
## 目录
```
pybot/ # 包:parser / robot / hardvars / plugin / main
pybot/hd/ # 硬件层:i2c / spi / servo / kalman / mpu6050 / speaker / camera
modules/ # 硬件驱动插件:PCA9685 / SPI / ADS1115 / ADS1256
scripts -> ../bot4cj/scripts # .mt 脚本与仓颉版共享
tests/ # pytest 单元测试(Mock 总线,无需硬件)
```
插件查找顺序:`$PYBOT_MODULES_PATH`(冒号分隔)→ 包内置 `modules/` → `./modules/`。
## 开发
```bash
./_set.sh # venv + pytest 全量测试
venv/bin/python -m pytest tests/ -v
```
## .mt 脚本格式
见 [bot4cj/README.md](../bot4cj/README.md) 与 `scripts/std.mt`。
格式要点:`@块名` 开块、行 0 为表头、`;` 结行、`#` 注释、
`-` 占位符(非首行取上一行同列值;首行数值列解析为 0)、`@` 收块。
新增块(无仓颉版对应):
```
@Camera
name width height framerate capacity;
cam0 1920 1080 30 4;
@
```
`build` 启动后台抓帧线程,维护容量为 `capacity` 的有界帧队列(满丢最旧帧);
`play` 返回最新帧 `(时间戳, frame)`。