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帧头与采样状态

需要：uBotSensor 0.1.x（含依赖 uBotCore）

了解帧头（Frame Header）里有什么，以及怎样判断一帧数据能不能用、有没有新数据。

帧头字段

Section titled “帧头字段”

每次采样都会生成一个帧头（UBot Frame Header），随数据一起出现在事件和 Get Latest … 节点里。

字段 类型 含义
Sensor Id String 传感器 id；留空时用组件名
Frame Id String 传感器所在的坐标系名；留空时等于 Sensor Id
Sequence Integer64 帧序号，每个传感器组件各算各的，每次采样加 1
Timestamp Seconds Float (double) 采样时的仿真时间，单位秒
Valid Boolean 只有 Status 为 Valid 时为 true
Status EUBot Sample Status 本次采样的结果，见下表

Sensor Id 和 Frame Id 怎样取值，见标识与命名。

状态码

Section titled “状态码”

状态码（Status）的类型是 EUBot Sample Status：

Status 什么时候出现
Valid 正常样本，数据可以直接使用
Warming Up IMU 和里程计要靠相邻样本的差分算速度，刚启动或刚被重置时历史不够，这几次采样是预热样本
Invalid Delta Time 与上次采样的间隔不合理，历史被清空：IMU 为 0 或超过 Max Sample Delta Seconds；里程计小于 Minimum Valid Delta Seconds（默认 0.0001 s）或超过 Maximum Valid Delta Seconds；两个上限默认都是 0.5 s
Teleport Detected 两次采样间的位移或转角超过阈值（IMU 和里程计默认 5 m 或 120°），视为瞬移，历史被清空
Disabled Sensor Enabled 为 false 时手动调用 Sample Sensor 得到的样本
Error 采样出错，比如激光雷达的扫描范围无效；帧头的默认值也是它，表示还没采样过

各传感器什么时候给出哪个状态，见它自己的页面，比如 IMU 传感器。

判断一帧能不能用

Section titled “判断一帧能不能用”

不是 Valid 的样本也会触发事件。用到速度、加速度这类差分结果之前，先检查 Valid：

连线：

  1. On Sensor Sampled (IMU) 的 执行，连到 Branch 的 执行
  2. On Sensor Sampled (IMU) 的 Header，连到 Break UBot Frame Header 的 UBot Frame Header
  3. Break UBot Frame Header 的 Valid，连到 Branch 的 Condition
只在有效样本时继续

差分得到的速度和加速度只在有效样本里有值。

用 Sequence 判断是否有新数据

Section titled “用 Sequence 判断是否有新数据”

用事件取数时，每个样本触发一次事件，不需要比较 Sequence。在 Event Tick 里用 Get Latest … 主动读取时，同一个样本可能被读到好几次，Sequence 和上次处理的不同，才是新样本：

连线：

  1. Event Tick 的 执行，连到 Branch 的 执行
  2. IMU 的 IMU，连到 Get Latest Frame Header 的 Target
  3. Get Latest Frame Header 的 Return Value，连到 Break UBot Frame Header 的 UBot Frame Header
  4. Break UBot Frame Header 的 Sequence，连到 Not Equal (Integer64) 的 A
  5. Not Equal (Integer64) 的 Return Value，连到 Branch 的 Condition
轮询时，只在 Sequence 变化时处理样本
  1. B 接一个 Integer64 变量，保存上次处理的序号（初值 0）。
  2. 为 True 时处理样本。

处理完样本以后，把保存的序号设为这次的 Sequence，下一帧才能和新样本比较。

序号的规则：

  • 每个传感器组件的第一个样本是 1，之后每个样本加 1。无效样本和手动 Sample Sensor 得到的样本也算。
  • Stop Sensor 再 Start Sensor 不会让序号回到 1。
  • 两次读到的序号相差大于 1，说明中间有样本没读到。
  • 因帧率太低而跳过的采样时刻不占序号，它们只计入 Get Dropped Sample Count。

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