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YangSn ffc287b224 飞机引导现场数据仿真OK

2026-07-30 12:06:02 +08:00

12 KiB

Raw Blame History

停机引导系统详细设计

1. 目标

项目：App/ParkingSpaceGuide

设备：

雷达：Device/RsLidarDevice
2D 相机：Device/MvsDevice
LED 屏：Device/LedDisplayDevice，ModbusTCP
组播：Nets/UDPClient

功能点：

标定

地面标定、停止线标定均调用算法接口
应用保存算法返回结果，失败时显示原因

雷达

正常工作主检测设备；
低频找飞机，发现飞机后 10fps 检测。

2D 相机

用于飞机目标检测，以及飞机停稳后的轮挡区域人员检测

输出

检测结果更新 UI 结果列表、LED 显示、组播 JSON。

2. 输出结果

输出项	字段	单位	说明
选择机型	`expectedModelType`	-	操作员点击开始前选择的期望机型。
机型	`modelType`	-	算法识别结果；未识别成功时为“未知”。
机型匹配	`modelMatched`	-	实际识别机型、期望机型和置信度均通过校验时为 `true`。
细分机型校验能力	`modelVerificationSupported`	-	通用飞机检测模型不能区分 A320/B737 时为 `false`。
轮挡区域人员	`personInChockRegion`	-	裁剪后的轮挡 ROI 内是否检测到人员。
轮挡确认	`chocksConfirmed`	-	连续有效检测达到配置次数。
到停止线距离	`distanceToStop`	mm	未到线为正，到线为 0，越线为负。
机身偏转角	`bodyYawAngle`	degree	算法输出。
横向偏移	`lateralOffset`	mm	算法输出。
停机位	`parkId`	-	业务配置参数，不属于标定。
目标编号	`targetId`	-	业务配置或上位系统分配。
异常状态	`hasException`	bool	是否有异常；对应组播协议中的异常情况。
引导状态	`guideState`	-	WAIT、TRACKING、SLOW、STOP、OK、TOOFAR、ERROR 等。
置信度	`confidence`	-	算法输出。

3. 坐标定义

X 轴：横向，向右为正。
Y 轴：垂向，向下为正。
Z 轴：纵向，飞机运行方向为负方向。
引导中心线：由停止线标定结果定义，不固定为 X=0。
停止线：由停止线标定结果定义。

应用不计算坐标关系，只保存标定结果并传给算法接口。

4. 模块职责

模块	职责
`ParkingSpaceGuidePresenter`	设备初始化、调用算法接口、分发结果到 UI/LED/组播。
`DetectPresenter`	算法接口调用入口。
`ConfigManager`	加载、保存、页面修改配置。
`RsLidarDevice`	采集雷达点云。
`MvsDevice`	搜索并采集 2D 平面相机图像。
`LedDisplayDevice`	输出 LED 显示结果。
`UDPClient`	组播发送 JSON 检测结果。

数据流：

RsLidarDevice -> 算法检测接口 -> 检测结果
MvsDevice     -> 算法机型识别接口 -> modelType
检测结果      -> UI / LED / 组播 / 日志

5. 标定模式

原则：

标定算法由算法模块提供。
应用只负责采集数据、调用接口、显示结果、保存结果。
parkId 是业务配置，不参与标定。
接口失败时只显示失败原因，不覆盖旧结果。

5.1 标定流程

%%{init: {"flowchart": {"curve": "linear"}} }%%
flowchart TD
    A([进入标定]) --> B{设备状态}
    B -- 异常 --> C[显示原因]
    B -- 正常 --> E[加载地面标定参数]
    E --> F[采集雷达点云]
    F --> G[调用 CalibrateGround]
    G --> H{地面标定结果}
    H -- 成功 --> I[保存地面标定结果]
    H -- 失败 --> J[显示失败原因]

