From e839943436317e71a1d72056402635e3e42029b1 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: wangfq Date: Mon, 29 Jun 2026 18:35:13 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?refactor:=20=E5=8E=BB=E6=8E=89=E5=BF=AB?= =?UTF-8?q?=E9=80=9F=20IIR=EF=BC=8C=E5=8D=95=E8=B7=AF=20IIR=20ALFA=5FCAP1?= =?UTF-8?q?=3D79=20@10ms=20(=CF=84=E2=89=8832ms)?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit ALFA_CAP1=79 @10ms, τ≈32ms — 已足够快，无需双路 IIR 的复杂度。 保留所有 V2 保护机制: 斜率限幅、进入确认、冻结超时+稳定性检查。 改动: - ALFA_CAP1: 18→79 - 删除 CAPVD_fast 变量及双路 IIR 逻辑 - 进入检测改用 CAPVD 直接判定(仍保留 ENTRY_CONFIRM=3) - 净删 50 行，架构更简洁 --- .../at32f421_freertos_demo/inc/TaskLoop.h | 14 ++- .../at32f421_freertos_demo/src/TaskLoop.c | 90 +++++-------------- 2 files changed, 27 insertions(+), 77 deletions(-) diff --git a/utilities/at32f421_freertos_demo/inc/TaskLoop.h b/utilities/at32f421_freertos_demo/inc/TaskLoop.h index 491018a..28f2c76 100644 --- a/utilities/at32f421_freertos_demo/inc/TaskLoop.h +++ b/utilities/at32f421_freertos_demo/inc/TaskLoop.h @@ -30,12 +30,11 @@ * 滤波参数 — M4 优化版 * * 与 M1H (8051, 50ms tick) 的关键差异: - * - tick 提升到 10ms，滤波系数同步调整，保持等效时间常数 - * - 新增斜率限幅 (MAX_SLOPE_RATE) 过滤瞬态尖峰 + * - tick 提升到 10ms，ALFA_CAP1=79 @10ms (τ≈32ms, 等效原 79@50ms 的 5× 响应速度) + * - 斜率限幅 (MAX_SLOPE_RATE) 过滤瞬态尖峰 * - 进入确认 (ENTRY_CONFIRM) 替代单次阈值判定 *===========================================================================*/ -#define ALFA_CAP1 18 // IIR α = 18/256 ≈ 0.07 (@10ms → τ≈135ms, 等效 50ms 的 79/256) -/* 快速 IIR (CAPVD_fast): α=128/256=0.5, τ≈28ms, 用 (old+new)/2 实现，无需宏 */ +#define ALFA_CAP1 79 // IIR α = 79/256 ≈ 0.31 (@10ms → τ≈32ms) #define MAX_SLOPE_RATE 5 // 斜率限幅: 单次最大变化 5% (物理限制, 拒绝 EMI 尖峰) #define ENTRY_CONFIRM 3 // 进入确认: 连续 N 次低于阈值才判定有车 #define FREEZE_TIMEOUT 1000 // 基线冻结超时: ~10s @ 10ms/tick, 持续偏高且稳定后强制更新基线 @@ -104,11 +103,10 @@ extern uint8_t g_loop_stable; // 线圈数值已稳定 (0=稳定中, /* 离开防抖计数器（连续 CAPVD 恢复到阈值以上才释放） */ extern uint8_t loop1_cnt_release; // 离开防抖计数 -/* M4 优化: 快速 IIR + 进入确认 */ -extern uint32_t loop1_CAPVD_fast; // 快速 IIR 值 (α=0.5, τ≈28ms, 用于检测) +/* 进入确认 (M4 优化) */ extern uint8_t loop1_entry_cnt; // 进入确认计数 -extern uint16_t loop1_freeze_cnt; // 基线冻结持续计数（超时后强制更新 Origin） -extern uint32_t loop1_freeze_ref; // 冻结参考值（CAPVD 偏离此值超限则重置计数） +extern uint16_t loop1_freeze_cnt; // 基线冻结持续计数 +extern uint32_t loop1_freeze_ref; // 冻结参考值 #if USE_FLATNESS_EXIT extern uint8_t g_exit_state; // 离开检测: 0=追踪斜率, 1=等待平坦 extern uint16_t g_max_slope; // 第一上升坡面最大 |f'| diff --git a/utilities/at32f421_freertos_demo/src/TaskLoop.c b/utilities/at32f421_freertos_demo/src/TaskLoop.c index 2fc62a8..88f364d 100644 --- a/utilities/at32f421_freertos_demo/src/TaskLoop.c +++ b/utilities/at32f421_freertos_demo/src/TaskLoop.c @@ -37,7 +37,6 @@ uint16_t loop1_dlt_ORG; uint8_t Flt_Reg; /* M4 优化: 快速 IIR + 进入确认 */ -uint32_t loop1_CAPVD_fast; uint8_t loop1_entry_cnt; uint16_t loop1_freeze_cnt; uint32_t loop1_freeze_ref; @@ -342,7 +341,6 @@ void INIT_VD(void) g_loop_stable = 0; /* M4 优化: 快速 IIR + 进入确认 */ - loop1_CAPVD_fast = 0; loop1_entry_cnt = 0; loop1_freeze_cnt = 0; loop1_freeze_ref = 0; @@ -642,61 +640,26 @@ void vd1_task(void) if (loop1_Origin == 0) return; /*================================================================ - * 1. 双路 IIR 滤波 (M4 优化) + * 1. IIR 滤波 + 斜率限幅 (M4 优化) * - * 慢速 IIR (CAPVD): α=18/256 ≈ 0.07, τ≈135ms - * - 斜率限幅: 单次变化 >5% → 截断 (拒绝 EMI/闪电尖峰) - * - 用途: 基线跟踪 - * - * 快速 IIR (CAPVD_fast): α=0.5, τ≈28ms - * - 从斜率限幅后的 CAPVD 派生 - * - 用途: 进入/离开检测判定 + * ALFA_CAP1=79 @10ms → τ≈32ms + * 斜率限幅: 单次变化 >5% → 截断 (拒绝 EMI/闪电尖峰) *================================================================*/ - - /* 1a. 慢速 IIR — 斜率限幅（参考 CAPVD）*/ - { - uint32_t fast_input; - - if (loop1_CAPVD == 0) { - loop1_CAPVD = loop1_Value; - fast_input = loop1_Value; - } else { - /*--- 慢速路径：斜率限幅参考 CAPVD (τ=135ms)，保护基线跟踪 ---*/ - int32_t raw_delta = (int32_t)loop1_Value - (int32_t)loop1_CAPVD; - int32_t max_step = (int32_t)(loop1_CAPVD * MAX_SLOPE_RATE / 100); - if (max_step < 100) max_step = 100; - if (raw_delta > max_step) raw_delta = max_step; - if (raw_delta < -max_step) raw_delta = -max_step; - uint32_t clamped_value = (uint32_t)((int32_t)loop1_CAPVD + raw_delta); - loop1_CAPVD = get_flt_value(clamped_value, loop1_CAPVD); - - /*--- 快速路径：斜率限幅参考 CAPVD_fast (τ=28ms)，限幅窗口随快速值扩展 - * 解决 ALFA_CAP1=18 时 CAPVD 移动太慢限制限幅天花板的问题 ---*/ - if (loop1_CAPVD_fast == 0) { - fast_input = clamped_value; - } else { - int32_t f_delta = (int32_t)loop1_Value - (int32_t)loop1_CAPVD_fast; - int32_t f_max = (int32_t)(loop1_CAPVD_fast * MAX_SLOPE_RATE / 100); - if (f_max < 100) f_max = 100; - if (f_delta > f_max) f_delta = f_max; - if (f_delta < -f_max) f_delta = -f_max; - fast_input = (uint32_t)((int32_t)loop1_CAPVD_fast + f_delta); - } - } - - /* 1b. 快速 IIR — α=0.5: (old + new) / 2 */ - if (loop1_CAPVD_fast == 0) { - loop1_CAPVD_fast = fast_input; - } else { - loop1_CAPVD_fast = (loop1_CAPVD_fast + fast_input) / 2; - } + if (loop1_CAPVD == 0) { + loop1_CAPVD = loop1_Value; + } else { + int32_t raw_delta = (int32_t)loop1_Value - (int32_t)loop1_CAPVD; + int32_t max_step = (int32_t)(loop1_CAPVD * MAX_SLOPE_RATE / 100); + if (max_step < 100) max_step = 100; + if (raw_delta > max_step) raw_delta = max_step; + if (raw_delta < -max_step) raw_delta = -max_step; + uint32_t clamped_value = (uint32_t)((int32_t)loop1_CAPVD + raw_delta); + loop1_CAPVD = get_flt_value(clamped_value, loop1_CAPVD); } - /*--- 2. 