phonerail/.claude/pcb2_npth.py

# -*- coding: utf-8 -*-
u"""把**封装自带、API 读不出来的钻孔**从内层铺铜的反焊盘里反解出来。

    /c/Python314/python .claude/pcb2_npth.py            # 打印
    /c/Python314/python .claude/pcb2_npth.py --write    # 存 _pcb2_npth.json（布线脚本读它）

## 为什么要这么绕

J23（USB-C 母座）的封装里有两个 **Ø0.60 的非金属化定位孔**。它们不是焊盘：
`pcb_PrimitivePad.getAll()` 里没有，`pcb_PrimitiveRegion` / `pcb_PrimitiveFill` 是空的，
`pcb_Primitive.getPrimitiveByPrimitiveId('e55')` 也拿不到 —— 封装内部的图元 API 不给。
唯一能看见它们的地方是 **DRC**（「挖槽区域 到 导线」）和**内层铺铜给它们让出来的反焊盘**。

⇒ 本脚本把 Inner1/Inner2 的铺铜环读回来，找出里面的**圆弧**，
   按「已知过孔的反焊盘半径 − 过孔半径」标定出铺铜净距，再反推出每个圆孔的真实半径；
   最后把**对不上任何焊盘/过孔的那些圆**报出来 —— 那就是封装自带的孔。

2026-09-06 实测：J23 上两个 **Ø0.600 @ (213.660, 59.100) / (213.660, 64.900)**，
正好卡在 A1B12 / B1A12 两个 GND 焊盘的**外侧角上**，
所以「从 GND 焊盘往东拉一小段线打过孔」这条最自然的走法是走不通的。
DRC 报的「距离为 0mil」就是线正压在孔上。

⚠️ 这套反推**只对圆孔成立**。槽孔（SLOT）的反焊盘是跑道形，两端的圆弧半径
   等于槽半宽，会被当成两个小圆报出来 —— 所以下面按「圆心和已知焊盘中心对得上」
   把它们滤掉，剩下的才当未知孔。
"""
import json
import math
import os
import sys

HERE = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
sys.path.insert(0, HERE)
from eda import run
import inner1_verify as IV
import pcb2_route_dp as R

OUT = os.path.join(HERE, '_pcb2_npth.json')
MINPTS = 10          # 至少这么多个连续点拟合同一个圆才算一段弧
TOL = 0.010          # 拟合残差上限（mm）


def circle3(a, b, c):
    u"""三点定圆；共线返回 None。"""
    ax, ay = a
    bx, by = b
    cx, cy = c
    d = 2.0 * (ax * (by - cy) + bx * (cy - ay) + cx * (ay - by))
    if abs(d) < 1e-9:
        return None
    ux = ((ax * ax + ay * ay) * (by - cy) + (bx * bx + by * by) * (cy - ay)
          + (cx * cx + cy * cy) * (ay - by)) / d
    uy = ((ax * ax + ay * ay) * (cx - bx) + (bx * bx + by * by) * (ax - cx)
          + (cx * cx + cy * cy) * (bx - ax)) / d
    return (ux, uy, math.hypot(ax - ux, ay - uy))


def arcs(poly):
    u"""从一个环里挑出所有圆弧段 -> [(cx, cy, r), ...]（贪心地往后延伸）。"""
    out = []
    n = len(poly)
    i = 0
    while i < n - 2:
        c = circle3(poly[i], poly[i + 1], poly[i + 2])
        if not c or c[2] > 5.0:
            i += 1
            continue
        j = i + 3
        while j < n and abs(math.hypot(poly[j][0] - c[0], poly[j][1] - c[1]) - c[2]) < TOL:
            j += 1
        if j - i >= MINPTS:
            pts = poly[i:j]
            sx = sum(p[0] for p in pts) / len(pts)
            sy = sum(p[1] for p in pts) / len(pts)
            # 用整段重新拟一次圆心（三点法对噪声敏感）
            c2 = circle3(pts[0], pts[len(pts) // 2], pts[-1])
            out.append(c2 or c)
            i = j
        else:
            i += 1
    return out


def main():
    r = run(IV.JS, timeout=300)
    if not r.get('success'):
        sys.exit(u'读回铺铜失败: ' + json.dumps(r, ensure_ascii=False)[:400])
    data = r['result']
    found = []
    for key, d in data.items():
        if d['layer'] not in (15, 16):
            continue
        for rg in d['rings']:
            pl = IV.ring_to_poly(rg)
            if len(pl) >= 3:
                found += arcs(pl)
    # 去重（同一个孔在 Inner1 / Inner2 上各有一份）
    uniq = {}
    for cx, cy, rr in found:
        uniq[(round(cx, 2), round(cy, 2), round(rr, 2))] = (cx, cy, rr)
    circles = sorted(uniq.values(), key=lambda t: (t[1], t[0]))
    print(u'铺铜环里一共拟出 %d 段不重复的圆弧' % len(circles))

    pads, vias, _lines = R.geom()
    # ── 标定铺铜净距：拿圆心和过孔中心对得上的那些 ──
    clr = []
    for cx, cy, rr in circles:
        for v in vias:
            if math.hypot(cx - v['x'], cy - v['y']) < 0.02:
                clr.append(rr - v['r'])
                break
    if not clr:
        sys.exit(u'一个过孔的反焊盘都没认出来，标定不了净距')
    clr.sort()
    C = clr[len(clr) // 2]
    spread = clr[-1] - clr[0]
    print(u'反焊盘净距标定：%d 个过孔，中位数 %.4f mm（离散度 %.4f）' % (len(clr), C, spread))
    if spread > 0.02:
        print(u'  [!!] 离散度偏大，下面反推出来的孔径要打个问号')

    # ── 认领：圆心对得上某个过孔 / 某个带孔焊盘的，就不是未知孔 ──
    holed = [p for p in pads if p['lay'] == 12 or True]
    unknown = []
    for cx, cy, rr in circles:
        if any(math.hypot(cx - v['x'], cy - v['y']) < 0.05 for v in vias):
            continue
        if any(math.hypot(cx - p['x'], cy - p['y']) < 0.05 for p in holed):
            continue
        # 槽孔两端的圆弧：圆心落在某个焊盘矩形里
        if any(abs(cx - p['x']) <= p['hw'] + 1e-6 and abs(cy - p['y']) <= p['hh'] + 1e-6
               for p in holed):
            continue
        hr = rr - C
        # 剩下的圆弧大多是**几何噪声**，两类：
        #   · 铺铜多边形自己的凸角（铜面内缩 0.358 之后就是一段 r=0.358 的圆角）-> hr ≈ 0
        #   · 板框四角的 R5 -> hr ≈ 4.04
        # 真正的孔在 0.1~3.0 mm 之间。
        if 0.05 <= hr <= 1.5:
            unknown.append((cx, cy, hr))

    print(u'')
    print(u'对不上任何焊盘/过孔、孔径又在 0.1~3.0 mm 的圆孔 %d 个'
          u'（= 封装自带、API 读不出来的那种）:' % len(unknown))
    for cx, cy, hr in unknown:
        print(u'   (%8.3f, %8.3f)  Ø%.3f mm' % (cx, cy, hr * 2))
    if '--write' in sys.argv:
        json.dump([[round(cx, 4), round(cy, 4), round(hr, 4)] for cx, cy, hr in unknown],
                  open(OUT, 'w', encoding='utf-8'))
        print(u'已写入 %s' % os.path.basename(OUT))


if __name__ == '__main__':
    main()