docs: 四文档更新至 V2.6 — 单路 IIR + WINDOW_ORIGIN=500
- devlog: 新增 V2.6 架构简化章节 + 两阶段基线策略 - release-notes: V2.5→V2.6, 更新 M4 优化表(双路→单路 IIR) - product-manual: V2.5→V2.6 + 版本历史 - technical-spec: §4.2 重写为单路 IIR ALFA_CAP1=79 @10ms, §4.3.2 去除 CAPVD_fast 引用, §4.4.3 两阶段基线表, §15 新增 V2.1 修订记录
This commit is contained in:
wangfq
@@ -1,6 +1,6 @@
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# DLD154V4B 技术规格书
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> 单路线圈车辆检测器 | 固件版本: V2.5 | 文档版本: V2.0
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> 单路线圈车辆检测器 | 固件版本: V2.6 | 文档版本: V2.1
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> 本文档面向工程开发、系统集成及故障深度分析
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@@ -31,9 +31,9 @@
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FreeRTOS Kernel (CMSIS-RTOS v2)
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├── loop_task (主检测任务)
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│ ├── vd1_task() — 每 ~10ms 执行 (M4 优化)
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│ │ ├── 双路 IIR 滤波 (慢速 α=18/256, 快速 α=0.5)
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│ │ ├── IIR 滤波 (ALFA_CAP1=79/256, τ≈32ms)
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│ │ ├── 斜率限幅 (MAX_SLOPE_RATE=5%)
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│ │ ├── 基线跟踪 (100 窗口滑动平均)
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│ │ ├── 基线跟踪 (500 窗口滑动平均, 5s)
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│ │ ├── 进入确认 (ENTRY_CONFIRM=3 次)
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│ │ ├── 离开检测 (平坦性 / cnt_release)
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│ │ ├── 时序状态机 (IN/OUT/PULSE/HOLD)
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@@ -178,47 +178,41 @@ TMR3 ISR:
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**改进效果**：响应速度提升 16 倍，精度保留全部采样信息。
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### 4.2 IIR 滤波（M4 优化：双路 IIR）
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### 4.2 IIR 滤波（M4 优化：ALFA_CAP1=79 @10ms）
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V2.0 起采用双路 IIR 架构，将基线跟踪与检测判定解耦：
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V2.6 起采用单路 IIR，ALFA_CAP1=79 @10ms (τ≈32ms)，比旧 50ms tick 的 τ≈162ms 快 5 倍：
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```c
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#define ALFA_CAP1 18 // 慢速 IIR: α = 18/256 ≈ 0.07, τ≈135ms
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#define ALFA_FAST 128 // 快速 IIR: α = 128/256 = 0.5, τ≈28ms
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```
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#define ALFA_CAP1 79 // IIR α = 79/256 ≈ 0.31 (@10ms → τ≈32ms)
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| 滤波器 | α | τ @10ms | 输入 | 用途 |
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| CAPVD (慢速) | 18/256 ≈ 0.07 | 135ms | Value（经斜率限幅） | 基线跟踪 |
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| CAPVD_fast (快速) | 128/256 = 0.5 | 28ms | CAPVD（慢速滤波后） | 进入/离开检测判定 |
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**为什么需要双路：**
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- 基线跟踪需要**慢响应**，避免将车辆的频率偏移"学"进基线（τ=135ms，等效 M1H 的 79/256 @50ms）
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- 检测判定需要**快响应**，快速捕捉车辆进入/离开（τ=28ms，5× 快于旧设计）
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- 快速 IIR 输入来自慢速 IIR 的输出，继承斜率限幅的瞬态抑制能力
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**进入确认**：快速 IIR 连续 3 次低于阈值才判定有车，单次瞬态干扰被过滤。
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```c
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// 快速 IIR: α=0.5 → (old + new) / 2
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loop1_CAPVD_fast = (loop1_CAPVD_fast + loop1_CAPVD) / 2;
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// 进入确认
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if (CAPVD_fast < Origin - dlt_ORG) {
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if (++entry_cnt >= 3)
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VD_FLAG = 1; // 确认有车
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} else {
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entry_cnt = 0; // 恢复到阈值以上则重置
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}
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// get_flt_value(): 通用一阶 IIR
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CAPVD = (|Value - CAPVD| * ALFA_CAP1) >> 8 // 每 tick 移动 ~31%
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| 参数 | 值 | 说明 |
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| α_slow | 18/256 ≈ 0.07 | 慢速 IIR 指数平滑系数 |
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| α_fast | 128/256 = 0.5 | 快速 IIR 指数平滑系数 |
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| 慢速 τ | ~135ms | 等效 50ms tick 的 79/256 |
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| 快速 τ | ~28ms | 5× 快于旧设计 |
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| ENTRY_CONFIRM | 3 | 连续确认次数 |
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| α | 79/256 ≈ 0.31 | 指数平滑系数 |
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| τ | ~32ms @10ms tick | 3 次更新达 63% |
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| 噪声抑制 | 良好 | 单次野值影响 < 31% |
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**进入确认**：CAPVD 连续 ENTRY_CONFIRM=3 次低于阈值才判定有车。
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```c
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if (CAPVD < Origin - dlt_ORG) {
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if (++entry_cnt >= 3)
