设计目的

Birdiebot目标感知与决策框架（Birdiebot Target Prception And Decision Making Framework，BTPDM）是一款针对RMUC/RMUL/RMUT开发的基于python开源框架。

BTPDM在开始设计的初期，希望能够帮助RoboMaster的参赛队伍能够快速地开发和调试机器人的上位机部分，而无需花费时间解决繁琐的编译、跨平台调试等问题。事实上，在开发的前期，我们也使用了不同类型的开发板，由于系统架构的原因，编译型语言在不同架构（X86、ARM、AARCH64）的上位机对框架表现出了大量的问题。因此，BTPDM采用了脚本语言开发和实现。

随着RoboMaster赛事的发展和迭代。赛场上不同环境一直处于变化和更新。BTPDM希望在框架的底层实现通用的类模板和接口，后续随着功能的不断更新以及赛事规则的更改，能够仅仅只添加的相应的 任务（task） 和 重写（overwriting） 类的方法，实现机器人的功能。

BTPDM希望在保证系统稳定的前提下，满足一定程度的机器人实时处理需求，这一点可以参照性能分析。

机器人功能解耦

开放系统互连参考模型 (Open System Interconnect, OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。OSI将计算机网络中各个模块进行解耦并实现各个层级之间的各种协议。

BTPDM参考了OSI/RM的设计模式，将机器人系统解耦为五个部分称之为木鸢机器人互联参考模型（Birdiebot Robot System Interconnection Reference Model，BRS/RM）。在BRS/RM中，机器人的各个功能结从高到低分别为物理层、执行层、会话层、决策层、数据融合与处理层。

• 物理层：机器人机械部分，包括电池、电机、电调等机构
• 执行层：MCU
• 会话层：BCP链路上的各类设备和BCP本身，实现上位机与MCU的通讯交互
• 决策层：通过对系统中产生的各类数据转换为最优决策
• 数据融合与处理层：获取各类图像及传感器信息，并将其处理

线程之间的关系

BTPDM中的运行过程中会创建超过4个线程，这些线程包括了：

• 主线程：任务调度器分配的正在执行的任务
• 图像读取线程
• BCP读取线程
• BCP写入线程
• 底盘控制决策线程
• 其他线程

这些线程 通常 在BTPDM启动时候被创建，在程序结束时被自动释放。这得益于BTPDM的任务调度器机制。具体的说，BTPDM经常启动时，会在主线程中启动任务调度器，任务调度器的生命周期与BTPDM的生存周期是相同的。任务调度器会根据程序执行的需要，打开相应的线程。在程序退出或发生异常时，任务调度器会对存续的线程对象执行清理。

BTPDM究竟在做什么

而在BTPDM中，主要实现的是上位机处理的会话层、决策层及数据融合与处理层。简单来说，BTPDM会通过USART读取信息，实时获取当前需要的机器人状态。通过一个中心的任务调度器，来实时将系统性能分配给不同的任务。任务调度器所选择的任务会有限占用主线程，对任务进行处理转化为决策数据后，会将数据转化为BCP帧。BCP帧本质上是一串十六进制的bytes数据，在会话层上BCP链路中的各类设备会将BCP数据完成重新组包，并执行相应的决策。BTPDM的数据流图如下：