簡(jiǎn) 介： 本文內(nèi)容是在8月13日郵件接收到參加全國(guó)大學(xué)生智能車(chē)競(jìng)賽同學(xué)寫(xiě)來(lái)的一封郵件。其中對(duì)于公開(kāi)的山東大學(xué)（威海）全向組提交的RT-Thread技術(shù)報(bào)告中所產(chǎn)生的若干疑點(diǎn)。針對(duì)于競(jìng)賽中所使用的沁恒單片機(jī)在RAM，CPU速度等方面的不足，作者質(zhì)疑山東大學(xué)全向組報(bào)告中存在不實(shí)之處。

海韻三隊(duì)同學(xué)很快針對(duì)提出的疑問(wèn)進(jìn)行了書(shū)面的回復(fù)，具體內(nèi)容在本文的最后一節(jié)。
關(guān)鍵詞： RTT，智能車(chē)競(jìng)賽，質(zhì)疑，沁恒單片機(jī)

01 問(wèn)題來(lái)源

??卓大大你好，這是我閱讀您csdn上公布的獲得rtt專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)進(jìn)入國(guó)賽的技術(shù)報(bào)告后，產(chǎn)生的一些疑問(wèn)，篇幅問(wèn)題我寫(xiě)成了word。如果確實(shí)有這個(gè)問(wèn)題，希望卓大大能重視，如果是我自身因知識(shí)儲(chǔ)備不足而產(chǎn)生的誤解，希望卓大大樂(lè)一樂(lè)就好，不要在意。

??下面內(nèi)容是來(lái)自于郵件中WORD文檔內(nèi)容：關(guān)于山東大學(xué)（威海）全向組海韻三隊(duì)提交的 RT-Thread 技術(shù)報(bào)告中的若干疑點(diǎn)。

• 基于RT-Thread全向賽車(chē)控制算法開(kāi)發(fā)^[1]

• 第十六屆全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽RT-Thread創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)^[2]

02 若干疑點(diǎn)

一、關(guān)于RAM使用問(wèn)題

??最明顯的一點(diǎn)是RAM的使用情況。文中作者也承認(rèn)圖像處理線程sweep需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)非常多，卻只為其設(shè)置了2KB的棧空間，這顯然不正常，所以我對(duì)其RAM占用空間進(jìn)行了分析。

??占用RAM的大頭是圖像數(shù)組。從總鉆風(fēng)傳回的為灰度圖像數(shù)組，根據(jù)作者提供的屏幕截圖，通過(guò)初略估計(jì)列像素點(diǎn)（數(shù)像素點(diǎn)），再通過(guò)圖像的長(zhǎng)寬比例可以計(jì)算出圖像數(shù)組約為100*75。

??我采用逐飛提供的沁恒單片機(jī) RT 開(kāi)源庫(kù)，只修改圖像數(shù)組大小與作者一致，無(wú)任何其他處理程序和變量聲明，編譯后得到的存儲(chǔ)占用情況如下

??存入RAM里的包括data和bss的數(shù)據(jù)，即304 15976≈15.9KB，再加上作者分配的動(dòng)態(tài)進(jìn)程里的?？臻g5.7KB，顯然已經(jīng)超過(guò)了單片機(jī)的20KBRAM空間。這還是在最保守的情況下估計(jì)的RAM占用空間，即圖像顯示與圖像處理共用一個(gè)數(shù)組，而不是在二值化后重新開(kāi)辟一個(gè)內(nèi)存空間用來(lái)存二值化后的圖像數(shù)組（CH32V103底層里的BOOL也被typedef成了unsigned char即最小的存儲(chǔ)單位是一個(gè)字節(jié)）。

??而采用共用數(shù)組的方法時(shí)，會(huì)有一個(gè)明顯的問(wèn)題，就是在總鉆風(fēng)DMA傳回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，會(huì)更改當(dāng)前正在寫(xiě)入顯示屏的這個(gè)數(shù)組，造成這個(gè)數(shù)組有幾行是有亂七八糟條紋的。至于DMA的問(wèn)題，后面還有疑問(wèn)。

