C路: VL53L0X 用户态I2C直驱 + 高速模式 29.6fps

- 搬运 ST API C 源码到 lib/vl53l0x/, 替换 I2C 层为用户态 i2c-dev
- 新增 vl53l0x_platform_user.cpp: WriteMulti/ReadMulti 等全平台接口
- 重写 vl53l0x.cpp: start时unbind内核驱动, 单次测距, 无后台轮询
- 高速模式 20000μs timing budget, 模型缓存零污染(41-43ms)
- LiDAR 每5帧一读(~20ms), 隔帧模型推理, fps 25.1→29.6 (+18%)
- 同事的LiDAR避障集成: 12个配置参数, 中线变形绕行, 刹车注释
- nice -10 + sched_yield 优先级优化
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spdis
2026-06-17 13:47:13 +08:00
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+243 -134
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@@ -3,119 +3,98 @@
## 坐标系统一览
```
Camera 输出 640×480 MJPEG
CONVERT_RGB=0 + IMREAD_REDUCED_COLOR_4
→ 1/4 MJPEG 解码 → raw_frame = 160×120
┌───────────┤
▼ ▼ (raw_frame.cols/rows 决定分母)
巡线空间 显示空间 模型空间
(line_tracking (newWidth × newHeight) 160×120 (正常)
_width × calc_scale = 2 640×480 (回退模式)
line_tracking newWidth = lt_w × 2
_height) newHeight = lt_h × 2
典型值 80×60
Camera 输出 640×480 MJPEG
CONVERT_RGB=0 + IMREAD_REDUCED_COLOR_4
→ 1/4 MJPEG 解码 → raw_frame = 160×120
┌───────────┤
▼ ▼ (raw_frame.cols/rows 决定分母)
巡线空间 显示空间 模型空间
(line_tracking (newWidth × newHeight) 160×120 (正常)
_width × calc_scale = 2 640×480 (回退模式)
line_tracking newWidth = lt_w × 2
_height) newHeight = lt_h × 2
典型值 80×60
```
**关键换算关系(正常模式 raw_frame = 160×120):**
- 模型空间 → 巡线空间:`col_lt = cx * line_tracking_width / 160``row_lt = cy * line_tracking_height / 120`
- 巡线空间 → 显示空间:`pixel = value * calc_scale`calc_scale = 2
- newWidth / newHeight 取决于屏幕物理分辨率,由 `CameraInit` 动态计算
- line_tracking_width / height = newWidth/calc_scale, newHeight/calc_scale
- `line_tracking_width / height` = `newWidth / calc_scale`, `newHeight / calc_scale`
- newWidth / newHeight `CameraInit` 读取 `/dev/fb0` 屏幕分辨率后动态计算
**⚠ 回退模式:** 当 CONVERT_RGB=0 未生效时,raw_frame = 640×480,模型框坐标也在 640×480 空间。
此时 LCD 渲染硬编码除以 160/120会出错,但正常运行时不会进入此模式。
此时 LCD 渲染硬编码缩放 `newWidth/160.0f` 会出错,但正常运行时不会进入此模式。
---
## 主循环 (main.cpp → CameraHandler)
## 主循环 (`main.cpp`)
```
main()
├── cfg_load_all() # 从工作目录文件读取全部配置
├── CameraInit(0, dest_fps, 320, 240) # 打开摄像头, LCD, 模型, I2C
├── ControlInit() # 初始化双电机 GPIO + PWM
├── cfg_load_all() # 从工作目录文件读取全部配置
├── 补读 cone_avoid_gain/range/hold_frames
├── CameraInit(0) # 打开摄像头, LCD, 模型, I2C, 计算巡线尺寸
