《实时控制软件设计》之机器人咖啡角

目前常用的工业机器人大致可分为三种：

1）六轴关节机器人 http://www.siasun.com/product/industrialrobot/SR10A.html
2）Delta并联机器人 http://www.siasun.com/product/railtransit/delta.html
3）SCARA机器人 http://www.siasun.com/product/industrialrobot/product20140924101702.html

从运动学的角度，第一种最复杂，最后一种最简单，接下来我们就以SCARA机器人原理构造一个原型机器人应用软件。
SCARA机器人通常有四轴，其中第一轴和第二轴基本描述了机器人的主要运动，见下面的动画：
https://en.wikipedia.org/wiki/SCARA#/media/File:SCARA_left.gif

所以，我们进一步把SCARA机器人简化为如上图所示的两轴平面机器人，并实现一个自动化咖啡角，我们后续的作业，将围绕这个咖啡角展开。
By the way, 机器人泡的咖啡会更好喝么，好像也没有定论，参见： http://www.guokr.com/article/437568/

首先第一步先定义系统需求，咖啡小店里没有人，只有：
1）两轴SCARA平面机器人，固定在一个位置。（在原型系统中我们只关注二维坐标）
2）咖啡机：有多个工位，用于空杯储备，加浓缩咖啡，加牛奶，加巧克力糖浆.....，每个工位都有一个笛卡尔坐标值(x,y)
3）控制器：根据咖啡配方控制机器人的运动序列，取空杯，制作咖啡，并把做好的咖啡放到柜台。
4）操作面板：用户通过按钮选择咖啡类型（美式，拿铁，摩卡...）、杯子大小（Tall,Grande,Venti）和数量，用户确认后操作面板把订单发送给控制器，并在面板屏幕上显示咖啡当前的制作进度。

大家将自由组队完成咖啡角软件的开发。
稍后我会提供一个测试程序，大家用来测试咖啡角软件是否完成了所需的功能。
针对这个项目，如何进行需求分析？如何评估工作量？如何开展软件开发过程？可以带着这些问题，快速通读《构建之法》，写第二篇读书笔记，来回答这些问题或提出自己的困惑。

建议大家同步学习ETH zurich的《Computing: Art, Magic, Science - Part II》在线课程：
https://www.edx.org/course/computing-art-magic-science-part-ii-ethx-cams-ii-x#!
该课程的第三周内容，通过例子和在线测试，讲解了如何进行面向对象的设计，如何定义类，如何应用设计模式等等。
而平面机器人的正逆运动学计算、运动规划等，可以通过调用或修改OROCOS/KDL的相关代码来实现。