??綜上所述，在作者不定義任何全局變量，僅有一些少的可憐的動(dòng)態(tài)內(nèi)存還缺乏進(jìn)程間通訊傳遞變量的情況下，僅僅一個(gè)圖像和?？臻g分配就已經(jīng)超出了單片機(jī)內(nèi)存，作者是如何做到讓小車(chē)正常運(yùn)行不得而知。

二、攝像頭采集問(wèn)題

??作者貼出了總鉆風(fēng)的配置函數(shù)，從中可以看出攝像頭的幀率是130，即7.8ms傳回一幀圖像不管單片機(jī)接不接收，而作者圖像的處理時(shí)間顯然大于這個(gè)間隔時(shí)間。

??在圖像傳回時(shí)這就可能有兩種情況出現(xiàn)，即場(chǎng)中斷優(yōu)先級(jí)大于進(jìn)程 和 小于進(jìn)程。

1、場(chǎng)中斷優(yōu)先級(jí)大于進(jìn)程優(yōu)先級(jí)

??優(yōu)先級(jí)大于進(jìn)程時(shí)，場(chǎng)中斷都得到響應(yīng)，打開(kāi)DMA通道讓DMA硬件傳輸。DMA指向的地址就是上面說(shuō)的可憐的被共用的顯示和處理的圖像數(shù)組，此時(shí)該數(shù)組會(huì)被從頭一個(gè)個(gè)地更新，要是與此同時(shí)正跑著處理或者顯示的進(jìn)程（大多數(shù)情況下肯定是的，因?yàn)檫@兩個(gè)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)高且用時(shí)長(zhǎng)），會(huì)造成顯示錯(cuò)誤或者處理錯(cuò)誤。

2、場(chǎng)中斷優(yōu)先級(jí)小于進(jìn)程優(yōu)先級(jí)

??OK，另一種情況，優(yōu)先級(jí)小于進(jìn)程，則中斷頻頻得不到響應(yīng)，好不容易一次所有進(jìn)程都掛起（太巧了），場(chǎng)中斷得到了響應(yīng)，打開(kāi)DMA通道，同樣面臨上面的問(wèn)題，且DMA中斷的優(yōu)先級(jí)如何？

• 小了甚至輪不到DMA中斷觸發(fā)，根本無(wú)從發(fā)出攝像頭采集完成的信號(hào)。
• 大了你怎么保證場(chǎng)中斷開(kāi)啟DMA通道的時(shí)機(jī)攝像頭還沒(méi)開(kāi)始回傳？

??大概率得到的是一幀錯(cuò)位的，不完整的，甚至根本就得不到一幀圖像。

??在我調(diào)RTT的程序時(shí)，就出現(xiàn)了這樣的問(wèn)題，我調(diào)了很久最后采用攝像頭兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)最高，瘋狂降低幀率到30的方案才勉強(qiáng)協(xié)調(diào)了這個(gè)問(wèn)題，也可能是我菜，不知道大佬是如何實(shí)現(xiàn)的？

??在我看來(lái)作者的方案是不現(xiàn)實(shí)的，除非去掉處理圖像這個(gè)占用時(shí)間極多且優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程才有可能，那么這輛車(chē)還能運(yùn)行嗎？

三、單片機(jī)運(yùn)行速度問(wèn)題

??在該章（文章中第8章第3節(jié)）中，作者聲稱(chēng)采用RTT系統(tǒng)減短了其圖像處理的時(shí)間和獲取圖像的時(shí)間，這就很離譜了，在CPU沒(méi)有超頻，沒(méi)有優(yōu)化算法的情況下，為何采用了一個(gè)操作系統(tǒng)就讓單片機(jī)運(yùn)算速度加快了？

??我能在文中找到作者比較勉強(qiáng)的解釋是：

從并發(fā)的角度來(lái)看，各個(gè)線程在使用delay , ?事件等待這類(lèi)函數(shù)時(shí)， 會(huì)總動(dòng)讓出CPU給其他需要的線程。不僅書(shū)寫(xiě) delay延時(shí)函數(shù)操的心少了，整個(gè)CPU的利用率也得到了提高，最終提升了并發(fā)性。