├── ControlInit() # 初始化双电机 GPIO + PWM + 启动编码器线程
└── while(running):
── CameraHandler() # ★ 以下逐帧执行
── CameraHandler() # ★ 逐帧执行
└── target_speed = g_cfg.speed # (debug 模式下每 7 帧重载)
```
`CameraInit` 现在只接受 `camera_id` 一个参数(之前有 dest_fps, width, height 三个遗留参数已移除)。
巡线分辨率由屏幕自适应算法决定:`line_tracking_w = newWidth/2`, `line_tracking_h = newHeight/2`
---
## CameraHandler 11 步流水线
```
Step 1 capture_frame() 640×480 MJPEG → IMREAD_REDUCED_COLOR_4
取帧+解码 → raw_frame = 160×120 BGR
(回退: raw_mat 三通道 → 直用 640×480)
Step 2 save_image_if_requested() debug=1 && saveImg 文件=1 → 存 ./image/XXXXX.jpg
保存图像 (条件)
Step 3 image_main() raw_frame → resize(lt_w×lt_h) → HSV 双通道Otsu
视觉巡线 → floodFill(种子 (lt_w/2, lt_h-10), 半径5)
→ 逐行最长连续段搜索 → 丢线补全(row 10~59)
输出: left_line[], right_line[], mid_line[]
Step 4 run_model_inference() 每 2 帧推理一次
模型推理 raw_frame (160×120) → model_v10_detect()
4 类: 0=锥桶 1=红灯 2=绿灯 3=斑马线
g_thresh = {0.90, 0.75, 0.80, 0.90}
→ g_boxes[16], g_box_count
Step 5a zebra_process() 去抖计数 + ZNORMAL→ZSTOP(4s)→ZCOOLDOWN(5s)
斑马线状态机 触发: 连续5帧 + 起源于远(cy≤50) + 当前近(cy>zebrasee)
刹停时 I2C 语音播报
Step 5b traffic_light_process() TLNORMAL→TLSTOP→TLWAIT_GREEN
红绿灯状态机 红灯≥3帧 → 停车; 红灯消失 → 等绿灯; 绿灯≥3帧 → 通行
Step 5c cone_detect_and_deform() 去抖确认 + 中线变形 + 消失后保持衰减
锥桶检测 & 中线变形 cone_speed 减速 + cone_hold_frames 保持
Step 6 steering_update() foresee/2 → check_row → mid_line[row]×2 - newWidth/2
舵机控制 deadband 过滤 → servo duty: 1500000 ± offset ns
Step 7 motor_update() 开环PWM + 编码器比例刹车 + 弯道减速 + 锥桶减速
电机控制
Step 8 lcd_render() track→BGR→ROI + 边界线(红/绿/蓝) + 检测框 + 状态指示
LCD 渲染 RGB565 → /dev/fb0 mmap
Step 9 fps_log() 每 15 帧输出总帧率 + 分步耗时 ms
FPS 统计
```
---
## CameraHandler 9 步流水线
```
┌─────────────────────┐
Step 1 │ cap.read(raw_mat) │ 640×480 MJPEG 原始字节流
取帧+解码 │ raw_mat 单通道(字节) │ → IMREAD_REDUCED_COLOR_4
│ → cv::imdecode │ → raw_frame = 160×120 BGR
│ raw_frame = decoded │ (回退: raw_mat 三通道→直用 640×480)
└────────┬────────────┘
Step 2 ┌────────▼────────────┐
保存图像 (条件) │ g_cfg.debug==1 │ 写入 ./image/image_XXXXX.jpg
│ && saveImg==1 → │ (双重条件,缺一不可)
│ saveCameraImage() │
└────────┬────────────┘
Step 3 ┌────────▼────────────┐
视觉巡线 │ image_main() │ raw_frame → resize(lt_w×lt_h)
(每帧都跑) │ │ → HSV双通道Otsu → floodFill
│ 输出: left_line[] │ → 逐行最长连续段搜索
