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# 接口调用履历
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本文档用于快速梳理当前项目里“前端请求 -> WASM 导出函数 -> C++ 分发层 -> 业务实现文件”的执行链路，便于对照源码阅读。
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## 1. 建议先看的总入口
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建议按下面顺序看文件：
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1. `src/main.cpp`
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说明这个工程最终是一个 WASM 可执行模块，`main` 主要用于本地构建提示。
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2. `src/smart_json_wrapper.cpp`
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这里是所有 WASM 导出函数的真正入口。
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3. `include/KinematicsWebAPI.h`
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业务接口类声明，能看见分发结构。
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4. `src/api/KinematicsWebAPI.Core.cpp`
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业务 JSON 请求的总分发入口。
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5. `src/api/KinematicsWebAPI.*Commands.cpp`
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按功能拆开的命令处理层。
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6. 对应底层业务文件
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机器人看 `src/Robot.cpp`、`src/RobotManager.cpp`
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SPC 看 `src/spc_core.cpp`
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四连杆看 `src/FourBarMechanism/`
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四足看 `src/QuadrupedRobotSimulation/`
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## 2. 顶层 WASM 导出接口
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### 2.1 业务接口导出
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前端主调的是这两个导出函数：
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- `init_func`
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- `func`
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调用链如下：
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```text
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JS/HTML
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-> public/wasm/smart_api_wrapper.js
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-> WASM 导出函数 init_func / func
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-> src/smart_json_wrapper.cpp
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-> KinematicsWebAPI
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-> src/api/KinematicsWebAPI.Core.cpp
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-> 各功能 Commands 文件
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-> 底层业务实现
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```
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### 2.2 智能数学/测试接口导出
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这一套和业务接口是并行的另一条线：
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- `smart_process_json`
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- `smart_get_function_list`
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- `smart_get_function_info`
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- `smart_test_match`
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- `smart_get_version`
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调用链如下：
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```text
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JS/HTML
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||
-> public/wasm/smart_api_wrapper.js
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-> smart_* 导出函数
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-> src/smart_json_wrapper.cpp
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-> SmartJsonProcessor / FunctionRegistry
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-> math_utils / 注册的测试函数
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```
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这一套主要是“数学函数演示 + 智能参数匹配”，不走 `KinematicsWebAPI`。
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## 3. 业务总分发链路
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### 3.1 初始化
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`src/smart_json_wrapper.cpp` 中：
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- `init_func()`
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- 首次调用时创建全局单例 `global_server = new KinematicsWebAPI()`
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- `KinematicsWebAPI` 构造函数里会继续调用 `KinematicsWebAPI::init_func()`
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`src/api/KinematicsWebAPI.Core.cpp` 中：
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- `KinematicsWebAPI::init_func()`
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- 从 `include/URDFStrings.h` 读取默认 URDF
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- 调用 `RobotManager::initRobot(...)`
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- 默认会初始化两个机器人实例
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### 3.2 请求处理
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`src/smart_json_wrapper.cpp`
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- `func(const char* json_request)`
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- 把前端 JSON 字符串转成 `std::string`
