glyph_motion

glyph_motion は、フォントまたは KanjiVG 由来の筆順付きストロークをロボット書字用の移動命令へ変換し、COBOTTA b-CAP または ese774_frame 経由で実行するためのライブラリである。

構成

glyph_motion/
  lib/
    font_*.py
  font_motion_builder.py
  font_robot_motion_builder.py
  font_robot_writer.py
  font_bcap_cobotta_writer.py
  server_fastapi/
    models/
    routers/
    clients/
    spec_writer.py
    server.py
examples/
  run_font_bcap_cobotta_writer_server.py
  client_write_text.py

lib/ 以下は純粋なフォント処理層である。TTF/TTC、KanjiVG、輪郭、中心線、筆順付きストロークなどを扱い、ロボット固有処理を持たない。

font_motion_builder.py は、フォント由来のストロークまたは中心線をロボット非依存の相対移動命令へ変換する。

font_robot_motion_builder.py と font_robot_writer.py は、文字列をロボット書字向けの抽象命令列へ変換する層である。ペンアップ、ペンダウン、書字速度、移動速度、Z 方向退避量などを扱うが、COBOTTA 固有 API には依存しない。

font_bcap_cobotta_writer.py は、CobottaBcap を用いて抽象書字命令を COBOTTA b-CAP の相対 P 移動へ変換して実行する制御クラスである。

server_fastapi/ は、CobottaBcapFontWriter を ese774_frame の透過 API として公開するサーバー層である。

COBOTTA b-CAP 書字クラス

CobottaBcapFontWriter は、COBOTTA b-CAP を用いて任意文字列を書くためのクラスライブラリである。実行スクリプトではなく、ローカル利用、サーバー利用、テスト利用から呼び出すための制御クラスである。

主な API は以下である。

connect()
prepare()
write_text(text, layout=None, execute=True)
preview_text(text, layout=None, max_commands=20)
halt()
reset_error()
disconnect()
get_current_position()
get_config()
set_config(values)
set_text_parameters(...)
set_motion_parameters(...)
set_origin_parameters(...)
set_transform_parameters(...)

write_text() は、文字列から筆順付きロボット命令を生成し、必要に応じて b-CAP 接続、TakeArm、MotorOn、加減速設定、開始姿勢準備を行ったうえで、CobottaBcap.robo_dmove(..., coord_mode="P") により実行する。

preview_text() は、ロボットへ投入せずに生成命令数と先頭命令の概要を返す。

設定

主要設定は CobottaBcapFontWriterConfig に集約される。

接続設定

host
port
kanjivg_directory

文字生成設定

layout
character_height_mm
character_spacing_mm
pen_lift_height_mm
curve_division

character_height_mm は一文字の高さである。curve_division は曲線分割数であり、大きくすると軌跡は滑らかになるが命令数は増える。

モーション設定

drawing_speed
travel_speed
pen_up_speed
pen_down_speed
approach_speed
accel
decel
move_interval_sec
max_travel_step_mm
skip_zero_move
zero_move_epsilon

drawing_speed は筆記中の XY 移動速度である。travel_speed は非筆記 XY 移動速度である。pen_up_speed と pen_down_speed は Z 方向の退避・接触動作に使う。move_interval_sec は各移動命令投入後の待ち時間であり、0.0 にすると投入間隔を詰める。max_travel_step_mm は非筆記時の大きな XY 移動を分割する上限である。

速度が遅い場合は、まず travel_speed、drawing_speed、accel、decel、move_interval_sec、curve_division を調整する。

原点・書字面設定

origin_mode
surface_z_mode
robot_origin_x
robot_origin_y
robot_surface_z
approach_lift_height_mm

origin_mode は以下を想定する。

current_as_first_stroke
current_as_origin
absolute_origin

current_as_first_stroke は、現在位置の XY を最初の筆画始点とみなす。初回の大きな XY 移動を抑制するため、実機調整時の既定値として扱う。

current_as_origin は、現在位置の XY を文字座標 (0, 0) とみなす。

absolute_origin は、robot_origin_x と robot_origin_y を文字座標 (0, 0) とみなす。

surface_z_mode は以下を想定する。

current
absolute

current は現在 Z を書字面 Z とみなす。absolute は robot_surface_z を書字面 Z とみなす。

座標写像設定

robot_x_sign
robot_y_sign
robot_z_sign
robot_x_scale
robot_y_scale
robot_z_scale
robot_drx
robot_dry
robot_drz

文字座標と COBOTTA P 座標の向き・倍率・姿勢差分を設定する。紙面の置き方、ペン姿勢、ロボット座標系に合わせて変更する。

ese774_frame サーバー化

COBOTTA 文字書字処理は、通信量が少なく、画像転送のような連続大容量通信を必要としない。そのため、gRPC ではなく ese774_frame の FastAPI 透過 API として公開する。

公開オブジェクト名は以下である。

cobotta_writer

公開 API は server_fastapi/spec_writer.py に定義する。

主な API は以下である。

connect
prepare
disconnect
close
halt
reset_error
is_connected
get_current_position
get_config
set_config
set_text_parameters
set_motion_parameters
set_origin_parameters
set_transform_parameters
preview_text
write_text

サーバー起動例は examples/run_font_bcap_cobotta_writer_server.py に置く。クライアント例は examples/client_write_text.py に置く。

運用上の注意

実機で動作させる前に preview_text() で命令数と先頭命令を確認する。

初回調整では、origin_mode="current_as_first_stroke" と surface_z_mode="current" を使い、ペン先を最初の筆画始点かつ書字面に合わせてから実行する。

可動範囲外エラーが出る場合は、原点モード、文字サイズ、XY 符号、XY スケール、現在位置を確認する。

筆記が遅すぎる場合は、move_interval_sec を 0.0 にし、travel_speed、drawing_speed、accel、decel を上げる。曲線分割が過剰な場合は curve_division を下げる。