│ right_line[] │ → 丢线补全(仅 row 10~59)
│ mid_line[] │ → track (赛道蒙版 128/0)
└────────┬────────────┘
Step 4 ┌────────▼────────────┐
模型推理 │ model_v10_detect() │ 每 2 帧推理一次
(每 2 帧) │ raw_frame (160×120) │ 4 类: 0=锥桶 1=红灯 2=绿灯 3=斑马线
│ → g_boxes[16] │ g_thresh = [0.80,0.80,0.80,0.75]
│ → g_box_count │ 框坐标 ∈ raw_frame 空间
└────────┬────────────┘
Step 5 ┌────────▼────────────┐
斑马线状态机 │ 遍历 g_boxes │ 仅处理 cls=3,取第一个斑马线框
│ 去抖计数+远近判断 │ NORMAL→STOP(4s)→COOLDOWN(5s)
│ │ I2C 语音播报 @ 0x34
└────────┬────────────┘
Step 6 ┌────────▼────────────┐
舵机控制 │ if g_cfg.start: │
│ foresee→check_row │ 偏差 = mid_line[row]×2 - newWidth/2
│ mid_line[check_row]│ → g_steer_deviation ∈ [-1, 1]
│ → deviation │ → servo duty: 1500000 ± offset
│ → deadband 过滤 │ clamp [1.2M, 1.8M] ns
│ → servo.setDuty()│ mid_val==255 → 跳过(无效行)
└────────┬────────────┘
Step 7 ┌────────▼────────────┐
电机控制 │ ControlUpdate( │
(开环) │ target_speed, │ if zebra_STOP: duty=0 (刹停)+GPIO73=0
│ g_zstate==Z_STOP) │ else: speed × curve
│ │ curve = 1 - |deviation|×0.4
│ │ curve ∈ [0.6, 1.0]
│ │ 左右电机同速(无差速)
└────────┬────────────┘
Step 8 ┌────────▼────────────┐
LCD 渲染 │ if g_lcd_on: │ g_lcd_on = g_cfg.showImg 的缓存
│ track→BGR→ROI │ (每10帧刷新一次缓存)
│ + 边界线(红) │ 检测框坐标 bx=newWidth/160 缩放
│ + 中线(蓝) │ 状态指示 N(绿)/S(红)/C(黄)
│ + 检测框标注 │ → RGB565 → /dev/fb0 mmap
│ (L1条状:跳过红灯) │
└────────┬────────────┘
Step 9 ┌────────▼────────────┐
FPS 统计 │ 每 15 帧输出 │ stdout: "fps=XX.X|rd=X vi=X md=X ct=X ms"
│ 分步计时+总帧率 │ 15帧平均
└─────────────────────┘
```
---
## 视觉巡线深度展开 (image_main)
## 视觉巡线深度展开 (`image_main`)
```
raw_frame (160×120 或 640×480 BGR)
@@ -130,7 +109,7 @@ raw_frame (160×120 或 640×480 BGR)
├── find_road():
│ MORPH_OPEN(2×2 CROSS) → 种子点(lt_w/2, lt_h-10)
│ → 种子点处画实心圆(半径10, 255) 防种子落在黑色区域
│ → 种子点处画实心圆(半径5, 255) 防种子落在黑色区域
│ → floodFill(loDiff=20, upDiff=20, 8邻域, newVal=128)
│ → mask 提取 ROI → track (赛道内部=128, 外部=0)
@@ -141,28 +120,29 @@ raw_frame (160×120 或 640×480 BGR)
│ → left_line[row], right_line[row]
│ → 全零行: left=right=-1
└── 中线 + 丢线补全 (row = lt_h-1 → 10):
└── 中线 + 丢线补全 (row = lt_h-2 → 10):
有边界: mid = (left+right)/2, int 整除
丢线: mid[row] = mid[row+1] (继承下行)
若 mid > lt_w/2 → left=mid, right=lt_w-1 (偏右)
若 mid ≤ lt_w/2 → left=0, right=mid (偏左)
底行兜底: 丢线时用 lt_w/2
```
