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视频雷达在某型调车辅助驾驶系统上的软件设计方法

范文

范毅　刘宝成

【摘要】 ? ?介绍了视频雷达在某型调车辅助驾驶系统上的软件设计及应用，重点描述了该视频雷达系统的开发环境、软件功能及设计方法。

【关键词】 ? ?视频雷达 ? ?调车辅助驾驶系统 ? ?功能 ? ?设计

引言：

视频雷达是STAD系统的核心设备之一，用于获取车列前方图像信息、与障碍物的相对位置信息，GPS数据信息，并通过无线通信（WiFi或LTE）传输给車载设备。由于该产品功能和特点有一定市场需求，通过对视频雷达功能以及使用环境进行分析研究，对市场和技术两方面进行了充分调研和评估后，形成该软件设计方法。

一、视频雷达系统概述

整个系统由夜视系统、雷达系统、GPS模块、无线通讯模块、电源模块和结构件组成。

1.夜视系统主要用于获取列车前方视频信息;

2.雷达系统主要用于获取列车前方障碍物信息;

3.GPS模块主要用于获取当前位置信息;

4.无线通信模块主要用于实现与车载设备之间的通信;

5.电源模块主要用于为系统提供稳定可靠的供电。

二、软件功能描述

系统软件分为车载端和监控端两部分，车载端软件运行在HI3519处理器中，实现视频采集、视频编码、视频封包传输;监控端软件运行在Android智能终端负责视频解包、视频解码和视频播放。

三、开发环境简介

硬件环境：hisi3519视频主控板，外部接口包括串口，CAN接口，网络接口，IO接口，SD接口，外部设备包括雷达模块，GPS模块，4G模块，wifi模块。

软件环境：车载端：Linux +Arm开发环境，使用unbuntu16.04发布版本，编译器使用hisi提供的编译工具链;监控端：Android开发环境。

四、车载智能终端数据流程图

该软件运行在hisi3519主控板上，linux操作系统，主要实现功能是列车视频监控，雷达障碍物探测，并将障碍信息（二维坐标数据）转换到视频中，能够在视频画面中实时标记障碍物，同时把障碍物信息上传到主机端，为列车司机提供观察判断的条件。

数据流说明：

视频雷达采集到数据，分析出结果后传递给视频模块，视频模块将雷达数据坐标融合在视频画面中，通过RTSP视频流传输到PC端软件接收并实时显示，同时雷达数据和GPS数据会发送给PC端软件进行实时的数字化显示。

五、车载智能终端软件功能接口说明

5.1雷达数据采集线程RADAR_work_thread（）

雷达进行障碍物坐标信息的采集，将采集到的二维坐标数据进行数据转换，雷达采集到的坐标是世界坐标系，而视频画面需要图像坐标系，因此，需要进行坐标系的转换，把雷达坐标转换到图像上，坐标转换完后，把图像坐标系提交给视频模块中OSD线程SAMPLE_RGN_VpssCoverExDynamicDisplay（），该线程会根据实时得到的坐标进行视频绿色框标记，从而实现视频目标跟踪。

5.2 GPS 数据采集线程GPS_work_recv_thread（）

实现设备速度获取功能，以及时间获取功能，主要采集设备速度数据，将速度数据传输给雷达，当雷达运动时需要速度数据，同时，速度数据会通过TCP传输给PC端进行实时显示速度信息。

5.3视频采集线程SAMPLE_VENC_NORMALP_CLASSIC（）

主要实现hisi3519 视频系统初始化，视频采集，编码，分辨率配置，rtsp打包发送等功能。

5.4其他工作线程OTHER_work_thread（）

主要进行4G信号强度，wifi信号强度，电池电量值获取功能，其中，电池电量是通过串口读取单片机串口发送来的电量信息（电池由单片机独立控制）;4G信号强度是通过给主控板发送命令，从而获取的信号强度值;wifi信号强度是通过标准网络接口获取到wifi信号强度。

5.5 Rtsp工作模块RTSP_work_start（）

该模块是以库文件形式提供，该模块接口使用简单。

使用方法：caster_init（），初始化rtsp模块，配置rtsp通信端口

caster_chl_open（），启动rtsp通信通道

caster_chl_write_video（）向rtsp通道写入视频数据，等待客户端连接

5.6 get_para（）接口说明

该接口实现的功能是配置文件读写，主要是雷达参数配置。

5.7自定义网络通信工作线程TCP_work_thread（）

该线程主要实现pc端与设备端命令交互，雷达数据发送，GPS数据发送。其中，所有需要发送给pc端的数据全部是在各个工作模块数据解析完成后再发送给PC端，本线程主要处理PC机发送设备控制命令。

六、移动智能终端软件功能设计

基于 Android 平台的监控客户端的总体框架如图所示，分别由网络通讯模块、视频解码模块以及视频显示模块等构成。其中网络通讯模块接收来自服务器的所有数据，对数据进行解析，并将视频数据存入到视频缓冲区。视频解码模块负责从视频缓冲区中读取数据并送入 H. 264 解码器进行解码。最后，采用 OpenGL 图形库将解码后图像绘制到屏幕上实现视频播放。

视频数据的接收和解码都是复杂、持续的过程，如果其中一个过程出现阻塞会影响整个程序的运行，因此，客户端使用多线程实现数据接收和视频解码的并行处理。在整个程序运行过程中，主线程响应用户操作，负责屏幕刷新工作，并创建两个子线程：数据接收和视频解码子线程，处理过程如图5所示。

七、结束语

该软件设计方法已完成了设计和调试，并基本实现了在某型调车辅助系统上的应用，满足了特路市场的应用需求，并且该软件设计方法也可以推广应用于其他相关行业，实现通过视频雷达监控并传输数据从而代替传统的视频监控，可大大提高视频采集的可靠性和准确性。

参考文献

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范毅，19790620，男，陕西咸阳，汉;大学本科;工程师;计算机应用

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