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# 停机引导系统详细设计
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## 1. 目标
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项目：`App/ParkingSpaceGuide`
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设备：
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- 雷达：`Device/RsLidarDevice`
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- 2D 相机：`Device/MvsDevice`
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- LED 屏：`Device/LedDisplayDevice`，ModbusTCP
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- 组播：`Nets/UDPClient`
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功能点：
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1. 标定
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- 地面标定、停止线标定均调用算法接口
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- 应用保存算法返回结果，失败时显示原因
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2. 雷达
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- 正常工作主检测设备；
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- 低频找飞机，发现飞机后 10fps 检测。
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3. 2D 相机
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- 用于飞机目标检测，以及飞机停稳后的轮挡区域人员检测
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4. 输出
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- 检测结果更新 UI 结果列表、LED 显示、组播 JSON。
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5. 日志
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- 页面操作日志即时显示，不入库。
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- 引导会话、状态采样和操作事件写入本机 MariaDB；库连不上时引导继续。
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## 2. 输出结果
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| 输出项 | 字段 | 单位 | 说明 |
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| 选择机型 | `expectedModelType` | - | 操作员点击开始前选择的期望机型。 |
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| 机型 | `modelType` | - | 算法识别结果；未识别成功时为“未知”。 |
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| 机型匹配 | `modelMatched` | - | 选择名称包含 A320 且识别为 A320，或包含 B737 且识别为 B737 时为 `true`。 |
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| 细分机型校验能力 | `modelVerificationSupported` | - | 三分类模型完成识别时为 `true`。 |
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| 轮挡区域人员 | `personInChockRegion` | - | 裁剪后的轮挡 ROI 内是否检测到人员。 |
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| 轮挡确认 | `chocksConfirmed` | - | 连续有效检测达到配置次数。 |
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| 到停止线距离 | `distanceToStop` | mm | 未到线为正，到线为 0，越线为负。 |
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| 机身偏转角 | `bodyYawAngle` | degree | 算法输出。 |
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| 横向偏移 | `lateralOffset` | mm | 算法输出。 |
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| 停机位 | `parkId` | - | 业务配置参数，不属于标定。 |
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| 目标编号 | `targetId` | - | 业务配置或上位系统分配。 |
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| 异常状态 | `hasException` | bool | 是否有异常；对应组播协议中的异常情况。 |
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| 引导状态 | `guideState` | - | WAIT、TRACKING、SLOW、STOP、OK、TOOFAR、ERROR 等。 |
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| 置信度 | `confidence` | - | 算法输出。 |
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## 3. 坐标定义
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- X 轴：横向，向右为正。
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- Y 轴：垂向，向下为正。
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- Z 轴：纵向，飞机运行方向为负方向。
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- 引导中心线：由停止线标定结果定义，不固定为 `X=0`。
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- 停止线：由停止线标定结果定义。
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应用不计算坐标关系，只保存标定结果并传给算法接口。
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## 4. 模块职责
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| 模块 | 职责 |
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| --- | --- |
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| `ParkingSpaceGuidePresenter` | 设备初始化、调用算法接口、分发结果到 UI/LED/组播。 |
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| `DetectPresenter` | 算法接口调用入口。 |
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| `ConfigManager` | 加载、保存、页面修改配置。 |
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| `RsLidarDevice` | 采集雷达点云。 |
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| `MvsDevice` | 搜索并采集 2D 平面相机图像。 |