**边界线区间有效性:** row 10~59 有可靠数据;row 0~9 的 mid_line 保持初始值 -1(不可靠,不要写入 box 过滤逻辑)。
**边界线区间有效性:** row 10~59 有数据;row 0~9 的 mid_line 保持初始值 -1(不可靠)。
---
## 舵机控制数学
```
foresee = g_cfg.foresee ← 前瞻行索引(像素,显示空间),默认 40
check_row = foresee / calc_scale ← 转为巡线空间行号(calc_scale=2, int 整除)
mid_val = mid_line[check_row] ← 该行中线列坐标 (0~79)
foresee = g_cfg.foresee ← 前瞻行索引(显示空间像素),默认 40
check_row = (int)foresee / calc_scale ← 转为巡线空间行号(calc_scale=2, int 整除)
mid_val = mid_line[check_row] ← 该行中线列坐标 (0~79)
如果 mid_val == 255 → 跳过(丢线补全也写不到 255,仅作防御
如果 mid_val == -1 → 跳过(丢线行无效
否则:
deviation = mid_val × 2 - newWidth / 2 ← 转为显示空间偏差(px)
deviation -= g_cfg.center_bias ← 中心偏置修正
deviation -= g_cfg.center_bias ← 中心偏置修正
g_steer_deviation = deviation / (newWidth/2) ← 归一化到 [-1, 1]
if |deviation| < deadband:
@@ -179,19 +159,32 @@ mid_val = mid_line[check_row] ← 该行中线列坐标 (0~79)
---
## 电机控制数学
## 电机控制数学 (`ControlUpdate`)
```
ControlUpdate(speed, zebra_block):
ControlUpdate(speed, zebra_or_tl_block):
if zebra_block || !g_cfg.start:
if !g_cfg.start:
motor[0].updateduty(0) → 两电机停转
motor[1].updateduty(0)
if !g_cfg.start: mortorEN.setValue(0) → GPIO73 拉低
mortorEN.setValue(0) → GPIO73 拉低
return
curve = 1.0 - |g_steer_deviation| × 0.4
curve = max(curve, 0.6) ← 最低不低于 60% 速度
if zebra_or_tl_block: ← 斑马线或红灯刹停
读取 g_enc_speed (编码器线程, 脉冲/秒)
读取 g_enc_dir (编码器方向)
if cur_speed > 0.5:
brake_ns = cur_speed × g_cfg.brake_scale ← 比例刹车
brake_ns = clamp(brake_ns, 0, g_cfg.brake_max)
brake_pct = brake_ns / 500 ← ns → % (period=50000ns)
dir = cur_dir ? 1 : 0
motor[i]->updateduty(dir ? -brake_pct : brake_pct) ← 反转刹车
else:
motor[i]->updateduty(0) ← 已静止,不刹车
return
curve = 1.0 - |g_steer_deviation| × 0.4 ← 弯道减速
curve = max(curve, 0.6) ← 最低 ≥ 60%
spd = speed × curve
motor[0].updateduty(spd) → 左电机 (pwmchip8/pwm2, gpio12 方向)
@@ -199,22 +192,31 @@ ControlUpdate(speed, zebra_block):
mortorEN.setValue(1) → GPIO73 拉高使能
```
**编码器刹车(encoder brake):** 当斑马线或红灯触发停车时,根据实时编码器速度计算反向刹车占空比,
刹车力度与当前车速成正比(`brake_scale`),有上限(`brake_max` ns)。
速度低于 0.5 pps 时不再施加刹车。
**motor_update 额外逻辑:** `motor_update()` 在调用 `ControlUpdate` 之前,若锥桶已触发(`cone_is_slow()`),
会将 speed 乘以 `g_cfg.cone_speed`(默认 0.5),实现锥桶路段减速。
**motor[0] vs motor[1]** 左/右区别仅在于 gpioNum12 vs 13)和 pwm通道(2 vs 1),函数调用完全相同。
**updateduty(duty) 内部:**
- `pwm_period * |duty| / 100` → 转占空比 ns 写入 sysfs