??這就很奇怪了，圖像的處理中還需要延時(shí)嗎？

??就算有延時(shí)，將圖像處理進(jìn)程掛起去執(zhí)行其他進(jìn)程，OK，CPU利用率確實(shí)得到了提高，但對(duì)圖像處理這個(gè)進(jìn)程來(lái)說(shuō)，這個(gè)延時(shí)不是還在嗎？？？

??處理完一幀圖像的時(shí)間根本不會(huì)減少甚至?xí)冮L(zhǎng)?。ň€程的掛起，調(diào)度，壓棧出棧等等一切操作都是需要時(shí)間的）況且一般簡(jiǎn)單的算法處理，根本不需要多線程進(jìn)行，多線程也不會(huì)帶來(lái)效率的提升反而將問(wèn)題復(fù)雜化。

變量 time 代表的是獲取一副圖像的時(shí)間。每獲取一幅圖像后發(fā)送一次數(shù)據(jù)給上位機(jī)，得到的結(jié)果如圖俗稱(chēng)（縱軸的單位是）?？芍猂T-Thread操作系統(tǒng)下獲取一幅攝像頭圖像的時(shí)間在1000即左右。

??更離奇的是，在采用RTT后，連圖像的獲取都得到了加速，上面討論過(guò)，在操作系統(tǒng)的情況下要保證圖像場(chǎng)中斷以及DMA中斷的實(shí)時(shí)性有多么困難，且圖像是由攝像頭發(fā)出的，傳輸?shù)臅r(shí)間是由攝像頭DMA傳輸?shù)乃俣葲Q定的，怎么會(huì)因?yàn)榻邮辗綋Q了個(gè)系統(tǒng)就變快了？所以作者根本就是在 無(wú)中生有，編造事實(shí) 。

03 質(zhì)疑結(jié)論

??該篇論文的槽點(diǎn)簡(jiǎn)直數(shù)不勝數(shù)，讓人不得不懷疑其真實(shí)性。

??我不是說(shuō)山威的同學(xué)就一定寫(xiě)的假論文，可能只是因?yàn)槲易陨淼臒o(wú)知，才會(huì)有這么多所謂的"疑點(diǎn)"。至少?gòu)恼撐闹羞€是可以看出，作者是學(xué)過(guò)RTT的。

??我不是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，這是我第一次使用單片機(jī)的操作系統(tǒng)。學(xué)習(xí)一個(gè)新的事物，在CH32V103上移植RTT也讓我吃盡了苦頭。但是直到現(xiàn)在，我還是堅(jiān)持認(rèn)為：在CH32V103這款單片機(jī)上像作者這樣跑操作系統(tǒng)是不可能的。就算是可能，有些設(shè)計(jì)也是拍腦袋寫(xiě)出來(lái)的，不使用操作系統(tǒng)，可以做到更好。

??我的觀點(diǎn)可能有些是錯(cuò)的，或者沒(méi)有 GET 到山威技術(shù)報(bào)告的點(diǎn)，但這些都不是空穴來(lái)風(fēng)，而是在我調(diào)RTT的過(guò)程中遇到過(guò)，考慮過(guò)的問(wèn)題。相較于其他組別的單片機(jī)，沁恒的這款單片機(jī)顯然在RTT的適用性上差了不少，也正因此需要投入更多的精力處理而不是濫竽充數(shù)。

??所以我希望能要求山威立刻（以防連夜改出來(lái)）公開(kāi)其軟件工程，接收全國(guó)車(chē)友的監(jiān)督。一旦程序被證實(shí)是假的，或者給不出來(lái)，取消其資格，并且追究其論文造假的責(zé)任。

??但我知道這個(gè)訴求大概率不會(huì)得到實(shí)現(xiàn)，這件事也大概率不了了之，畢竟 RTT的名單是RTT公司給出^[3] 的，可能查閱的專(zhuān)家因?yàn)椴惶私獗荣惗砸恍┢渌驅(qū)⑵湓u(píng)出，組委會(huì)也多一件事不如少一件事得過(guò)且過(guò)。

??怎么說(shuō)呢，作為一個(gè)非利益相關(guān)者，山威進(jìn)不進(jìn)國(guó)賽對(duì)我也沒(méi)什么影響，但既然卓大大公布出來(lái)了，我看到了也不吐不快，希望能促成這個(gè)比賽往更好的方向發(fā)展，能少一些不公平不公正的現(xiàn)象發(fā)生。