5.2 地面标定

输入：

地面标定参数，至少包含采集帧数，默认建议 N >= 10。
多帧雷达点云。

输出：

groundCalibrationResult
calibrationTime

5.3 停机几何配置

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。

6. 正常工作模式

6.1 工作流程

%%{init: {"flowchart": {"curve": "linear"}} }%%
flowchart TD
    A([启动]) --> B{设备和标定检查}
    B -- 异常 --> C[输出 ERROR]
    B -- 缺标定 --> D[提示补做标定]
    B -- 正常 --> E[进入待机]

    E --> F[操作员可选 A320 / B737 或不选机型]
    F --> G[点击开始]
    G --> H[发布 WAIT 零值状态并锁定参数控件]
    H --> I[按帧采集雷达点云]
    I --> J[调用 planeLocalization 和引导状态计算]
    J --> K{检测结果}
    K -- 失败 --> L[显示原因并输出错误状态]
    L --> I
    K -- 成功 --> M{进入 25m 且尚未完成机型验证}
    M -- 是 --> N[提交异步采图、ROI 裁剪和飞机检测任务]
    M -- 否 --> O[使用点云引导结果]
    N --> O
    N -. 任务完成 .-> P[合并机型结果并更新 UI / LED / UDP / HTTP]
    O --> P
    P --> Q{飞机到位并稳定停止}
    Q -- 否 --> I
    Q -- 是 --> R[保持 STOP 并周期检测轮挡 ROI 人员]
    R --> T{连续检测达到稳定次数}
    T -- 否 --> I
    T -- 是 --> U[发布 21 / CHOCK ON]
    U --> S[停止检测并进入休眠]
    S --> E

6.2 雷达

主检测设备。
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。
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。
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。
输出距离、偏移、偏角、异常状态、引导状态等结果。

6.3 2D 相机

使用 AAPGS 目标检测模型识别飞机和人员。
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。
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。
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。
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。
操作员选择值保存为本次会话的 expectedModelType，不作为检测结果显示。
当前通用 COCO 模型检测到飞机时写入 modelType=飞机，并设置 modelVerificationSupported=false，不伪造 A320/B737 匹配结果；未来细分模型返回 A320/B737 时再执行精确匹配。
达到最大次数仍不一致时输出 STOP+IDFAIL，并显示算法返回原因。
飞机稳定停止后保持 STOP，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 并结束会话。

6.4 输出

UI 结果列表字段：

时间
parkId
targetId
expectedModelType
modelType
modelMatched
distanceToStop
lateralOffset
bodyYawAngle
速度
guideState
confidence

更新规则：

当前目标按 parkId + targetId 更新。
不做每帧无限追加。

LED 按 0720 式样输出：

显示状态：1、2、5、6、7、8、10、15、16、17、20、21、22。
清屏状态：3、4、9、11、12、13、14、18、19、23、24。
白色行只清空 LED 动态区，不影响 UI、UDP 和 HTTP 的完整状态数据。

6.5 急停输入

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。
周期读取 /sys/external_gpio/jwsioc_gpio3，只接受 0 或 1。
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。
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。
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。

组播：

使用 JSON。
端口：8800。
雷达进入 10fps 后按检测结果输出，可配置限频。
检测失败或无结果也发送状态包。

7. 配置

<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"/>

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

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。
急停 sysfs 不可用	按失效保护处理，停止检测并禁止启动。
LED 断开	检测和组播继续，UI 提示。
组播初始化失败	检测和 LED 继续，UI/日志提示。
地面标定缺失	禁止进入正常检测。
停止线标定缺失	禁止输出距离和 STOP/TOOFAR。
算法接口失败	显示失败原因，输出错误状态。

10. 验收

标定：

地面标定结果可保存和加载。
停止线标定结果可保存和加载。
标定失败显示原因，不覆盖旧结果。

正常工作：

初始化完成后保持待机，不自动开始算法检测。
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。
UI、LED、组播同步更新。
机型识别按算法触发。
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。
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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