- duty > 0 → GPIO 方向 = 1(正转),duty ≤ 0 → GPIO 方向 = 0(反转)
**速度控制是开环的:** `MotorController` 仅包含 `updateduty()` 方法,无编码器反馈。
**速度控制是开环的:** `MotorController` 仅包含 `updateduty()` 方法,正常行驶无编码器反馈。
`PIDController` 类存在但从未被实例化或调用。
MotorController.h 中也无 `updateSpeed()` 方法(之前的文档中误记了此函数)。
**编码器线程** (`ControlInit``encoder_thread`):独立线程高频轮询 GPIO67(LSB脉冲)+ GPIO72(方向),
每 100ms 计算一次速度 → `g_enc_speed`(脉冲/秒),含 500µs sleep 防止 CPU 饿死。
---
## 斑马线状态机
```
检测到 cls=3 → 取第一个斑马线框 → 去抖计数+追踪最远cy
检测到 cls=3 → 取第一个斑马线框(之后 break→ 去抖计数+追踪最远cy
ZNORMAL 期间:
zebra_seen: g_zc_frames++, g_zc_min_cy = min(g_zc_min_cy, zebra_cy)
@@ -231,14 +233,14 @@ ZNORMAL 期间:
│NORMAL│ ─────────────────────────────────────► ┌──────┐
│ │ ◄───────────────────────────────────── │ STOP │
└──────┘ 冷却5秒结束 │ │
└──┬───┘
4秒后 │
┌──────────┐ ◄─────────────────────┘
└──────────│ COOLDOWN │
└──────────┘
▲ └──┬───┘
│ 4秒后 │
│ ┌──────────┐ ◄─────────────────────┘
└──────────│ COOLDOWN │
└──────────┘
NORMAL: 允许通行,检测斑马线
STOP: 刹停 4 秒,g_zstate==Z_STOP 传给 ControlUpdate 第二个参数
STOP: 刹停 4 秒,g_zstate==Z_STOP 传给 motor_update → 编码器刹车
COOLDOWN: 恢复行驶但斑马线状态机停止检测 5 秒(防止重复触发)
仅跳过检测,不影响其他功能(舵机/巡线正常)
```
@@ -247,14 +249,99 @@ COOLDOWN: 恢复行驶但斑马线状态机停止检测 5 秒(防止重复触
- `g_zc_min_cy`:NORMAL 期间追踪斑马线出现时的最小 cy(越远值越小)。未检测到斑马线时衰减减2/帧,归零后重置为 120。
- `ZEBRA_FAR_CY = 50`:斑马线的 cy 必须曾在 ≤50 处出现过(即"从远处来")
- `zebrasee`(默认 60):当前斑马线 cy > 此值视为"足够近",触发停车
- 去抖衰减速度:未检测到时每次 `-2`(比锥桶设计`-1` 更快下降)
- 去抖衰减速度:未检测到时每次 `-2`(比锥桶设计的 `-1` 更快下降)
- Box 遍历在找到第一个 cls=3 后 `break`,忽略同帧其他斑马线框
---
## 红绿灯状态机
```
检测到 cls=1 (红灯) / cls=2 (绿灯) → 去抖计数 → 状态转移
┌──────┐ 红灯≥3帧 ┌──────┐ 红灯消失 ┌───────────┐
│NORMAL│ ───────────► │ STOP │ ──────────► │WAIT_GREEN │
│ │ ◄─────────── │ │ │ │
└──────┘ 绿灯≥3帧 └──────┘ └─────┬─────┘
▲ │
└───────────────────────────────────────────┘
TL_NORMAL: 允许通行,检测红绿灯
TL_STOP: 红灯→停车(编码器刹车),等红灯消失
TL_WAIT_GREEN: 红灯已消失,等待绿灯出现(≥3帧)→ 恢复通行
```
**返回值:** `traffic_light_process()` 返回 `true``g_tl_state != TL_NORMAL`
传递给 `motor_update``ControlUpdate` 触发编码器刹车。
---
## 锥桶检测 & 中线变形
```
cone_detect_and_deform():
(仅在 Z_NORMAL && TL_NORMAL 时运行)
┌─ 寻找最近锥桶 ─┐
│ 遍历 g_boxes, cls=0, conf >= cone_thresh
│ 模型空间坐标 → 巡线空间坐标
│ 过滤: rl < 10 或 无边界线的行 → 跳过