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- 调 `global_server->func(request_str)`
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`src/api/KinematicsWebAPI.Core.cpp`
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- `KinematicsWebAPI::func(std::string sanitized_body)`
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- 解析 JSON
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- 取出 `msg / req_code / req_from / req_cmd / req_param`
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- 调 `dispatchCommand(req_cmd, req_param)`
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- 最后统一封装为 `utils::create_api_response(...)`
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- `KinematicsWebAPI::dispatchCommand(...)`
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- 机器人类命令 -> `handleRobotCommand(...)`
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- SPC -> `handleSpcCommand(...)`
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- 四连杆 -> `handleFourBarCommand(...)`
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- 四足 -> `handleQuadrupedCommand(...)`
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## 4. 机器人相关接口履历
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机器人相关命令都在：
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- `src/api/KinematicsWebAPI.RobotCommands.cpp`
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底层核心文件：
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- `src/RobotManager.cpp`
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- `src/Robot.cpp`
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### 4.1 `Cmd_InitRobot`
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调用履历：
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```text
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func
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-> KinematicsWebAPI::dispatchCommand
|
||
-> KinematicsWebAPI::handleRobotCommand
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||
-> Cmd_InitRobot 分支
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-> utils::base64_to_urdf
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||
-> utils::validate_urdf_base64
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-> RobotManager::initRobot
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||
-> Robot::initRobot
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```
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底层细节：
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- `RobotManager::initRobot`
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- 创建 `std::shared_ptr<Robot>`
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- 调 `robot->initRobot(urdf_robot)`
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- 生成或使用 `robot_uuid`
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- 计算 URDF 哈希
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- 调 `_validateKinematics(robot)` 做基本正解验证
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- 存入 `_kinematics_table`
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- `Robot::initRobot`
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- `kdl_parser::treeFromString(...)`
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- `tree.getChain("base", "tool0", kinematicChain)`
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- `parseJointChildLinkUuidsFromUrdf(...)`
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||
- 初始化 FK / IK 求解器
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### 4.2 `Cmd_GetRobot`
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调用履历：
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```text
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func
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||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
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||
-> Cmd_GetRobot
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||
-> RobotManager::getRobot
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||
-> Robot::isInitialized / Robot::getNumberOfJoints
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||
```
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### 4.3 `Cmd_RemoveRobot`
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||
调用履历：
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||
```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
|
||
-> Cmd_RemoveRobot
|
||
-> RobotManager::removeRobot
|
||
```
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||
### 4.4 `Cmd_ListRobots`
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调用履历：
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```text
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func
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-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
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||
-> Cmd_ListRobots
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-> RobotManager::listRobots
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||
-> detail=true 时内部还会调 RobotManager::_validateKinematics
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-> Robot::calculateFK_TCP
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||
