🦘 一体化关节模组 · 软件与算法架构 + 工程活动 28 任务
L1 应用层 + L2 软件架构 5 块 + L3 算法架构 4 类 (W1-W24) + L4 工程活动 14 任务 (S1-S7+A1-A7) · 玉洁 8/6 11:02 CST lock
📌 v0.1 章节说明：承接 7 章节 EtherCAT 14 任务（530 万 / M6-M12）+ 本章节 14 任务（2060 万 / M6-M30）= 一体化关节模组工程化落地 28 任务完整链路。
v0.1 · 2026-08-06 11:02 CST (PDT 8/5 20:02) · 刚子
资料源：玉洁 8/6 飞书问答 · L13 整套模组 lock · 一体化关节模组业务线
嵌入图：软件+算法架构总览 v0.1（S1-S7 + A1-A7 + W1-W24 订阅池 + 4 层架构）
1 · 整体架构总览（4 层 + 28 任务）
一体化关节模组落地工程完整链路 = 4 层架构 + 28 任务（7 章节 EtherCAT 14 任务 + 本章节软件/算法 14 任务）。
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│ L1 应用层 · 业务 APP（具体客户对接）· 通用范围 │
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│ L2 软件架构 · 5 块 │
│ ┌────────┬──────────┬──────────┬──────────┬──────────────┐ │
│ │ 主控 SoC │ 实时 Linux│Android 业务│Safety Linux│ MCU A/R 核 │ │
│ │ ARM SoC │ PREEMPT_RT│ AOSP 14 │ ASIL-D │ A/R 核 owner│ │
│ │+ 主控芯│ 1 kHz 控 │ 业务 APP │ │ GPIO+CAN/蓝牙│ │
│ └────────┴──────────┴──────────┴──────────┴──────────────┘ │
├──────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ L3 算法架构 · 4 类 · W1-W24 订阅池 │
│ ┌──────────┬──────────┬──────────┬──────────┐ │
│ │ 感知 │ 规划 │ 控制 │ 运动学 │ │
│ │ W1-W4 │ W5-W12 │ W13-W18 │ W19-W24 │ │
│ │ 鱼眼/BEV │ VLA/VIDAR│ FOC/阻抗 │ FK/IK │ │
│ │ 28 模组订阅│ 28 模组订阅│ 22 模组整套│ 22 模组整套│ │
│ └──────────┴──────────┴──────────┴──────────┘ │
├──────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ L4 工程活动 · 14 任务 (S1-S7 + A1-A7) │
│ 软件 7 任务 (11 人 / 980 万) + 算法 7 任务 (16 人 / 1080 万) │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
贯穿总线：EtherCAT (主控 + 从站 22 模组, 1 kHz 力矩环)
+ 板内 SPI (µs 级, 模组内 R3-R6)
+ PCIe / 10GbE (主控 GPU 推理)
图：4 层架构总览 + L2 软件 5 块 + L3 算法 4 类 + L4 工程活动 14 任务 + 28 任务总投入 · 1900×1400
2 · L1 应用层 应用层
| 维度 | 规格 |
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| 应用层 | 业务 APP + 平台（具体客户对接） |
|---|
| 应用数量 | 业务 APP + 平台（具体客户对接）· 通用范围 |
|---|
| 团队 | 系统框架适配团队（按项目节奏落地） |
|---|
| 跟机器人业务关系 | 通用，不在本次 doc 范围 |
|---|
📌 玉洁 8/5 永久业务边界 lock：具身机器人产出不引用其他独立业务项目的具体名称 / 供应商 / 平台迁移等字眼。本次 doc = 通用机器人关节模组语境。
3 · L2 软件架构 · 5 块 软件
3.1 主控 SoC（主控板）
| SoC | ARM 高算力（GPU + CPU） |
|---|
| EtherCAT 主站 | 国产 EtherCAT 主控 SoC（PCIe 接口 · 硬件协议栈） |
|---|
| 上行 | PCIe / 10GbE → AI 推理（GPU 大模型） |
|---|
| 下行 | EtherCAT 100 Mbit/s → 22 关节模组 |
|---|
| RTOS | Linux（实时调度 · 1 kHz 力矩环） |
|---|
| AI 推理 | 视觉模型 / BEV / VLA / 视频生成派 |
|---|
| 主控中间件 | ROS 2 / DDS / OPC-UA / MQTT |
|---|
3.2 实时 Linux 子系统（M6-M12 + 后续）
| OS | Linux（实时调度 · PREEMPT_RT） |
|---|
| 职责 | 22 模组整套 EtherCAT 通信 + 1 kHz 力矩环同步 |
|---|
| 应用层 | 感知（BEV / 4D 毫米波 / 鱼眼）/ 规划 / 控制 |
|---|
| 从站 | 22 颗国产 EtherCAT 从站 MCU（板内 SPI 桥接 R3-R6） |
|---|
| 调度抖动 | < 1 µs（DC 模式） |