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| `LedDisplayDevice` | 输出 LED 显示结果。 |
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| `UDPClient` | 组播发送 JSON 检测结果。 |
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| `GuideRecordStore` | 将引导会话、状态采样和操作事件写入 MariaDB。 |
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数据流：
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```text
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RsLidarDevice -> 算法检测接口 -> 检测结果
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MvsDevice -> 算法机型识别接口 -> modelType
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检测结果 -> UI / LED / 组播 / HTTP / 日志
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操作与会话 -> GuideRecordStore -> MariaDB
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```
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## 5. 标定模式
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原则：
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- 标定算法由算法模块提供。
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- 应用只负责采集数据、调用接口、显示结果、保存结果。
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- `parkId` 是业务配置，不参与标定。
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- 接口失败时只显示失败原因，不覆盖旧结果。
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### 5.1 标定流程
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```mermaid
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%%{init: {"flowchart": {"curve": "linear"}} }%%
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flowchart TD
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A([进入标定]) --> B{设备状态}
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B -- 异常 --> C[显示原因]
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B -- 正常 --> E[加载地面标定参数]
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E --> F[采集雷达点云]
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F --> G[调用 CalibrateGround]
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G --> H{地面标定结果}
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H -- 成功 --> I[保存地面标定结果]
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H -- 失败 --> J[显示失败原因]
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```
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### 5.2 地面标定
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输入：
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- 地面标定参数，至少包含采集帧数，默认建议 `N >= 10`。
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- 多帧雷达点云。
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输出：
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- `groundCalibrationResult`
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- `calibrationTime`
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### 5.3 停机几何配置
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当前版本直接配置调平坐标系中的停机点、引导线远点、引导范围、引导线过滤范围及机鼻到前轮距离，不保留旧中心线/停机线兼容结构。
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## 6. 正常工作模式
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### 6.1 工作流程
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```mermaid
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%%{init: {"flowchart": {"curve": "linear"}} }%%
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flowchart TD
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A([启动]) --> B{设备和标定检查}
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B -- 异常 --> C[输出 ERROR]
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B -- 缺标定 --> D[提示补做标定]
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B -- 正常 --> E[进入待机]
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E --> F[操作员可从配置机型表选择或不选机型]
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F --> G[点击开始]
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G --> G1{自检雷达/相机/存储/网络}
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G1 -- 失败 --> C
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G1 -- 通过 --> H[发布系统已激活并锁定参数控件]
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H --> I[按帧采集雷达点云]
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I --> J[调用 planeLocalization 和引导状态计算]
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J --> K{检测结果}
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K -- 失败 --> L[显示原因并输出错误状态]
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L --> I
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K -- 成功 --> M{进入 25m 且尚未完成机型验证}
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M -- 是 --> N[提交异步采图、ROI 裁剪和飞机检测任务]