```
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### 4.5 `Cmd_Kinematics_forward_pose_str`
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用途：
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- 输入一组 6 轴关节角
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||
- 输出 TCP 位姿
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调用履历：
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```text
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func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
|
||
-> Cmd_Kinematics_forward_pose_str
|
||
-> RobotManager::getRobot
|
||
-> Robot::parseJointString
|
||
-> Robot::calculateFK_TCP
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||
```
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`Robot::calculateFK_TCP` 内部主要做：
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- 关节数组转 `KDL::JntArray`
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- `fkSolver->JntToCart(...)`
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- 取出位置和四元数
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### 4.6 `Cmd_Kinematics_forward_all_joints`
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||
用途：
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||
- 输入一帧或多帧关节角列表
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||
- 输出每个关节节点的位姿，组织成前端使用的 `OPERATION.frames[].objStates`
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||
调用履历：
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||
```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
|
||
-> Cmd_Kinematics_forward_all_joints
|
||
-> RobotManager::getRobot
|
||
-> Robot::handleKinematicsForwardAllJoints
|
||
-> Robot::parseJointListString
|
||
-> Robot::kinematicsForwardAllJointsList
|
||
-> Robot::forwardKinematics
|
||
-> Robot::getJointUuidByIndex
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```
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补充说明：
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- `Robot::handleKinematicsForwardAllJoints(...)`
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- 遍历每一帧关节角
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- 每帧都调一次 `kinematicsForwardAllJointsList(...)`
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||
- `Robot::kinematicsForwardAllJointsList(...)`
|
||
- 调 `forwardKinematics(...)`
|
||
- 把 6 个关节的位姿打包成 `objStates`
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### 4.7 `Cmd_Kinematics_inverse_pose_str_NoDifference`
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用途：
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- 输入一个或多个姿态点
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- 不做插补，直接逐点逆解
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调用履历：
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||
```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
|
||
-> Cmd_Kinematics_inverse_pose_str_NoDifference
|
||
-> RobotManager::getRobot
|
||
-> Robot::inversePoseStrNoDifference
|
||
-> Robot::parsePoseString
|
||
-> Robot::parseJointString
|
||
-> Robot::inverse(vector)
|
||
-> Robot::calculateIK_LMA
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||
```
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### 4.8 `Cmd_Kinematics_inverse_pose_str`
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用途：
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||
- 输入多个姿态点
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||
- 相邻姿态间先自动插补轨迹，再逐点逆解
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||
调用履历：
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||
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||
```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
|
||
-> Cmd_Kinematics_inverse_pose_str
|
||
-> RobotManager::getRobot
|
||
-> Robot::inversePoseStr
|
||
-> Robot::parsePoseString
|
||
-> Robot::parseJointString
|
||
-> Robot::calculateAutoSteps
|
||
-> Robot::trajectoryPlanning
|
||
-> Robot::inverse(vector)
|
||
-> Robot::calculateIK_LMA
|
||
```
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关键点：
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||
- `calculateAutoSteps(...)` 根据位置差和姿态差自动算插补点数
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||
- `trajectoryPlanning(...)` 调 KDL 轨迹插补
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||
- 每个插补点再进入 `inverse(...)`
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### 4.9 `Cmd_Kinematics_inverse_pose_str_2PSteps`
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||
用途：
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||
- 只取两个姿态点
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||
- 按指定 `steps` 做轨迹插补
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||
调用履历：
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||
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||
```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
|
||
-> Cmd_Kinematics_inverse_pose_str_2PSteps
|
||
-> RobotManager::getRobot
|
||
-> Robot::inversePoseStr2PSteps
|
||
-> Robot::parsePoseString
|
||
-> Robot::parseJointString
|
||
-> Robot::trajectoryPlanning(..., steps)
|
||
-> Robot::inverse(vector)
|
||
-> Robot::calculateIK_LMA
|
||
```
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### 4.10 `Cmd_SelectCraftTree` / `Cmd_AddOperationTree`