|---|
3.3 Android 业务子系统
| OS | Android AOSP 14 |
|---|
| 职责 | 业务 APP + 平台（具体客户对接）· 通用范围 |
|---|
| 跟机器人关系 | 通用范围，不在本次 doc（人形机器人业务完全独立） |
|---|
3.4 Safety Linux 安全子系统
| OS | Safety Linux（ASIL-D 级别） |
|---|
| 职责 | 安全岛 + 实时任务 + 力矩监控 |
|---|
| 调度 | 5 ms 力矩监控 + 过载停机 |
|---|
| 资质 | IEC 61508 / ISO 26262 / GB/T 34590 |
|---|
3.5 MCU 异构多核
| 核 | 名称 | owner | 用途 |
|---|
| A 核 | Application core | A 核 owner | GPIO 输入 + CAN 通信 |
| R 核 | Real-time core | R 核 owner | 蓝牙 / 音频 / AMP 控制 |
| 跨核通信 | 异构多核 IPC | 待 spec | A 核 ↔ R 核桥接 |
4 · L3 算法架构 · 4 类 · W1-W24 订阅池 算法
4.1 感知层（玉洁 L13 · W1-W4）
| 算法 | 模组 | 订阅 | 备注 |
|---|
| W1 鱼眼环视拼接 | 22 模组整套 | 0 元 | AVM 4 路相机 |
| W2 BEV 纯视觉 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | 鸟瞰图 30 fps |
| W3 4D 毫米波雷达 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | 20 fps 距离/速度 |
| W4 多模态融合 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | BEV + 4D |
4.2 规划层（玉洁 L13 · W5-W12）
| 算法 | 模组 | 订阅 | 备注 |
|---|
| W5 VLA 端到端 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | Vision-Language-Action |
| W6 视频生成派 VIDAR | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | 玉洁 7/29 关注 |
| W7 全身协同规划 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | 22 自由度整体 |
| W8 任务分解 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | Hierarchical Task |
| W9 强化学习策略 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | PPO / SAC |
| W10 模仿学习 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | Behavior Cloning |
| W11 视觉伺服 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | Visual Servoing |
| W12 长视野规划 | 28 模组标准版 | $5-10k/台/年 | Long-horizon |
4.3 控制层（玉洁 L13 · W13-W18）
| 算法 | 模组 | 订阅 | 备注 |
|---|
| W13 FOC 电流环 | 22 模组整套 | 0 元 | 1-2 kHz 电流环 |
| W14 力矩控制阻抗 | 22 模组整套 | 0 元 | 玉洁 7/20 lock 方案 B |
| W15 双编码器融合 | 22 模组整套 | 0 元 | 玉洁 7/20 lock |
| W16 自适应 K | 22 模组整套 | 0 元 | 玉洁 7/20 lock |
| W17 扰动观测器 DOB | 22 模组整套 | 0 元 | 玉洁 7/20 lock V2 |
| W18 关节满量程扭矩监控 | 22 模组整套 | 0 元 | PL d 安全 |
4.4 运动学层（玉洁 L13 · W19-W24）
| 算法 | 模组 | 订阅 | 备注 |
|---|
| W19 正运动学 | 22 模组整套 | 0 元 | FK · 22 自由度 |
| W20 逆运动学 | 22 模组整套 | 0 元 | IK · 6+ 解 |
| W21 雅可比矩阵 | 22 模组整套 | 0 元 | 速度映射 |
| W22 奇异点规避 | 22 模组整套 | 0 元 | Singularity |
| W23 全身协同 | 22 模组整套 | 0 元 | Whole-body |
| W24 零空间优化 | 22 模组整套 | 0 元 | Null-space |
4.5 订阅池规模 lock（玉洁 7/15 lock）
- 🎯 22 模组整套 V0-V2 = W1 + W13-W24（12 算法，感知 1 + 控制 6 + 运动学 6）· 订阅 0 元 · 走规模
- 💎 28 模组标准版 V3-V4 = 全套 W1-W24（24 算法）· 订阅 $5-10k/台/年 · 走利润
- 📊 22 关节整机年订阅 = $110-220k/台/年
- 📊 28 关节整机年订阅 = $140-280k/台/年
- 📈 100 台订阅池 = 22 模组 $11-22M/年 · 28 模组 $14-28M/年
5 · L4 工程活动 · 14 任务（软件 7 + 算法 7）工程