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M -- 否 --> O[使用点云引导结果]
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N --> O
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N -. 任务完成 .-> P[合并机型结果并更新 UI / LED / UDP / HTTP]
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O --> P
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P --> Q{飞机到位并稳定停止}
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Q -- 否 --> I
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Q -- 是 --> R[保持 STOP，满 okHoldMs 后显示 OK，并周期检测轮挡 ROI 人员]
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R --> T{连续检测达到稳定次数}
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T -- 否 --> I
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T -- 是 --> U[发布 21 / CHOCK ON，写入人员轮挡时间]
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U --> S[停止检测并进入休眠]
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S --> E
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```
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### 6.2 雷达
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- 主检测设备。
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- 点击开始即可进入检测；机型可选，未选择时以实际识别结果继续流程。
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- 点击开始后由点云实测距离决定 WAIT、START、CAPTURE 和后续引导状态，不使用虚拟距离。
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- 已有有效测量时，若当前帧的距离变化或横向偏移变化任一项超过对应配置阈值，则判为误检并忽略，状态机继续使用上一有效测量。
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- 输出距离、偏移、偏角、异常状态、引导状态等结果。
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### 6.3 2D 相机
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- 使用 AAPGS 目标检测模型识别飞机和人员。
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- 是否触发由算法检测接口返回，默认在距离不大于 25m 时最多验证两次。
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- 飞机检测区域由 `roiX`、`roiY`、`roiWidth`、`roiHeight` 配置为归一化 ROI；相机原图先按 ROI 裁剪，`RecognizeModel2D` 只接收裁剪图像。
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- 常规雷达、机型识别和人员检测结果均显示相机全图；机型模型只接收飞机 ROI，人员模型只接收轮挡 ROI，人员检测框转换回原图坐标后叠加到全图。
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- 飞机采图、ROI 裁剪和模型推理在独立任务中执行，不占用雷达点云检测线程。任务未完成时的新机型识别触发只跳过本次提交，当前雷达帧仍正常完成定位和状态更新；任务完成后由检测循环合并结果。
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- 操作员选择值保存为本次会话的 `expectedModelType`，不作为检测结果显示。
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- 当前三分类模型返回 `A320`、`B737` 或“其他”。选择名称包含 `A320` 且检测为 `A320` 算匹配，包含 `B737` 且检测为 `B737` 同样算匹配。A321、C919 等其他配置机型不校验。可选机型列表由 `config.xml` 的 `AircraftModels` 配置。
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- 达到最大次数仍不一致时输出 `STOP+IDFAIL`，并显示算法返回原因。
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- 飞机稳定停止后保持 `STOP`，满 `okHoldMs` 后发布 `OK`；按配置周期裁剪轮挡 ROI 并仅对裁剪图检测人员；ROI 内连续检测到人员达到稳定次数后发布 `CHOCK ON`，同时记录人员确认时间。人工上/下轮挡时间单独入库，会话结束后仍可补记到最后一次会话。
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### 6.4 输出
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UI 结果列表字段：
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- 时间
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- `parkId`
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- `targetId`
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- `expectedModelType`
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- `modelType`
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- `modelMatched`
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- `distanceToStop`
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- `lateralOffset`
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- `bodyYawAngle`
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- 速度
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- `guideState`
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- `confidence`
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更新规则：
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- 当前目标按 `parkId + targetId` 更新。
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- 不做每帧无限追加。
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LED 按 0720 式样输出：
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- 显示状态：1、2、5、6、7、8、10、15、16、17、20、21、22。
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- 清屏状态：3、4、9、11、12、13、14、18、19、23、24。
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- 白色行只清空 LED 动态区，不影响 UI、UDP 和 HTTP 的完整状态数据。
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### 6.5 急停输入