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这两个目前是轻量占位接口。
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调用履历：
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```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleRobotCommand
|
||
-> 直接在 KinematicsWebAPI.RobotCommands.cpp 内拼装返回 JSON
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||
```
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||
当前没有继续下钻到独立业务类。
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## 5. SPC 接口履历
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命令文件：
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- `src/api/KinematicsWebAPI.SpcCommands.cpp`
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底层文件：
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||
- `include/spc_core.h`
|
||
- `src/spc_core.cpp`
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||
### 5.1 `Cmd_Spc`
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||
调用履历：
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||
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||
```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleSpcCommand
|
||
-> SpcCalculator::Spc
|
||
-> SpcTestData::FromJson
|
||
-> SpcCalculator::CalculateXR
|
||
-> SpcCalculator::CalculateXS
|
||
-> SpcCalculator::CalculateCpk
|
||
-> SpcCalculator::RoundSpcData
|
||
-> SpcResultJson::ToJson
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||
```
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底层职责分布：
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- `SpcTestData::FromJson`
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||
- 从请求中读取 `n / k / usl / lsl / x`
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||
- `CalculateXR`
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||
- 算 X-R 控制图
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||
- `CalculateXS`
|
||
- 算 X-S 控制图
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||
- `CalculateCpk`
|
||
- 算过程能力指数和直方图数据
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||
- `RoundSpcData`
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||
- 做统一小数位保留
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## 6. 四连杆接口履历
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命令文件：
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- `src/api/KinematicsWebAPI.FourBarCommands.cpp`
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底层文件：
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||
- `include/FourBarMechanism/CrankSliderMechanism.h`
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||
- `src/FourBarMechanism/CrankSliderMechanism.cpp`
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### 6.1 `Cmd_FourBar_CrankSlider`
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||
调用履历：
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||
```text
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||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleFourBarCommand
|
||
-> createCrankSliderMechanism
|
||
-> CrankSliderMechanism::setL_AB / setL_BS / setS_OFS
|
||
-> CrankSliderMechanism::validateParameters
|
||
-> CrankSliderMechanism::calculate
|
||
-> CrankSliderMechanism::getTrajectoryPoints
|
||
-> CrankSliderMechanism::getSliderTrajectory
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||
```
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||
说明：
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||
- 命令层负责把参数取出来、调机制对象、再把结果组装成 JSON
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- 真正的机构计算在 `src/FourBarMechanism/CrankSliderMechanism.cpp`
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||
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### 6.2 `Cmd_FourBar_CrankSlider_Simulate`
|
||
|
||
用途：
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||
|
||
- 输入曲柄滑块初始参数、起始角度、结束角度、总时长和步长时间
|
||
- 一次性生成整段仿真帧数据，适合前端播放、导出轨迹和离线验证
|
||
|
||
调用履历：
|
||
|
||
```text
|
||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleFourBarCommand
|
||
-> createCrankSliderMechanism
|
||
-> CrankSliderMechanism::setL_AB / setL_BS / setS_OFS
|
||
-> CrankSliderMechanism::validateParameters
|
||
-> for each frame:
|
||
-> CrankSliderMechanism::calculate(currentAngleDeg)
|
||
-> CrankSliderMechanism::getTrajectoryPoints
|
||
-> CrankSliderMechanism::getSliderTrajectory
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||
```
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||
|
||
主要入参：
|
||
|
||
- `L_AB`：曲柄长度
|
||
- `L_BS`：连杆长度
|
||
- `S_OFS`：滑块偏移
|
||
- `startAngleDeg`：起始曲柄角度
|
||
- `endAngleDeg`：结束曲柄角度
|
||
- `duration`：仿真总时长，单位秒
|
||
- `stepTime`：仿真步长时间，单位秒
|
||
|
||
主要出参：
|
||
|
||
- `frames[]`：逐帧仿真数据，每帧包含 `frame`、`time`、`angleDeg`、`points`、`poses`、`angles`
|
||
- `trajectory`：B 点整段轨迹
|
||
- `slider_trajectory`：S 点整段滑块轨迹
|
||
|
||
### 6.3 `Cmd_FourBar_Simulate`
|
||
|
||
用途：
|
||
|
||
- 统一仿真 PDPS 连杆定义界面中的 `PRRR / RPRR / RRRP / RRRR` 四类结构
|
||
- 输入机构类型、起始输入、结束输入、总时长和步长时间
|
||
- 一次性返回逐帧点位、姿态、角度和轨迹，适合前端 Three.js 播放和 ECharts 曲线验证
|
||
|
||
调用履历：
|
||
|
||
```text
|
||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleFourBarCommand
|
||
-> simulateUnifiedFourBar
|
||
-> 按 mechanismType 创建或调用对应机构类
|
