基于SD卡的智能车轨迹分析

叶开 秦航 陈东红 张伟 陈锡爱

摘 要：针对摄像头智能车运行时图像数据过大，无法利用蓝牙或者2.4G实时传输的问题，本文设计了一款基于SD卡的智能车轨迹分析的产品。研究人员利用SD卡记录小车运行轨迹，然后使用上位机导出相应的图像和速度信息，并保存至文件夹和数据库中。同时，研究人员还可以利用上位机，进行轨迹算法的仿真，实现了离线调试的功能，提高了调试效率。

关键词：SD卡 摄像头 智能车 算法仿真

中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）06（a）-0013-03

在小车的控制中，很多算法会因小车的运行情况的不同而发生改变。所以为了对小车运行轨迹有一个良好的规划，研究人员往往需要小车运行时的图像和速度信息。

大部分蓝牙支持最大波特率是115200bps，所以每毫秒传输的最大字节是120字节，并且当使用最大波特率时，数据的丢包率较高，无法做到图像和速度的实时传输要求。

而使用串口数据线连接时，虽然支持的波特率较高，可以实时查看信息。但由于数据线拖拽的原因，小车需要静止在赛道中，不能运行。

本文使用了金士顿8GB的Micro SD卡，通过SPI写数据模式，实测写1536个字节传输花1.2ms，数据烧写花3.1ms。小于摄像头的场中断时间，可以实时储存当前的图像和速度信息。

1 整体设计

整个控制系统由K60主控芯片，OV7725摄像头，SD卡存储模块和基于Visual Studio 2013的上位机平台。首先，利用SD卡存储小车的轨迹信息，然后，取下SD卡，将其插入读卡器中，利用上位机中解码方式导出图像和数据，并存入对应文件夹中。

轨迹算法仿真时，先编写算法在Detailed_algorithm的类中，然后导入相应文件夹中的内容。运行上位机，检查算法优劣。

系统的整体结构图如图1所示。

2 上下位机软件设计

2.1 下位机软件设计

K60主控板接通电源，首先初始化SD卡、摄像头等模块，然后开启DMA传输摄像头的数据，直至摄像头的场中断到来，接收完一帧图像，开始SD卡的存储。然后，发送ACMD23指令，预擦除数据块，发送CMD25指令，写入数2.2 上位机软件设计

启动上位机，点击“导出图像和数据”按钮，这时，上位机利用其解码格式，将读卡器中SD的数据导出至选中的文件夹中，同时，也将导出数据至对应的数据库中。具体流程，如图3所示。

轨迹算法仿真时，先编写算法在Detailed_algorithm的类中，然后点击“导入图像和数据”按钮，导入内容至上位机。上位机根据之前的图像和轨迹信息，判断算法能否实现相应的功能。具体流程如图4所示。

2.3 上位机界面设计

上位机界面分为两个部分：图像播放和算法仿真。

图像播放部分中，你可以选择图像的播放速度，然后点击当前帧播放或从头播放。这时，上位机会以设定的播放速度播放图像，这时你将看到小车运行时摄像头所拍摄的视频。

图像的下方是返回的速度信息以及上位机中的算法所需的一些参数信息。你可以查看每一帧图像所对应的信息，提高了调试效率和方便了查找程度的bug。

图像的右方是在当前帧附近一段时间的速度和电机输出的曲线。可以清晰的反映出车的运行趋势。

算法仿真部分中，你可以编写相应的程序在Visual Studio 2013的C#语言平台。然后根据你之前存储的大量图片数据。首先，判断算法是否有误判或者漏判，然后，根据所获得的车身姿态等数据判断你的算法能否起到应有的控制效果。从而可以智能的分析算法的优劣。

3 结语

要达到一个好的结果，一个好的调试工具是必不可少的，智能化的调试方法必将取代傻瓜式的数据试验。

文章设计的基于SD卡的智能车轨迹分析的产品使得研究人员可以查看小车运行时的图像和轨迹信息，并以此实现轨迹算法的仿真，分析算法的优劣，从而实现智能调试的目的。使用本产品方便了离线分析，使得研究人员更易查找bug，提高了调试的效率。

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