04 回復(fù)質(zhì)疑

??我是海韻三隊(duì)的軟件隊(duì)員?，F(xiàn)在回復(fù)CSDN上對(duì)我們隊(duì)的質(zhì)疑。

一、回應(yīng)關(guān)于RAM使用問(wèn)題

??質(zhì)疑者對(duì)我們圖像數(shù)組長(zhǎng)寬比例的判斷直接目測(cè)估計(jì)100*75這一點(diǎn)未免也太不嚴(yán)謹(jǐn)了，我們真實(shí)使用的是80*60的數(shù)組，差出來(lái)的這些空間能放多少全局不量我就不說(shuō)了。

??當(dāng)時(shí)我們還開(kāi)了os優(yōu)化這一點(diǎn)非常重要，沒(méi)有在論文里提到。沒(méi)開(kāi)優(yōu)化的話肯定是超出這個(gè)芯片的RAM及FLASH大小了，因?yàn)闆](méi)有對(duì)os能優(yōu)化多少空間有研究就不給出計(jì)算了。

??最后所有程序編譯一遍是剛好卡在超出大小邊緣了，以下是我剛剛編譯的結(jié)果而且并沒(méi)有臨時(shí)修改什么代碼的，RTT公司的人員應(yīng)該有我們的源程序可以讓他們編譯一遍。

??至于說(shuō)公開(kāi)源程序的話我是覺(jué)得不太合適的，如果要公開(kāi)那也應(yīng)該公開(kāi)所有通過(guò)RTT進(jìn)國(guó)賽的人。如果要復(fù)現(xiàn)也應(yīng)該是所有人進(jìn)行復(fù)現(xiàn)。我也看了其他人寫(xiě)的RTT論文，說(shuō)實(shí)話寫(xiě)的也非常優(yōu)秀，但并不是所有人都對(duì)RTT的使用部分做了詳細(xì)說(shuō)明，我們也是第一次研究RTT所以某些地方可能寫(xiě)得不是那么嚴(yán)謹(jǐn)，當(dāng)時(shí)忙著交RTT論文也并沒(méi)有對(duì)所有貼上去的圖片進(jìn)行檢查。

二、回應(yīng)攝像頭采集問(wèn)題

??我坦白一點(diǎn)，可能是對(duì)RAM的分配還不怎么合理，所以小車(chē)在發(fā)10 次車(chē)還是會(huì)出現(xiàn)1次的死機(jī)現(xiàn)象，可能是因?yàn)閮?nèi)存爆了吧。但是出現(xiàn)的概率比較低所以我們就沒(méi)有再對(duì)RAM分配進(jìn)行最好的優(yōu)化了。然后質(zhì)疑者還提到了場(chǎng)中斷優(yōu)先級(jí)的問(wèn)題，說(shuō)實(shí)話當(dāng)時(shí)我們并沒(méi)有想到是這個(gè)問(wèn)題，所以這可能是造成我們還會(huì)偶爾死機(jī)幾次的原因，謝謝你提出來(lái)了。

??然后質(zhì)疑者還提到了什么共用數(shù)組會(huì)有亂七巴糟的條紋，現(xiàn)在我澄清一下。首先我在原有的數(shù)組 mt9v034_image下又創(chuàng)建了一個(gè)放二值化數(shù)據(jù)的數(shù)組，應(yīng)該是因?yàn)?code style="font-size: 14px;overflow-wrap: break-word;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;color: rgb(30, 107, 184);background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;">os優(yōu)化的原因bss和dec確實(shí)沒(méi)有超，如果超了我們就用備用的雙核方案了。這個(gè)數(shù)組僅僅是方便我對(duì)比灰度圖和二值化圖，并不是時(shí)時(shí)刻刻在用的??！只有在調(diào)參系統(tǒng)里按下了圖像顯示頁(yè)面選項(xiàng)時(shí)才會(huì)跳到那個(gè)函數(shù)進(jìn)行二值化并顯示，平常車(chē)在跑的時(shí)候是只用到了mt9v034_image數(shù)組的而且并不需要對(duì)數(shù)組進(jìn)行二值化賦值，因?yàn)槲业乃惴ㄊ怯?code style="font-size: 14px;overflow-wrap: break-word;padding: 2px 4px;border-radius: 4px;margin-right: 2px;margin-left: 2px;color: rgb(30, 107, 184);background-color: rgba(27, 31, 35, 0.05);font-family: "Operator Mono", Consolas, Monaco, Menlo, monospace;word-break: break-all;">mt9v034_image數(shù)組灰度值大小直接跟二值化閾值進(jìn)行比較來(lái)判斷這個(gè)點(diǎn)是趨于黑還是趨于白，這樣做的好處是省下了對(duì)數(shù)組每一個(gè)像素點(diǎn)賦值的時(shí)間。

