在ADTF (Automotive Data and Time-Triggered Framework)中，過濾器（Filter）扮演著數(shù)據(jù)處理的核心角色。過濾器是處理數(shù)據(jù)流的基本單元，它們接收、處理并發(fā)送數(shù)據(jù)。接下來，將分享ADTF中創(chuàng)建和使用過濾器，包括設置輸入輸出針腳（Pins）、配置觸發(fā)器（Triggers）以及處理數(shù)據(jù)樣本（Samples）。

一、過濾器基礎

過濾器是ADTF中用于數(shù)據(jù)處理和轉換的小型處理單元，可以通過特定的接口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，如圖1所示。

圖1 Filter

過濾器核心能力如下：

1. 數(shù)據(jù)接收：通過輸入引腳（In Pins）和對應的樣本讀取器（Sample Reader）接收數(shù)據(jù)。

2. 數(shù)據(jù)發(fā)送：通過輸出引腳（Out Pins）和對應的樣本寫入器（Sample Writer）發(fā)送數(shù)據(jù)。

3. 數(shù)據(jù)處理：在運行器（Runners）（也稱為觸發(fā)上下文、可運行對象或可調用對象）的上下文中處理數(shù)據(jù)。

在進行過濾器的設計，考慮將數(shù)據(jù)傳輸與運行時行為分離。因此引入了觸發(fā)機制，包括數(shù)據(jù)觸發(fā)和時間觸發(fā)。

1. 數(shù)據(jù)觸發(fā)： 功能在傳入數(shù)據(jù)事件上運行。

2. 時間觸發(fā)： 功能在傳入時間事件上運行。

通過這種設計支持構建一個強大且可適應的系統(tǒng)，使用過濾器可以輕松集成和定制。比如在數(shù)采系統(tǒng)中，通過不同的時間觸發(fā)設計，以適應不同頻率的傳感器數(shù)據(jù)采集。或者利用cDataTriggerHint類來確保當車輛傳感器數(shù)據(jù)（如攝像頭圖像）到達時，觸發(fā)相應的數(shù)據(jù)處理算法運行，從而實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)流的高效響應和處理。

二、創(chuàng)建過濾器

通常，在ADTF中濾波器會被打包成一個插件。通過ADTF 的插件機制使其能夠在 ADTF 的運行時加載。在濾波器中，可以通過可以創(chuàng)建輸出引腳或輸入引腳，這里我們以輸出引腳為例。引腳傳輸出去的數(shù)據(jù)，在ADTF中稱為樣本（Sample）。其代碼案例如下，創(chuàng)建一個濾波器并添加一個輸出引腳及樣本數(shù)據(jù)。

三、 樣本（Sample）

樣本（Sample）是 ADTF中用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締卧?。它們不僅包含數(shù)據(jù)本身，還包含與數(shù)據(jù)流相關的元信息，如圖2所示。

圖2 Sample

一般來說，樣本通過 streaming::ISample 接口進行操作。其樣本組成包含以下內容：

1. 時間戳（Timestamp）：為每個數(shù)據(jù)提供時間關聯(lián)。

2. 樣本緩沖區(qū)（SampleBuffer）：通常是一個內存塊的引用，包含用戶數(shù)據(jù)。

3. 樣本信息（Sample Info）（可選）：提供額外的元數(shù)據(jù)。

4. 子流 ID（Substream Id）（可選）：用于標識特定的數(shù)據(jù)子流。

比如我們可以輕易實現(xiàn)將內存緩沖區(qū)內容復制到樣本中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

四、過濾器應用

ADTF過濾器的應用場景廣泛，它們不僅能夠處理和轉換數(shù)據(jù)，還能夠根據(jù)特定的需求定制功能。在圖3所示，在人臉識別算法工程中，過濾器被用于處理從攝像頭捕獲的視頻流。

首先，一個過濾器用于解碼視頻流，將原始數(shù)據(jù)轉換為圖像幀。接下來，通過一個復雜的過濾器（OpenCV Face Detector Filter）實現(xiàn)人臉識別算法，識別并跟蹤視頻中的人臉。通過這些過濾器的協(xié)同工作，系統(tǒng)能夠實時處理視頻數(shù)據(jù)，并提供有用的輸出，如安全監(jiān)控或人流量統(tǒng)計。

圖3 人臉識別算法工程

此外，過濾器可用于多種用途，包括但不限于：

1. 解碼來自CAN、MOST或FlexRay等設備的流源數(shù)據(jù)。

2. 預處理傳入數(shù)據(jù)，為算法實現(xiàn)做準備。

3. 通過復雜的算法實現(xiàn)重新計算和合并傳入數(shù)據(jù)。

4. 實現(xiàn)循環(huán)控制器。

5. 接收傳入數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)可視化。

五、總結

ADTF過濾器提供了一個靈活且強大的平臺，用于構建和集成數(shù)據(jù)處理流程。無論是在汽車、工業(yè)自動化等領域，過濾器都能夠提供定制化的解決方案，滿足特定的技術需求。通過合理設計和配置過濾器，可以大大提高數(shù)據(jù)處理的效率和可靠性。