稳定期：只跟踪基线，不检测车辆 ---*/ + /*--- 2. 稳定期：绕过 IIR 和斜率限幅，直接用 Value 快速收敛 ---*/ if (!g_loop_stable) { - /* 稳定期内不做斜率限幅和 IIR — 直接用 Value 快速收敛到真实基线 */ loop1_CAPVD = loop1_Value; - loop1_CAPVD_fast = loop1_Value; update_moving_average(&loop1_ORG_SUM, &loop1_ORG_CNT, &loop1_Origin, loop1_CAPVD, WINDOW_ORIGIN); @@ -714,33 +677,27 @@ void vd1_task(void) *================================================================*/ /*--- 基线跟踪（仿 TLD-110：有车时冻结） - * 额外保护: CAPVD 异常上升时暂停跟踪，防止基线被污染 - * 否则车辆驶入时若 Xn 先增大，Origin 被顶上去后无法释放 ---*/ + * 额外保护: CAPVD 异常上升时暂停跟踪 → 冻结超时 + 稳定性检查 ---*/ loop1_dlt_ORG = ((uint32_t)loop1_Origin * SensTable[loop1_SensLevel]) >> 16; { int32_t dev = (int32_t)loop1_CAPVD - (int32_t)loop1_Origin; if (dev < (int32_t)(loop1_dlt_ORG * 4)) { - /* CAPVD 未显著高于基线 → 安全跟踪，重置冻结计数 */ loop1_freeze_cnt = 0; update_moving_average(&loop1_ORG_SUM, &loop1_ORG_CNT, &loop1_Origin, loop1_CAPVD, WINDOW_ORIGIN); } else { - /* CAPVD 异常偏高 → 冻结跟踪 */ if (loop1_freeze_cnt == 0) { - loop1_freeze_ref = loop1_CAPVD; // 记录冻结起始值 + loop1_freeze_ref = loop1_CAPVD; } else { - /* 稳定性检查: CAPVD 偏离参考值超过 FREEZE_STABILITY_RATE% 则重置 */ int32_t drift = (int32_t)loop1_CAPVD - (int32_t)loop1_freeze_ref; if (drift < 0) drift = -drift; if (drift > (int32_t)(loop1_freeze_ref * FREEZE_STABILITY_RATE / 100)) { - /* 波动过大 → 不是稳定值，重置计数并以当前值重新计时 */ loop1_freeze_cnt = 0; loop1_freeze_ref = loop1_CAPVD; } } loop1_freeze_cnt++; if (loop1_freeze_cnt >= FREEZE_TIMEOUT) { - /* 超时: CAPVD 持续偏高且稳定 → 环境变化，接受新基线 */ loop1_Origin = loop1_CAPVD; loop1_freeze_cnt = 0; loop1_freeze_ref = 0; @@ -748,30 +705,25 @@ void vd1_task(void) loop1_ORG_SUM = 0; PRINT("Baseline timeout update, new Origin:%d\\n", loop1_Origin); } else { - /* 未超时: 保持冻结，重置累计（防止突然解冻时旧数据污染） */ loop1_ORG_CNT = 0; loop1_ORG_SUM = 0; } } } - /*--- M4 优化: 进入确认 — 连续 ENTRY_CONFIRM 次低于阈值才判有车 - * 使用快速 IIR (CAPVD_fast) 提高响应速度 - * 配合确认机制防止瞬态干扰误触发 ---*/ - if (loop1_CAPVD_fast < (loop1_Origin - loop1_dlt_ORG)) { + /*--- 进入确认 — 连续 ENTRY_CONFIRM 次低于阈值才判有车 ---*/ + if (loop1_CAPVD < (loop1_Origin - loop1_dlt_ORG)) { loop1_entry_cnt++; if (loop1_entry_cnt >= ENTRY_CONFIRM) { - PRINT("Car_In, Value:%d, CAPVD:%d, CAPVD_fast:%d, Origin:%d, dlt:%d\\n", - loop1_Value, loop1_CAPVD, loop1_CAPVD_fast, - loop1_Origin, loop1_dlt_ORG); + PRINT("Car_In, Value:%d, CAPVD:%d, Origin:%d, dlt:%d\\n", + loop1_Value, loop1_CAPVD, loop1_Origin, loop1_dlt_ORG); loop1_VD_FLAG = 1; loop1_FLAG_IN = 1; loop1_entry_cnt = 0; - loop1_freeze_cnt = 0; // 入场时重置冻结状态 + loop1_freeze_cnt = 0; loop1_freeze_ref = 0; - /* 有限存在计时（非安全复位模式下） */ if (!SET_SAFE) { loop1_LC_HOLD = 1; } else {