||
-> validateParameters
|
||
-> for each frame:
|
||
-> calculate(currentInput)
|
||
-> 组装 frames / trajectory / parameters
|
||
```
|
||
|
||
类型映射：
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||
|
||
- `RRRP`：调用 `CrankSliderMechanism`，角度驱动曲柄滑块正解
|
||
- `PRRR`：调用 `SliderCrankMechanism`，滑块位移驱动曲柄滑块逆解
|
||
- `RPRR`：调用 `CrankRockingBlockMechanism_Forward`，当前按曲柄摇块正解承接
|
||
- `RRRR`：调用 `FourBarMechanism`，角度驱动四转副四杆正解
|
||
|
||
主要公共入参：
|
||
|
||
- `mechanismType`：`PRRR`、`RPRR`、`RRRP`、`RRRR`
|
||
- `startValue` / `endValue`：统一输入范围，角度驱动类型表示角度，`PRRR` 表示滑块 X
|
||
- `duration`：仿真总时长，单位秒
|
||
- `stepTime`：仿真步长时间，单位秒
|
||
|
||
各类型参数：
|
||
|
||
- `RRRP`：`L_AB`、`L_BS`、`S_OFS`
|
||
- `PRRR`：`L_AB`、`L_BS`、`S_OFS`，也可使用 `startSliderX` / `endSliderX`
|
||
- `RPRR`：`OA`、`AB`、`OC`
|
||
- `RRRR`：`L1`、`L2`、`L3`、`L4`
|
||
|
||
主要出参：
|
||
|
||
- `mechanismType`：实际仿真的机构类型
|
||
- `inputName`：当前输入字段名，`angleDeg` 或 `sliderX`
|
||
- `frames[]`：逐帧仿真数据，每帧包含 `frame`、`time`、`inputValue`、`points`、`poses`、`angles`
|
||
- `trajectory`：主运动点轨迹
|
||
- `slider_trajectory`：滑块轨迹，适用于 `RRRP / PRRR`
|
||
- `alternative_trajectory`：备选逆解轨迹，适用于 `PRRR`
|
||
- `trajectory_c`：C 点轨迹，适用于 `RRRR`
|
||
- `crank_circle`：曲柄端点轨迹，适用于 `RPRR / RRRR`
|
||
- `rocker_trajectory`：摇块轨迹，适用于 `RPRR`
|
||
|
||
注意：
|
||
|
||
- `RPRR` 当前先复用现有曲柄摇块正解类，PDPS 中输入/输出链节的方向、坐标系和安装约定后续如有更精确资料，可继续对齐参数语义。
|
||
|
||
## 7. 四足机器人接口履历
|
||
|
||
命令文件：
|
||
|
||
- `src/api/KinematicsWebAPI.QuadrupedCommands.cpp`
|
||
|
||
中间帮助层：
|
||
|
||
- `include/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsHelper.h`
|
||
- `src/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsHelper.cpp`
|
||
|
||
底层实现文件：
|
||
|
||
- `src/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsSimulation.cpp`
|
||
- `src/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsReverse.cpp`
|
||
- `src/QuadrupedRobotSimulation/CompleteJsonExporter.cpp`
|
||
- `src/QuadrupedRobotSimulation/RobotConfig.cpp`
|
||
- `src/QuadrupedRobotSimulation/SharedGeometry.cpp`
|
||
|
||
### 7.1 `Cmd_QuadrupedRobot_CalculateAllPointsFromMotorAngles`
|
||
|
||
用途：
|
||
|
||
- 输入电机角
|
||
- 反推出各关键点坐标
|
||
|
||
调用履历：
|
||
|
||
```text
|
||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleQuadrupedCommand
|
||
-> KinematicsHelper::QuadrupedRobot_CalculateAllPointsFromMotorAngles
|
||
-> KinematicsHelper::RobotGaitDataManagerFromJson
|
||
-> ReverseKinematicsCalculator
|
||
-> ReverseKinematicsCalculator::CalculateAllPointsFromMotorAnglesJsonStr
|
||
-> json::parse
|
||
```
|
||
|
||
说明：
|
||
|
||
- 数据管理入口在 `RobotGaitDataManagerFromJson(...)`
|
||
- 反解主逻辑在 `src/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsReverse.cpp`
|
||
|
||
### 7.2 `Cmd_QuadrupedRobot_PerformForwardKinematics`
|
||
|
||
用途：
|
||
|
||
- 输入步态/系统参数
|
||
- 正向生成四足机器人整段步态轨迹
|
||
|
||
调用履历：
|
||
|
||
```text
|
||
func
|
||
-> dispatchCommand
|
||
-> handleQuadrupedCommand
|
||
-> KinematicsHelper::QuadrupedRobot_PerformForwardKinematics
|
||
-> KinematicsHelper::RobotGaitDataManagerFromJson
|
||
-> QuadrupedRobotConfiguration
|
||
-> QuadrupedRobotSimulation
|
||
-> QuadrupedRobotSimulation::CalculateAllTrajectoriesJsonString
|
||
-> CompleteJsonExporter::ExportCompleteDataJsonString
|
||
-> json::parse
|
||
```
|
||
|
||
说明：
|
||
|
||
- 配置拼装在 `RobotConfig.cpp`
|
||
- 轨迹生成主体在 `KinematicsSimulation.cpp`
|
||
- 最终 JSON 打包在 `CompleteJsonExporter.cpp`
|
||
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## 8. 智能数学接口履历
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这部分不是机器人业务，但也常会看到。
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核心文件：
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- `src/smart_json_wrapper.cpp`
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- `include/smart_json_wrapper.h`
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- `src/math_utils.cpp`
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### 8.1 `smart_process_json`
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调用履历：
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```text
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smart_process_json
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-> SmartJsonProcessor::processRequest
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-> 解析 req_cmd
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-> FunctionRegistry::getFunction
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-> SmartJsonProcessor::parseJsonParams
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-> FunctionRegistry::smartMatchParams
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-> FunctionInfo::validateParams
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-> function handler lambda
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-> math_utils 中的 add/subtract/multiply/divide/fibonacci 等
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```
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### 8.2 `smart_get_function_list`
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调用履历：
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```text
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smart_get_function_list
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-> SmartJsonProcessor::getAvailableFunctions