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- 板卡接口使用 `/sys/external_gpio/jwsioc_inout_gpio3` 配置方向，启动或故障重连时写入 `0` 设置为输入。
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- 周期读取 `/sys/external_gpio/jwsioc_gpio3`，只接受 `0` 或 `1`。
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- 急停采用常闭安全回路：正常时 I/O3 与 GND 闭合，读取 `0`；按下急停或线路断开时回路断开，读取 `1` 并锁存急停。
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- 默认轮询周期为 10ms、消抖时间为 50ms。方向配置失败、电平文件不可读或内容非法时按急停输入不可用处理，停止检测并禁止重新开始。
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- START 需要已点击开始且实测距离不大于 100m；CAPTURE 为 25m 至 80m；SLOW 为 15m 内且接近速度不小于 2m/s；STOP 容差为正负 0.1m；TOOFAR 为越线不小于 0.5m。
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组播：
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- 使用 JSON。
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- 端口：`8800`。
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- 雷达进入 10fps 后按检测结果输出，可配置限频。
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- 检测失败或无结果也发送状态包。
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### 6.6 日志与记录
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日志分两层：页面操作日志只显示；引导记录写入 MariaDB，供本机查询和 View 历史回放。库连不上时跳过入库，引导、LED 和远程显示继续。
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#### 页面操作日志
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`DetectLogHelper` 显示在主界面 `detect_log`，不写入数据库。
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| 字段 | 说明 |
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| --- | --- |
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| 时间 | 本机本地时间，格式 `hh:mm:ss` |
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| 消息 | `NotifyStatus` 及页面操作提示原文 |
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| 重复计数 | 连续相同消息合并为 `(xN)` |
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来源包括：初始化、开始/停止、自检、急停、维护模式、轮挡、参数页开关、工作状态变化。点击开始时清空本次页面日志。
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#### MariaDB 引导记录
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默认库名 `parking_guide`。配置节点 `Database`：`enabled`、`host`、`port`、`user`、`name`、`retainDays`（默认 30 天）、`sampleIntervalMs`（默认 200 ms）。启动时按 `retainDays` 清理过期会话、明细和事件。
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过程还原用 `guide_session` 和 `guide_detail`。`guide_event` 记录操作事件。三张表用 `sessionUuid` 关联；删除会话时级联删除该次引导的明细和事件。无会话事件（如开机自检）`sessionUuid` 为空，过期时按时间单独清理。表间关系、外键和查询示例以《停机引导对接协议》第 11 节为准。`guide_detail` 字段与协议 `ParkingSpaceGuideResult` 一一对应；`status`、`selfCheck` 拆成 `status_`、`selfCheck_` 前缀列。`sessionUuid` 只作关联，还原时不放入结果包。回放按 `timestamp` 升序读列，拼回与组播/HTTP 相同的结果对象。`guideStateCode` 变化时立即写一条，其余按 `sampleIntervalMs`（默认 200 ms）采样。`timestamp` 为 Unix 毫秒；轮挡时间为设备本地 `yyyy-MM-dd HH:mm:ss`，未记录为空。
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**`guide_session` 引导会话**
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一次点击开始到停止（或急停/自检失败结束）对应一条会话。结束时回写检测机型、最终状态和错误信息。
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| 字段 | 说明 |
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| --- | --- |
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| sessionUuid | 会话标识，仅库内/回放使用 |
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| parkId | 停机位 |
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| targetId | 目标编号 |
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| expectedModelType | 操作员选择机型 |
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| modelType | 检测机型，会话结束时回写 |
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| modelMatched | 选择机型与检测机型是否匹配 |
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| startTime | 开始时间 |
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| endTime | 结束时间；进行中为空 |
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| guideStateCode | 结束时的引导状态序号 |
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| hasException | 结束时是否异常 |
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| errorCode | 结束时错误码，与协议相同 |
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| message | 结束时说明 |
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| personChockTime | 人员轮挡确认时间 |
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| chockOnTime | 人工上轮挡时间 |
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| chockOffTime | 人工下轮挡时间 |
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**`guide_detail` 引导明细**
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一次会话的过程数据。字段与协议一一对应。
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| 字段 | 说明 |
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| --- | --- |
