Gripper

程序只是常驻监听单侧触发，每次触发后执行一次“闭合夹住 -> 监测变化 -> 直接张开”的流程。

展示流程

1. 程序启动后，夹爪先张开。
2. 程序等待任意一侧触觉传感器感受到法向力或切向力。
3. 展示时，把物体从某个侧边扫一下，触发单侧力变化。
4. 触发后夹爪开始闭合，你把物体移动到中间。
5. 闭合过程中检测到物体后，切到低力并保持当前位置。
6. 像 01 一样进入 gripping，先慢慢加力到基础 HOLD_FORCE。
7. 进入 hold_check 后，根据切向力估计物体负载；切向力越大，目标夹紧力越高，并按小步进继续补力。
8. 自适应补力停止并稳定 RELEASE_ARM_DELAY_SECONDS 后，重新记录释放参考力，才开始检测人取物松开。
9. 后续法向力或切向力变化超过阈值，夹爪直接张开到 OPEN_POS。
10. 张开后进入 open_recover，保持张开并等待恢复条件。
11. 夹爪回到 OPEN_POS 初始点位，或法向/切向读数都低于恢复阈值并稳定后，继续休息至少 REARM_SECONDS。
12. 休息结束后才回到 open_wait 并重新武装；休息期间不管有没有物体扫过，都不会闭合。

运行

GUI 的完整模块说明、操作流程、参数表和故障排查见 GUI 使用说明书。 正式产品使用说明书（HTML，含界面截图，可打印/导出 PDF）见 产品使用说明书。

从项目根目录运行：

conda activate py311
python -m gripper.main

只看逻辑、不打开串口：

python -m gripper.main --dry-run

PyQt 可视化展示：

python -m gripper.visualizer

窗口模式运行：

python -m gripper.visualizer --windowed

兼容入口：

python -m gripper.visualizer

默认配置文件：

config\gripper.json

打包

先在 py311 环境里安装 PyInstaller：

conda activate py311
pip install pyinstaller PyOpenGL PyOpenGL_accelerate

然后从项目根目录运行：

python build\build_exe.py

默认使用轻量打包配置，使用 OpenCV DIS 光流和 CPU Poisson 后端，不打包 Torch/CUDA、CuPy 和 Orisys 可选的 Open3D 查看器。项目自己的 PyOpenGL 夹爪 3D 模型仍然可用。当前参考产物约为 340 MiB：

python build\build_exe.py --profile lite --clean-dist

只有需要 RAFT/CUDA 或 CuPy 后端时才使用完整配置。完整配置会包含 CUDA 运行库，产物通常为数 GB：

python build\build_exe.py --profile full --clean-dist

需要包含源码和 Python 3.11 虚拟环境的 Windows x64 包时，在 py311 环境运行：

conda activate py311
python build\build_venv_bundle.py

该包使用精简运行环境，不包含 Torch/CUDA、CuPy 和 Open3D。输出位于 release\GripperDemo02-windows-x64-py311-venv-YYYYMMDD.zip。

轻量配置要求传感器配置中的 tracker.algorithm 为 dis；打包脚本会在 构建前检查并阻止错误的 RAFT 轻量包。

输出文件在：

dist\GripperDemo02\GripperDemo02.exe

打包完成后，脚本会把 config 和 sdk 复制到 exe 同级目录：

dist\GripperDemo02\config
dist\GripperDemo02\sdk

现场修改参数时，直接改 exe 同级的 config\gripper.json。

窗口版 EXE 的运行日志保存在同级 logs 目录。logs\latest.txt 记录最近 一次运行的会话目录；其中 main.log 是 GUI/控制日志，worker_*.log 是 左右传感器进程日志，并包含 OpenCV 原生警告和异常 traceback。程序自动保留 最近 10 次运行。

Linux

Windows 生成的 .exe 仅用于 Windows。Linux 需要在 Linux 环境使用同一份 源码重新安装依赖和打包，推荐 Python 3.11：

python3.11 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install -r requirements-dev.txt
pip install -e ../orisys-sdk
python build/build_exe.py --profile lite --clean-dist

Linux 产物没有 .exe 后缀，位于 dist/GripperDemo02/GripperDemo02。直接 运行源码可使用：

python -m gripper.visualizer --windowed

将 config/gripper.json 的串口从 COM* 改为实际设备，例如 /dev/ttyUSB0；摄像头通常对应 /dev/video0 和 /dev/video1。运行用户需 拥有 video 与 dialout 设备组权限。WSL 还需要先透传 USB 摄像头和串口。