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-> FunctionRegistry::getAllFunctions
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```
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### 8.3 `smart_get_function_info`
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调用履历：
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```text
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smart_get_function_info
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-> SmartJsonProcessor::getFunctionInfo
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-> FunctionRegistry::getFunction
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```
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### 8.4 `smart_test_match`
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调用履历：
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```text
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smart_test_match
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-> 解析 req_cmd
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-> FunctionRegistry::getFunction
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-> SmartJsonProcessor::parseJsonParams
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-> FunctionRegistry::smartMatchParams
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-> 返回匹配结果，不真正执行业务函数
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```
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## 9. 文件职责一览
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### 9.1 入口层
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- `src/main.cpp`
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- 构建入口，基本不承接业务
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- `src/smart_json_wrapper.cpp`
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- 所有 WASM 导出函数
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- 业务接口入口和智能数学接口入口都在这里
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### 9.2 业务分发层
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- `src/api/KinematicsWebAPI.Core.cpp`
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- 总分发
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- `src/api/KinematicsWebAPI.RobotCommands.cpp`
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- 机器人接口分支
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- `src/api/KinematicsWebAPI.SpcCommands.cpp`
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- SPC 接口分支
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- `src/api/KinematicsWebAPI.FourBarCommands.cpp`
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- 四连杆接口分支
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- `src/api/KinematicsWebAPI.QuadrupedCommands.cpp`
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- 四足接口分支
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### 9.3 业务实现层
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- `src/RobotManager.cpp`
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- 机器人实例生命周期管理
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- `src/Robot.cpp`
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- 机器人 KDL 正解、逆解、轨迹插补、前端返回格式组装
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- `src/spc_core.cpp`
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- SPC 计算主体
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- `src/FourBarMechanism/*.cpp`
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- 连杆/曲柄滑块算法
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- `src/QuadrupedRobotSimulation/*.cpp`
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- 四足机器人轨迹与反解
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## 10. 如果你要继续顺着看，推荐顺序
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如果你想先搞清“机器人接口”：
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1. `src/smart_json_wrapper.cpp` 里的 `func`
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2. `src/api/KinematicsWebAPI.Core.cpp`
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3. `src/api/KinematicsWebAPI.RobotCommands.cpp`
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4. `src/RobotManager.cpp`
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5. `src/Robot.cpp`
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如果你想先搞清“四足机器人接口”：
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1. `src/api/KinematicsWebAPI.QuadrupedCommands.cpp`
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2. `src/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsHelper.cpp`
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3. `src/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsSimulation.cpp`
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4. `src/QuadrupedRobotSimulation/KinematicsReverse.cpp`
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5. `src/QuadrupedRobotSimulation/CompleteJsonExporter.cpp`
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如果你想先搞清“SPC 接口”：
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1. `src/api/KinematicsWebAPI.SpcCommands.cpp`
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2. `src/spc_core.cpp`
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3. `include/spc_core.h`
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