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| sessionUuid | 所属会话，仅库内关联，还原时不放入结果包 |
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| protocol | 固定 `ParkingSpaceGuideResult` |
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| version | 协议版本，当前 `1.1` |
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| success | 本条是否有效结果且 errorCode=0 |
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| hasResult | 本条是否包含有效引导结果 |
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| targetId | 目标编号 |
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| parkId | 停机位 |
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| expectedModelType | 操作员选择机型 |
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| modelType | 检测机型 |
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| modelMatched | 选择机型与检测机型是否匹配 |
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| personChockTime | 人员轮挡确认时间 |
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| chockOnTime | 人工上轮挡时间 |
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| chockOffTime | 人工下轮挡时间 |
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| status_workMode | 工作模式 |
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| status_activated | 是否已激活 |
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| status_camera_name | 平面相机名称 |
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| status_camera_connected | 平面相机是否在线 |
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| status_lidar_name | 雷达名称 |
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| status_lidar_connected | 雷达是否在线 |
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| status_emergencyStop_name | 急停名称 |
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| status_emergencyStop_enabled | 是否启用急停 |
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| status_emergencyStop_available | 急停输入是否可用 |
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| status_emergencyStop_active | 急停是否正在触发 |
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| status_emergencyStop_latched | 急停是否已锁存 |
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| selfCheck_running | 是否正在自检 |
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| selfCheck_ok | 自检是否通过 |
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| selfCheck_lidarOk | 雷达自检 |
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| selfCheck_cameraOk | 相机自检 |
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||
| selfCheck_storageOk | 存储自检 |
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||
| selfCheck_networkOk | 网络自检 |
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||
| selfCheck_errorCode | 自检错误码 |
|
||
| selfCheck_message | 自检说明 |
|
||
| guideStateCode | 引导状态序号 |
|
||
| distanceToStop | 到停止线距离，毫米 |
|
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| bodyYawAngle | 机身偏转角，度 |
|
||
| lateralOffset | 横向偏移，毫米 |
|
||
| aircraftSpeed | 接近速度，米/秒 |
|
||
| hasException | 本条是否异常 |
|
||
| guideText | 引导文字 |
|
||
| message | 说明或异常原因 |
|
||
| errorCode | 错误码，与协议相同 |
|
||
| timestamp | 本条时间，Unix 毫秒 |
|
||
|
||
**`guide_event` 操作事件**
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||
操作员动作和关键系统事件，用 `sessionUuid` 关联到 `guide_session`。无会话时 `sessionUuid` 为空（如开机自检）。
|
||
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| 字段 | 说明 |
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| --- | --- |
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||
| sessionUuid | 所属会话，与 `guide_session.sessionUuid` 相同；无会话时为空 |
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||
| timestamp | 事件时间，Unix 毫秒 |
|
||
| eventType | 事件类型，见下表 |
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||
| message | 说明文字 |
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| payload | 附加 JSON；自检事件为 `selfCheck` 对象，其余通常为空 |
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| eventType | 写入时机 | payload |
|
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| --- | --- | --- |
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||
| boot_self_check | 应用初始化完成时的开机自检 | 自检结果 |
|
||
| self_check | 点击开始后的启动自检 | 自检结果 |
|
||
| session_begin | 自检通过，引导会话开始 | 空 |
|
||
| session_end | 停止、急停或流程结束 | 空 |
|
||
| person_chock | 轮挡区域人员首次确认 | 空 |
|
||
| chock_on | 人工上轮挡 | 空 |
|
||
| chock_off | 人工下轮挡 | 空 |
|
||
| maintenance | 进入或退出维护模式 | 空 |
|
||
|
||
View 通过 `list_sessions` / `get_session_samples` 读取会话和明细做历史回放。回放按明细协议列拼回 `ParkingSpaceGuideResult`，不含点云和图像。