关键配置

• trigger_normal_force: 单侧法向力触发阈值。
• trigger_shear_force: 单侧切向力触发阈值。
• trigger_clear_stable_seconds: 张开恢复后，触发力必须清掉并稳定多久，才允许下一次扫过触发。
• grip_normal_force: 夹住时左右接触阈值。
• grip_requires_both: 是否必须左右都接触才算夹住。
• grip_start_force: 检测到物体后先切到的低力。
• force_ramp_step: 慢慢加力时每次增加多少 force_pct。
• force_ramp_interval: 慢慢加力时两次加力的间隔。
• hold_force: 慢慢加力到这个值后进入 hold_check。
• grip_settle_seconds: 夹住后等待稳定多久再记录参考力。
• adaptive_grip_enabled: 是否启用按切向力估计负载并自适应补夹紧力。
• adaptive_shear_start_force: 切向力低于这个值时，认为是轻物体，只使用最小目标力。
• adaptive_shear_full_force: 切向力达到这个值时，认为负载较大，目标力加到最大目标力。
• adaptive_force_min: 自适应夹持的最小目标力。
• adaptive_force_max: 自适应夹持的最大目标力；重物夹不住优先加这个，但不要超过 force_max。
• adaptive_force_step: 自适应补力时每次增加多少 force_pct。
• adaptive_force_interval: 自适应补力两次之间的间隔，越大越柔和。
• release_arm_delay_seconds: 自适应补力停止后，等待多久再启用“人取物松开”检测。
• release_normal_change: 夹住后法向力变化超过它就松开。
• release_shear_change: 夹住后切向力变化超过它就松开。
• release_open_speed: 检测到松开后，张开到 open_pos 使用的速度。
• release_open_accel: release 张开的加速度。
• release_open_decel: release 张开的减速度。
• rearm_seconds: 夹爪回到 open_pos 或恢复条件成立后，至少休息多久才重新等待触发；休息期间扫过也不会闭合。
• recover_normal_force: 张开恢复时允许重新触发的最大法向残余力。
• recover_shear_force: 张开恢复时允许重新触发的最大切向残余力。
• recover_stable_seconds: 力清空后需要连续稳定多久，才重新等待触发。
• open_position_recover_enabled: 是否允许夹爪回到 open_pos 后直接恢复等待。
• open_position_tolerance: 当前点位和 open_pos 差值小于它，就认为已经回到初始点位。
• open_position_stable_seconds: 回到初始点位后需要稳定多久，才重新等待触发。
• open_position_check_interval: open_recover 中读取夹爪当前位置的间隔。
• normal_force_calibration: 法向力标定，配置在 config\gripper.json。
• shear_force_calibration: 切向力标定，配置在 config\gripper.json。

日志字段

• L/R: 左右法向力，单位 N。
• maxN: 左右法向力最大值，单位 N。
• shear: 左右切向力最大值，单位 N。
• trigger: 是否满足单侧触发条件。
• armed: 是否已经重新武装；只有 trigger=1 armed=1 且是新的一次触发上升沿才会闭合。
• grip_contact: 是否满足夹住接触条件。
• dN: 夹住后当前法向力相对参考值的最大变化，单位 N。
• dShear: 夹住后当前切向力相对参考值的变化，单位 N。
• state: 当前状态。
• hold_pos: 夹住后保持的位置。
• force_pct: 当前夹爪目标力百分比。
• target: 当前根据切向力计算出来的自适应目标力。
• release_armed: 是否已经启用释放检测；0 表示还在补力/等待稳定，1 表示法向或切向变化会触发张开。
• action: 当前动作。

可视化展示

• 左右两边的光流箭头图。
• 左右两边的光流幅值图。
• 左右法向力、左切向力、右切向力。
• 当前 state、action、trigger/armed、grip_contact。
• 当前 force_pct、自适应目标力、速度 speed_pct、hold_pos。
• 顶部有 重启 按钮，会先停止当前控制线程，释放相机与夹爪后再重新启动。
• 当前 release_armed，用于判断系统是在补夹紧力，还是已经开始检测人取物松开。
• 折线图带图例，默认固定 y 轴为 0~3 N，范围在 visualizer.py 顶部的 PLOT_FORCE_Y_MIN_N / PLOT_FORCE_Y_MAX_N 调整。
• 左右传感器 FPS、接触标志、光流均值/最大值。
• 中间 3D 夹爪使用 crt_ctag2f90d_gripper_visualization 里的完整 STL/URDF 实体面片模型；启动时会预缓存 41 个开合档位，运行中只按实际位置切换缓存，避免拖慢控制延迟。

状态说明

• open_wait: 夹爪张开，等待任意单侧触发。
• closing: 单侧触发后正在闭合，等待检测到物体。
• gripping: 检测到物体后低力保持当前位置，并慢慢加力。
• hold_check: 已夹住；先根据切向力自适应补夹紧力，补力稳定后再监测法向/切向变化；变化超过阈值会直接张开。
• open_recover: 已经发出张开命令，正在等待回到初始点位或等待法向/切向残余力清空；这个状态不会闭合夹爪。

常见动作说明

• force-change-release-open: 检测到夹住后的法向或切向变化，已经发出张开命令。
• adaptive-grip-ramp: 切向力显示负载较大，正在按小步进增加夹紧力。
• adaptive-grip-wait: 已经需要更高目标力，但还没到下一次加力时间。
• release-arm-delay: 补力刚停止，正在等待力稳定，暂时不触发松开。
• release-reference-armed: 已重新记录释放参考力，后续法向/切向变化会触发张开。
• open-recover-position: 夹爪当前位置已经接近 OPEN_POS，正在等待到位稳定。
• open-ready-position: 夹爪已经回到初始点位，并且休息时间结束，重新进入等待下一次扫过触发；此时会直接武装，但残余触发保持不变不会自动闭合。
• open-wait-clear-trigger: 已经回到等待状态，但当前力还超过触发阈值，暂时不会闭合。
• open-wait-trigger-clearing: 触发力已经低于阈值，正在等待清零稳定时间。
• open-wait-armed: 触发已经清掉并稳定，下一次扫过可以闭合。
• open-wait-trigger-held: 已经武装，但当前触发不是新上升沿，等待力先降下去再下一次扫过。
• open-recover-wait-force-clear: 夹爪保持张开，但传感器还有残余力，不允许重新闭合。
• open-recover-stabilizing: 力已经低于恢复阈值，正在等待稳定和休息时间结束。
• open-ready: 力已经清空并稳定，并且休息时间结束，重新进入等待下一次扫过触发。