??質(zhì)疑者還提到同時(shí)跑著處理和顯示的線程，額...實(shí)際上因?yàn)樗惴ㄔ蝻@示線程是和調(diào)參系統(tǒng)掛鉤的，只在我需要調(diào)試看圖像及參數(shù)的時(shí)候才會(huì)同時(shí)開(kāi)著圖像顯示，當(dāng)然不會(huì)讓小車(chē)跑的同時(shí)開(kāi)著圖像了，這個(gè)明顯是常識(shí)問(wèn)題我肯定不會(huì)犯錯(cuò)。

三、回應(yīng)單片機(jī)速度問(wèn)題

??這篇論文并不是全都是我寫(xiě)的，有一部分是另一個(gè)隊(duì)友寫(xiě)的，但他并沒(méi)有參與軟件開(kāi)發(fā)，所有軟件算法、調(diào)參、控制全都是我一個(gè)人寫(xiě)的，沒(méi)有那么牛逼也包攬其他雜活了。

??那個(gè)延時(shí)的問(wèn)題我當(dāng)然不可能在圖像處理里面延時(shí)這不是傻子嗎。這一小部分可能是我隊(duì)友為了水的字?jǐn)?shù)寫(xiě)上去的，但是我還是要為當(dāng)時(shí)因?yàn)闀r(shí)間緊湊沒(méi)有嚴(yán)格刪掉水的部分而為大家道歉。

??然后質(zhì)疑者提到了處理完一幀的時(shí)間壓根不會(huì)減少，這一點(diǎn)我其實(shí)是同意的，但是可能是我放測(cè)試運(yùn)行時(shí)間的代碼位置不對(duì)，上位機(jī)給出的結(jié)果確實(shí)是少了，但是當(dāng)時(shí)要到交論文的截止時(shí)間了所以并沒(méi)有深入探究嚴(yán)謹(jǐn)性，造成了質(zhì)疑者的誤解這一點(diǎn)我要道歉。

四、回應(yīng)質(zhì)疑總結(jié)

??最后在總結(jié)一下，說(shuō)實(shí)話突然被告知自己的隊(duì)伍被舉報(bào)了還挺意外的，為什么只舉報(bào)我們山威的而不專(zhuān)門(mén)發(fā)一篇文章也舉報(bào)其他隊(duì)呢？其他隊(duì)的論文我也看了說(shuō)實(shí)話能舉報(bào)的點(diǎn)比我的論文多得多吧，這一點(diǎn)也不經(jīng)讓我產(chǎn)生質(zhì)疑，是有人眼紅山威今年的成績(jī)而專(zhuān)門(mén)挑刺嗎？

??公開(kāi)源程序的話我是覺(jué)得不太合適的，這設(shè)計(jì)到了我們的核心算法，如果要公開(kāi)那也應(yīng)該公開(kāi)所有通過(guò)RTT進(jìn)國(guó)賽的人，然后質(zhì)疑者就可以從中”參考”他們的代碼了？

??這篇文章臨時(shí)寫(xiě)出來(lái)的可能在用詞上和行文結(jié)構(gòu)上不太嚴(yán)謹(jǐn)請(qǐng)各位見(jiàn)諒。

參考資料

[1]基于RT-Thread全向賽車(chē)控制算法開(kāi)發(fā): https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/119652068

[2]第十六屆全國(guó)大學(xué)生智能汽車(chē)競(jìng)賽RT-Thread創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng): https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/118506454

[3]RTT的名單是RTT公司給出: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/119544099