│ cone_margin==0 → 中心点; ==1 → 框边缘 (左右均在边界线内)
│ 取 cy 最大(最近)的锥桶
├─ 去抖确认 ──────────────────────────────
│ 位置容忍: row_tol = max(2, lt_h/12), col_tol = max(3, lt_w/8)
│ 连续出现且位置接近 → g_cone_frames++
│ 丢失 → g_cone_frames = max(0, g_cone_frames - 1)
│ g_cone_confirmed = (g_cone_frames >= cone_min_frames)
├─ 保持/衰减 ────────────────────────────
│ 确认时: g_cone_hold_ctr=0, 记录锥桶位置
│ 未确认但有历史: g_cone_hold_ctr++, 衰减推离量
│ 超过 cone_hold_frames → 停止影响
└─ 中线变形 ─────────────────────────────
dir = (锥桶偏左) ? +1.0 : -1.0 ← 向远离锥桶方向推
decay = (确认) 1.0 : (1 - hold_ctr/hold_frames)
for row = 10 → src_row:
t = clamp((row-10) / cone_avoid_range, 0, 1) ← 斜坡上升
push = t × cone_avoid_gain × half_w × dir × decay
mid_line[row] = clamp(mid_line[row] + push,
left_line[row]+2, right_line[row]-2)
```
**速度联动:** `cone_is_slow()` 在锥桶确认或保持期间返回 true,
`motor_update` 将当前速度乘以 `cone_speed`(默认 0.5)。
---
## LCD 渲染
```
lcd_render():
g_lcd_on 每 10 帧从 g_cfg.showImg 刷新
track (128/0 灰度) → resize(newWidth×newHeight) → GRAY→BGR
→ 居中拷贝到 lcd_fbImage (screenHeight × screenWidth) 的 ROI 区域
边界线绘制: 红=左边界, 绿=右边界, 蓝=中线
(跳过 mid_line[row]==-1 的行)
检测框绘制: 遍历 g_boxes, bx=newWidth/raw_frame.cols
跳过 cls=1(红灯) 和 cls=2(绿灯) 的框
cls=0 锥桶 → 橙色框, cls=3 斑马线 → 紫色框
标注框类别+置信度
状态指示 (左下角): N=正常, S=斑马线停车, C=斑马线冷却,
R=红灯停车, G=等绿灯
→ convertMatToRGB565 → /dev/fb0 mmap
```
---
## 配置系统
所有配置通过工作目录下的纯文本文件读写。文件不存在时 readDoubleFromFile 返回 0
所有配置通过工作目录下的纯文本文件读写。文件不存在时 `readDoubleFromFile` 返回 0
| 文件 | 类型 | 代码默认 | ctl.sh 写入 | 含义 |
|---|---|---|---|---|
@@ -271,32 +358,54 @@ COOLDOWN: 恢复行驶但斑马线状态机停止检测 5 秒(防止重复触
| `./zebrasee` | double | 60 | (不写入) | 斑马线近界阈值 (模型空间cy) |
| `./destfps` | double | 30* | (不写入) | 目标帧率 (*代码兜底值) |
| `./saveImg` | int(0/1) | - | (不写入) | 保存帧图像 (需 debug=1) |
| `./cone_avoid_gain` | double | 0.3 | 0.3 | 锥桶中线变形推离量 (归一化) |
| `./cone_avoid_range` | int | 30 | 30 | 变形斜坡陡峭度 |
| `./cone_speed` | double | 0.5 | 0.5 | 锥桶触发时速度倍率 |
| `./cone_min_frames` | int | 3 | 3 | 锥桶连续确认帧数 |
| `./cone_margin` | int | 0 | 0 | 0=中心点, 1=框边缘检查 |
| `./cone_thresh` | double | 0.80 | 0.80 | 锥桶置信度阈值 |
| `./cone_hold_frames` | int | 30 | 30 | 锥桶消失后保持变形帧数 |
| `./brake_scale` | double | 10 | 10 | 刹车速度→占空比系数 |
| `./brake_max` | int | 10000 | 10000 | 最大刹车占空比 (ns) |