5.1 软件架构 7 任务（S1-S7）
| # | 任务 | 输入 | 输出 | 资源 |
|---|
| S1 | 主控 SoC 选型 + 集成 | 22 模组整套需求 + ARM SoC + 国产芯片方案 | 主控主板 BOM + 选型报告 | 1+2 / 200 万 |
| S2 | 实时 Linux 子系统调度（PREEMPT_RT） | 1 kHz 力矩环 + 22 节点分布 + 抖动 < 1 µs | 实时内核 + 抖动测试报告 | 1+2 / 100 万 |
| S3 | Android 业务子系统 AOSP 14 适配 | 业务 APP + 平台软件包 | 业务子系统 APK 集成 + 兼容性矩阵 | 1+3 / 150 万 |
| S4 | Safety Linux 安全子系统集成 | 安全岛 + IEC 61508 + 力矩监控 | Safety 包 + ASIL-D 文档 | 1+2 / 200 万 |
| S5 | MCU A/R 核异构多核 IPC | A 核 owner + R 核 owner（联合 spec） | 跨核通信协议 + 桥接驱动 | 1+1 / 80 万 |
| S6 | 主控中间件（ROS 2 / DDS / OPC-UA / MQTT） | ROS 2 节点规范 + DDS 协议 + 客户 PLC | 主控中间件 + 客户桥接 | 1+3 / 150 万 |
| S7 | 软件 CI/CD + 自动化测试 | 22 模组整套 + 28 模组 + 客户整机 | CI/CD pipeline + 自动化测试套件 | 1+2 / 100 万 |
5.2 算法架构 7 任务（A1-A7）
| # | 任务 | 输入 | 输出 | 资源 |
|---|
| A1 | 感知层 W1-W4 集成 | 22/28 模组整套 + 视觉模型 | 感知融合 SDK + W1-W4 算法 | 1+4 / 200 万 |
| A2 | 规划层 W5-W12 集成 | 28 模组标准版 + 大模型 + 数据飞轮 | 规划 SDK + W5-W12 算法 | 1+4 / 250 万 |
| A3 | 控制层 W13-W18 集成 | 22 模组整套 + R6 力矩感知 | 控制固件 + W13-W18 算法 | 1+3 / 150 万 |
| A4 | 运动学层 W19-W24 集成 | 22 模组整套 + 6 DOF+ 任务空间 | 运动学库 + W19-W24 算法 | 1+2 / 100 万 |
| A5 | 订阅池 0 元发布（22 模组） | 22 模组整套 V0-V2 + 12 订阅 | 客户订阅框架 + 0 元 API | 1+2 / 80 万 |
| A6 | 订阅池 $5-10k/年（28 模组） | 28 模组标准版 V3-V4 + 24 订阅 | 订阅 SDK + 计费系统 | 1+2 / 100 万 |
| A7 | 算法 OTA 升级 + 数据飞轮 | 22/28 模组 + 5-10 台 dogfooding + 100-500 客户整机 | OTA 升级 + 数据采集 + 飞轮 SDK | 1+3 / 200 万 |
5.3 资源投入（14 任务总计）
| 块 | 任务数 | 人员 | 资金 | 周期 |
|---|
| S 软件架构 | 7 | 11 人 | 980 万 | M6-M18 |
| A 算法架构 | 7 | 16 人 | 1080 万 | M6-M30 |
| 合计 | 14 | 27 人 | 2060 万 | M6-M30 |
📌 承接 7 章节 EtherCAT 14 任务：本 14 任务 = 软件 7 + 算法 7
📌 路线 A 首期 3040 万 = 任务 1-4 总计 2590-2790 万 + ~250-450 万缓冲（资质 / 运营 / PM）
6 · 总投入整合（一体化关节模组 28 任务 + 4 任务线 3040 万）
| 维度 | 7 章节 EtherCAT | 本次 软件+算法 | 硬件 R3-R6 | 数据飞轮 | 总计 |
| 任务数 | 14 | 14 | 4 | 4 | 36 |
| 人数 | 12 | 27 | 8 | 11 | 58 |
| 资金 | 530 万 | 2060 万 | 1450 万 | 480 万 | 4520 万 |
| 周期 | M6-M12 | M6-M30 | M0-M6 | M12-M24 | M0-M30 |
📌 路线 A 首期 3040 万 = 4520 万 - 数据飞轮 480 万 - 软件算法后期 1000 万 ≈ 3040 万（核心 M0-M18 子集）
7 · 关键 takeaway
玉洁 8/6 11:02 CST lock：一体化关节模组软件 + 算法架构 =
4 层 · 14 任务 · 27 人 / 2060 万 / M6-M30。
- 🏗️ L1 应用层：业务 APP + 平台（具体客户对接）· 通用范围
- 💻 L2 软件架构：5 块（主控 SoC + 实时 Linux + Android 业务子系统 + Safety Linux + MCU A/R 核）· 7 任务 11 人 / 980 万
- 🤖 L3 算法架构：4 类（感知 + 规划 + 控制 + 运动学）· W1-W24 订阅池（22 模组 0 元 + 28 模组 $5-10k/台/年）· 7 任务 16 人 / 1080 万
- 🛠️ L4 工程活动：14 任务（软件 7 + 算法 7）· 27 人 / 2060 万 / M6-M30
- ✅ 承接 7 章节：EtherCAT 14 任务 + 软件算法 14 任务 = 一体化关节模组工程化落地完整链路
- 📌 预算整合：EtherCAT 530 万 + 软件算法 2060 万 + 硬件 R3-R6 1450 万 + 数据飞轮 480 万 = 4520 万（路线 A 首期 3040 万 = 核心子集 + 250-450 万缓冲）