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VD_FLAG = 1; // 确认有车
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} else {
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entry_cnt = 0; // 恢复则重置
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}
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```
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| 对比 | 8051/M1H 旧设计 | V2.6 |
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| tick | 50ms | **10ms** |
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| IIR α | 79/256 (@50ms, τ=162ms) | **79/256 (@10ms, τ=32ms)** |
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| 确认方式 | 单次阈值 | **连续 3 次** |
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| 瞬态抑制 | 无 | **斜率限幅 + 确认** |
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| 进入响应 | ~550ms | **~530ms** |
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### 4.3 检测判据
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@@ -239,9 +233,8 @@ const uint16_t SensTable_1[4] = {108, 72, 18, 9}; // 离开阈值（滞回
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#### 4.3.2 进入检测（M4 优化：确认机制）
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```c
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// 使用快速 IIR (CAPVD_fast) 提高响应速度
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// 连续 ENTRY_CONFIRM 次低于阈值才判定有车
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if (CAPVD_fast < Origin - dlt_ORG) {
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// CAPVD 连续 ENTRY_CONFIRM 次低于阈值才判定有车
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if (CAPVD < Origin - dlt_ORG) {
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entry_cnt++;
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if (entry_cnt >= ENTRY_CONFIRM) { // 3 次连续确认
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VD_FLAG = 1; FLAG_IN = 1;
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@@ -252,13 +245,12 @@ if (CAPVD_fast < Origin - dlt_ORG) {
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}
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| 对比 | 8051/M1H 旧设计 | M4 优化 |
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| 判定依据 | CAPVD（慢速 IIR） | **CAPVD_fast**（快速 IIR，5× 响应） |
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| 对比 | 8051/M1H 旧设计 | V2.6 M4 优化 |
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| 判定依据 | CAPVD (α=79, τ=162ms) | **CAPVD (α=79, τ=32ms)** |
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| 确认方式 | 单次阈值 | **连续 3 次确认** |
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| 瞬态抑制 | 无 | **斜率限幅 + 确认双重保护** |
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| 进入响应 | ~550ms (50ms tick + 500ms IN_DELAY) | **~530ms** (10ms tick + 3×10ms + 500ms) |
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| 误触发风险 | 中 | **低** |
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| 进入响应 | ~550ms | **~530ms** |
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#### 4.3.3 离开检测（滞回）
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@@ -356,22 +348,18 @@ if (!VD_FLAG) {
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| 5% 斜率限幅 | 过滤 EMI/闪电尖峰，保护 IIR（V2.0） |
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| 冻结超时 + 稳定性检查 | 防止永久冻结死锁（V2.3~2.5） |
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#### 4.4.3 基线更新速率
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#### 4.4.3 基线更新速率（两阶段）
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`vd1_task` 每 ~10ms 执行一次。空闲时每次累加 CAPVD 到 `ORG_SUM`，满 100 次后取平均更新 Origin：
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| 阶段 | 窗口 | 周期 | 用途 |
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| 稳定期 (`!g_loop_stable`) | 100 | **1s** | 绕过 IIR/限幅，快速收敛，开机即用 |
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| 正常运行 | 500 (WINDOW_ORIGIN) | **5s** | 强噪声抑制，稳定跟踪 |
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100 样本 × 10ms/tick = 1000ms = 1 秒
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稳定期: CAPVD = Value (raw) → 100 样本 → Origin 快速建立
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正常: CAPVD = IIR(Value, α=79) → 500 样本 → Origin 稳定跟踪
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| 产品 | 窗口大小 | 更新周期 | 空闲时跟踪 | 有车时冻结 |
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|------|---------|---------|-----------|-----------|
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| **DLD154V4B** | 100 次 | **1000ms** | ✅ | ✅ |
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| **M1H** | 100 次 | 5000ms | ✅ | ❌（有车也跟踪） |
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| **TLD-110** | 16 次 | ~800ms | ✅ | ✅ |
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> **注意**：V2.0 将 tick 从 50ms 提升到 10ms，基线更新从每 5 秒加速到每 1 秒 —— 对温漂的跟踪能力显著提升，同时保持 100 窗口的抗噪能力。
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### 4.5 Origin 污染保护与冻结超时恢复（V1.5 → V2.5）
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#### 4.5.1 问题演进
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@@ -711,3 +699,4 @@ DLD154V4B V1.4 起实现该专利的整数化版本，用于大车通行时的
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| V1.0 | 2026-06-24 | 技术规格书初版（V1.5 固件） |
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| V2.0 | 2026-06-29 | 更新至 V2.5 固件：双路 IIR、斜率限幅、进入确认、冻结超时+稳定性 |
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| V2.1 | 2026-06-29 | 更新至 V2.6：单路 IIR ALFA_CAP1=79, WINDOW_ORIGIN=500, 两阶段基线 |
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Reference in New Issue
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