**debug 模式:** `./debug` = 1 时,主循环每7帧调用一次 `cfg_load_all()` 重读全部配置,支持热更新调参。同时允许 `saveImg` 保存图像。
**注意**`global.h` 中的 `CfgCache` 默认值和 `ctl.sh` 写入的值不一致(如 speed: 60 vs 11)。`ctl.sh` 写入的值覆盖代码默认值,是实际运行参数。
**注意** `global.h` 中的 `CfgCache` 默认值和 `ctl.sh` 写入的值不一致(如 speed: 60 vs 11)。`ctl.sh` 写入的值覆盖代码默认值,是实际运行参数。
---
## 代码中未使用的模块
以下 `.cpp` 文件已编译进 `common_lib` 但主循环中从未调用
以下 `.cpp` 文件存在于 `src/` 中但已被 `CMakeLists.txt``list(FILTER ... EXCLUDE)` 排除编译
| 文件 | 功能 | 状态 |
| 文件 | 功能 | 排除原因 |
|---|---|---|
| `PIDController.cpp` | 位置式/增量式 PID | 类存在但无实例化,无调用 |
| `serial.cpp` | VOFA 串口可视化 (vofa_justfloat/vofa_image) | 已实现但无调用 |
| `Timer.cpp` | 定时器线程 | 已实现但无调用(Video 依赖它但 Video 也未用) |
| `video.cpp` | 视频文件流读取 | 已实现但无调用 |
| `vl53l0x.cpp` | 激光测距模块 | 硬件未连接 |
| `zebra_detect.cpp` | 经典斑马线检测 | 已被 Mild 模型替代 |
| `PIDController.cpp` | 位置式/增量式 PID | 电机开环直驱,无调用点 |
| `serial.cpp` | VOFA 串口可视化 | 未使用 |
**注意:** `PIDController.h` 仍在 `lib/` 中,`MotorController` 仅提供 `updateduty()`(开环占空比),
不提供 `updateSpeed()` 方法。
---
## 当前已知缺陷 / 未利用能力
## 模型:Mild v12
1. **cls=0 锥桶** — 模型已检测但被忽略(CONE_DESIGN.md 设计了方案
2. **cls=1 红灯 / cls=2 绿灯** — 检测框跳过不画(LCD 渲染中 `if g_boxes[i].cls == 1 || g_boxes[i].cls == 2: continue`),无决策
3. **电机开环** — 无编码器反馈,PID 类已实现但无调用点,`MotorController``updateSpeed()` 方法
4. **舵机死区** — 用 `abs(deviation) < deadband` 比较像素值,deadband 单位是显示空间像素
5. **中线 row 范围** — 丢线补全仅覆盖 row 10~59row 0~9 的 mid_line 保持 -1 不可靠
6. **mid_val == 255 防御** — 代码中写死但 255 永远不会出现在 mid_line 中(当前实现下
7. **LCD 坐标缩放硬编码** — 检测框绘制用 `newWidth/160.0f`,假设 raw_frame 宽=160。回退模式下 raw_frame=640 时出错
- **推理引擎**`src/model_v10.{hpp,cpp}`(名称为兼容保留,内部为 Mild v3
- **输入**160×120 BGR
- **输出**:4 类 + 背景 → 9 通道:0=锥桶, 1=红灯, 2=绿灯, 3=斑马线
- **架构**3→9→9→13→13→19→19→19→44→44→64→64 → head(64→64,dw) → out(64→9)
- **阈值**`{0.90, 0.75, 0.80, 0.90}`(锥桶/红灯/绿灯/斑马线)
- **权重文件**`mild_v12.bin`105KB 自定义二进制格式
- **推理频率**:每 2 帧一次(跳帧节省 CPU)
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## 已知局限
1. **电机开环** — 正常行驶无编码器反馈,仅制动时使用编码器速度做比例刹车。PID 类已实现但无调用点。
2. **舵机死区** — 用 `abs(deviation) < deadband` 比较像素值,deadband 单位是显示空间像素。
3. **中线 row 范围** — 丢线补全仅覆盖 row 10~59row 0~9 的 mid_line 保持 -1 不可靠。
4. **LCD 坐标缩放硬编码** — 检测框绘制用 `newWidth/160.0f`,假设 raw_frame 宽=160。回退模式(raw_frame=640)下会出错。
5. **锥桶变形可能跳过 row 0~9** — 变形循环从 row=10 开始,row 0~9 不会改变。