|
||
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||
## 7. 配置
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```xml
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||
<Business parkId="P01"
|
||
targetId="T001"/>
|
||
|
||
<AlgorithmParams>
|
||
<PlaneParkingParam parkingPointX="0" parkingPointY="0" parkingPointZ="0"
|
||
guideLinePointX="0" guideLinePointY="20000" guideLinePointZ="0"/>
|
||
<PlaneGroundCalibrationParam planeHeight="-1">...</PlaneGroundCalibrationParam>
|
||
<PlaneTreeGrowParam yDeviationMax="300" zDeviationMax="300"/>
|
||
<GuideDecisionParam lateralTolerance="100" angleTolerance="5"/>
|
||
<ParkingProcessParam dockingStartDistance="100000"
|
||
captureStartDistance="80000"
|
||
approachStartDistance="25000"
|
||
slowDistance="15000"
|
||
stopDistanceTolerance="100"
|
||
overshootDistance="500"
|
||
maxApproachSpeed="2000"
|
||
distanceChangeThreshold="10000"
|
||
lateralOffsetChangeThreshold="3000"/>
|
||
<ModelRecognitionParam modelVerifyDistance="25000"
|
||
roiX="0" roiY="0"
|
||
roiWidth="1" roiHeight="1"
|
||
confidenceThreshold="0.6"
|
||
maxRecognitionAttempts="2"/>
|
||
<PersonDetectionParam enabled="true"
|
||
roiX="0" roiY="0"
|
||
roiWidth="1" roiHeight="1"
|
||
confidenceThreshold="0.5"
|
||
stableFrames="3"
|
||
detectionIntervalMs="500"/>
|
||
</AlgorithmParams>
|
||
|
||
<WorkMode airplaneProbeIntervalMs="1000"
|
||
trackingFps="10"
|
||
uiUpdateIntervalMs="200"
|
||
udpOutputIntervalMs="100"/>
|
||
|
||
<UdpBroadcast enabled="false"
|
||
address="239.255.0.1"
|
||
port="8800"/>
|
||
|
||
<Database enabled="true" host="127.0.0.1" port="3306"
|
||
name="parking_guide" retainDays="30" sampleIntervalMs="200"/>
|
||
```
|
||
|
||
配置页面需要支持修改：
|
||
|
||
- `parkId`
|
||
- `targetId`
|
||
- 组播参数
|
||
- LED 参数
|
||
- 雷达参数
|
||
- 相机参数
|
||
- 标定参数
|
||
- 工作模式参数
|
||
- 数据库保留天数和采样间隔
|
||
|
||
## 8. 算法接口
|
||
|
||
应用调用单帧定位算法，并在其输出上实现多帧停机流程状态机。
|
||
|
||
| 接口 | 输入 | 输出 |
|
||
| --- | --- | --- |
|
||
| `CalibrateGround` | 雷达点云、地面标定参数 | 成功标志、地面标定结果、失败原因 |
|
||
| `DetectAirplanePresence` | 雷达点云、配置参数 | 是否有飞机、阻挡/遮挡状态、失败原因 |
|
||
| `wd_planeLocalization` | 二维扫描线、地面调平、停机几何、聚类生长参数 | 距离、横向偏差、航向角、机鼻位置、错误码 |
|
||
| `DetectParkingSpaceGuide` | 雷达点云、帧时间、算法参数、上一帧状态 | 检测结果、完整引导状态、下一帧状态、是否需要机型识别 |
|
||
| `RecognizeModel2D` | 按飞机 ROI 裁剪后的 2D 图像、检测上下文 | 机型、置信度、失败原因 |
|
||
|
||
## 9. 异常处理
|
||
|
||
| 异常 | 处理 |
|
||
| --- | --- |
|
||
| 雷达断开 | 停止检测，LED/组播输出错误状态。 |
|
||
| 相机断开 | 雷达检测继续，机型识别不可用。 |
|
||
| 急停按下或线路断开 | 锁存紧急停止，停止当前检测；恢复闭合后仍需重新点击开始。 |
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| 急停 sysfs 不可用 | 按失效保护处理，停止检测并禁止启动。 |
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| LED 断开 | 检测和组播继续，UI 提示。 |
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| 组播初始化失败 | 检测和 LED 继续，UI/日志提示。 |
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| 地面标定缺失 | 禁止进入正常检测。 |
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| 停止线标定缺失 | 禁止输出距离和 STOP/TOOFAR。 |
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| 算法接口失败 | 显示失败原因，输出错误状态。 |
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| 启动自检失败 | 发布 22 ERROR，错误码 2201–2204（多项 2200），不启动引导。 |
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| MariaDB 不可用 | 记录库跳过，引导、LED 和远程显示继续。 |
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## 10. 验收
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标定：
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- 地面标定结果可保存和加载。
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- 停止线标定结果可保存和加载。
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- 标定失败显示原因，不覆盖旧结果。
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正常工作：
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- 初始化完成后保持待机，不自动开始算法检测。
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- 操作员点击开始后按配置周期处理雷达点云；未选择机型时以实际识别结果完成流程。
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- UI、LED、组播同步更新。
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- 机型识别按算法触发。
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- 25m 内按配置次数进行机型一致性验证，达到最大次数仍失败时进入 IDFAIL。
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- START、CAPTURE、CENTER、SLOW、STOP、TOOFAR、IDFAIL、ERROR 等状态及 LED 清屏规则输出正确。
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- 页面操作日志显示时间与消息；开始引导后会话、采样和操作事件写入 MariaDB。
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- 库连不上时引导仍可继续，页面日志不受影响。
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