基于SD卡的智能車軌跡分析

葉開 秦航 陳東紅 張偉 陳錫愛

摘 要：針對(duì)攝像頭智能車運(yùn)行時(shí)圖像數(shù)據(jù)過大，無法利用藍(lán)牙或者2.4G實(shí)時(shí)傳輸?shù)膯栴}，本文設(shè)計(jì)了一款基于SD卡的智能車軌跡分析的產(chǎn)品。研究人員利用SD卡記錄小車運(yùn)行軌跡，然后使用上位機(jī)導(dǎo)出相應(yīng)的圖像和速度信息，并保存至文件夾和數(shù)據(jù)庫中。同時(shí)，研究人員還可以利用上位機(jī)，進(jìn)行軌跡算法的仿真，實(shí)現(xiàn)了離線調(diào)試的功能，提高了調(diào)試效率。

關(guān)鍵詞：SD卡 攝像頭 智能車 算法仿真

中圖分類號(hào)：TP24 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）06（a）-0013-03

在小車的控制中，很多算法會(huì)因小車的運(yùn)行情況的不同而發(fā)生改變。所以為了對(duì)小車運(yùn)行軌跡有一個(gè)良好的規(guī)劃，研究人員往往需要小車運(yùn)行時(shí)的圖像和速度信息。

大部分藍(lán)牙支持最大波特率是115200bps，所以每毫秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)是120字節(jié)，并且當(dāng)使用最大波特率時(shí)，數(shù)據(jù)的丟包率較高，無法做到圖像和速度的實(shí)時(shí)傳輸要求。

而使用串口數(shù)據(jù)線連接時(shí)，雖然支持的波特率較高，可以實(shí)時(shí)查看信息。但由于數(shù)據(jù)線拖拽的原因，小車需要靜止在賽道中，不能運(yùn)行。

本文使用了金士頓8GB的Micro SD卡，通過SPI寫數(shù)據(jù)模式，實(shí)測(cè)寫1536個(gè)字節(jié)傳輸花1.2ms，數(shù)據(jù)燒寫花3.1ms。小于攝像頭的場(chǎng)中斷時(shí)間，可以實(shí)時(shí)儲(chǔ)存當(dāng)前的圖像和速度信息。

1 整體設(shè)計(jì)

整個(gè)控制系統(tǒng)由K60主控芯片，OV7725攝像頭，SD卡存儲(chǔ)模塊和基于Visual Studio 2013的上位機(jī)平臺(tái)。首先，利用SD卡存儲(chǔ)小車的軌跡信息，然后，取下SD卡，將其插入讀卡器中，利用上位機(jī)中解碼方式導(dǎo)出圖像和數(shù)據(jù)，并存入對(duì)應(yīng)文件夾中。

軌跡算法仿真時(shí)，先編寫算法在Detailed_algorithm的類中，然后導(dǎo)入相應(yīng)文件夾中的內(nèi)容。運(yùn)行上位機(jī)，檢查算法優(yōu)劣。

系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 上下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

2.1 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

K60主控板接通電源，首先初始化SD卡、攝像頭等模塊，然后開啟DMA傳輸攝像頭的數(shù)據(jù)，直至攝像頭的場(chǎng)中斷到來，接收完一幀圖像，開始SD卡的存儲(chǔ)。然后，發(fā)送ACMD23指令，預(yù)擦除數(shù)據(jù)塊，發(fā)送CMD25指令，寫入數(shù)2.2 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)

啟動(dòng)上位機(jī)，點(diǎn)擊“導(dǎo)出圖像和數(shù)據(jù)”按鈕，這時(shí)，上位機(jī)利用其解碼格式，將讀卡器中SD的數(shù)據(jù)導(dǎo)出至選中的文件夾中，同時(shí)，也將導(dǎo)出數(shù)據(jù)至對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中。具體流程，如圖3所示。

軌跡算法仿真時(shí)，先編寫算法在Detailed_algorithm的類中，然后點(diǎn)擊“導(dǎo)入圖像和數(shù)據(jù)”按鈕，導(dǎo)入內(nèi)容至上位機(jī)。上位機(jī)根據(jù)之前的圖像和軌跡信息，判斷算法能否實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。具體流程如圖4所示。

2.3 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)

上位機(jī)界面分為兩個(gè)部分：圖像播放和算法仿真。

圖像播放部分中，你可以選擇圖像的播放速度，然后點(diǎn)擊當(dāng)前幀播放或從頭播放。這時(shí)，上位機(jī)會(huì)以設(shè)定的播放速度播放圖像，這時(shí)你將看到小車運(yùn)行時(shí)攝像頭所拍攝的視頻。

圖像的下方是返回的速度信息以及上位機(jī)中的算法所需的一些參數(shù)信息。你可以查看每一幀圖像所對(duì)應(yīng)的信息，提高了調(diào)試效率和方便了查找程度的bug。

圖像的右方是在當(dāng)前幀附近一段時(shí)間的速度和電機(jī)輸出的曲線?？梢郧逦姆从吵鲕嚨倪\(yùn)行趨勢(shì)。

算法仿真部分中，你可以編寫相應(yīng)的程序在Visual Studio 2013的C#語言平臺(tái)。然后根據(jù)你之前存儲(chǔ)的大量圖片數(shù)據(jù)。首先，判斷算法是否有誤判或者漏判，然后，根據(jù)所獲得的車身姿態(tài)等數(shù)據(jù)判斷你的算法能否起到應(yīng)有的控制效果。從而可以智能的分析算法的優(yōu)劣。

3 結(jié)語

要達(dá)到一個(gè)好的結(jié)果，一個(gè)好的調(diào)試工具是必不可少的，智能化的調(diào)試方法必將取代傻瓜式的數(shù)據(jù)試驗(yàn)。

文章設(shè)計(jì)的基于SD卡的智能車軌跡分析的產(chǎn)品使得研究人員可以查看小車運(yùn)行時(shí)的圖像和軌跡信息，并以此實(shí)現(xiàn)軌跡算法的仿真，分析算法的優(yōu)劣，從而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)試的目的。使用本產(chǎn)品方便了離線分析，使得研究人員更易查找bug，提高了調(diào)試的效率。

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