本系统用于基于CAN总线传感器的障碍检测与基于以太网的分布式显示；并提供CAN总线帧的导出与回播功能。本系统主要满足对多种车载障碍检测传感器的结果解析、融合与调试需求。目前，系统仅支持Delphi ESR毫米波雷达的结果解析、CANalyst II USB CAN转换器驱动、基于LCM的分布式以太网消息分发、及基于OpenCV的障碍物显示。但通过面向对象的特性，协作者、用户可通过简单修改支持其他传感器、其他厂家CAN解析器、订阅者模式的消息分发机制、显示机制。本设计主要基于车载Linux系统，主要部分没有GUI图形界面，也不像信息管理系统有注册、登录的需求，仅使用了图形界面用于障碍物显示以供提调试；同时使用面向对象继承、封装、多态、动态绑定的思想支持传感器、CAN转接器、消息分发器的拓展。
本系统主要包含下列模块：CAN Sensor Driver, CAN Frame, Sensor Message, Publisher, Handler, Viewer。
经过对障碍检测系统的需求分析，析取用例如下：
简述：用户需初始化，并打开相关CAN总线分析设备，用于监听CAN总线数据，并在监听函数中对相应信息解析、封装成自定义的传感器数据帧
简述：用户解析传感器数据帧中有效的障碍信息，并封装成障碍传感器信息。
简述：用户在得到统一的障碍传感器消息后，可通过消息发布器进行消息的发布。
简述：基于订阅者模式与分布式设计，用户可在其他节点进行消息的订阅、收集和处理。
简述：用户可对障碍传感器消息进行可视化操作，可在完成传感器消息封装后或收集到订阅消息后进行。
- CAN帧：结构包括
CAN ID，长度， 及若干个字节,通常长度为8,后面8个字节 - 障碍传感器消息：经过统一封装的障碍传感器消息，包含障碍所在具体位置，甚至是大小等信息。
- 发布型传感器消息：即第三方消息发布、订阅所支持的消息格式。
本系统主要使用面向对象的简单事件驱动架构；以及主要使用面向过程的变换型系统架构用于传感器数据、传感器消息及发布消息间的变换型处理。整个系统分为两个部分，消息事件生成与消息事件处理。在消息事件生成及处理的过程中，需要根据需要数据结构的需要采用变换型系统架构进行变换。经分析，系统架构如下图所示。
图3-1：事件驱动架构图
图3-2：数据变换流程图
经过分析,本系统析取类如下：
图4-1：UML类图
本系统在每个模块中都提供了抽象类接口；其他类可通过调用接口获得对应的服务，而与具体类实现解耦合。经过分析，本障碍检测系统抽象类设计如下：
图4-2：Driver抽象类图
驱动抽象类，提供初始化、开始监听、结束的接口。开发中，需在监听函数中，完成对总线中传感器数据的监听，并封装到传感器CAN帧中。
图4-3：CAN帧抽象类
传感器CAN帧抽象类，提供设置字节、字节解析、对传感器消息转换以及数据打印的接口。开发中，需根据实际传感器协议中的内容，将数据帧解析到对应的变量上。
图4-4：消息适配器抽象类
传感器障碍消息适配器，提供发布型传感器消息与传感器障碍传感器之间相互转换的接口。开发中，可根据实际发布型传感器消息的数据类型，对上述适配器进行继承与实现。
图4-5：可视化抽象类
可视化适配器，提供初始化与设置更新频率的操作。开发中，可根据实际可视化的需要选择OpenCV、OpenGL等工具库进行可视化操作。
本系统通过抽象接口类，可通过指针等操作进行运行时绑定，降低代码中具体数据类间耦合程度。同时也便于进行数据转换。
在本设计的消息分发与处理机制中，使用了LCM(Lightweight Communications and Marshalling)。LCM库使用基于UDP通道与通道订阅进行消息传递。对此，本系统基于单例设计模式将LCM封装成LCMBase类。该类提供全局访问接口，并仅可被实例化一次，保证消息发布的通道一致。
图4-6：LCM单例类
经过分析，本设计有线程并行需求。其中，需单独的线程用于数据的采集、消息的传递以及数据可视化。如下图所示，主要包括CAN驱动总线监听线程、LCM消息发布线程、LCM消息订阅线程、OpenCV可视化线程。其中数据可视化线程为可选项，在分布式的传感器数据采集端，需要运行CAN驱动总线监听线程以及LCM消息发布线程；而在传感器数据处理端，需要运行LCM消息订阅线程。需要根据实际传感器数量、更新速率确定线程的优先级、运行间隔以及传感器消息缓冲区是否加锁等。
图5-1：线程与活动图
由于没有GUI的需求，本系统中也没有刻意去实现GUI。
图6-1：运行截图
如上图所示，图片显示了实际运行时的调用OpenCV进行障碍显示的结果。图中三角区域为模仿传感器的可视域（Field Of View）。图中的圆形为所检测到的障碍物，障碍物的相对大小，反应障碍物间大小的关系。
./cmaker
├── CMakeLists.txt #CMake构建列表
├── CMakeLists.txt.user
├── driver #CAN驱动
│ ├── CANDriver.cpp #CAN驱动实现
│ ├── CANDriver.h #CAN驱动声明
│ ├── controlcan.h #CANalyst II库文件
│ ├── driver.h #Driver抽象类
│ └── libcontrolcan.so #CANalyst II库文件
├── Esr.cpp #CAN 帧实现
├── Esr.h #CAN 帧声明
├── handler #LCM消息处理类
│ ├── Handler.cpp
│ └── Handler.h
├── main.cpp.bk #main函数，去掉bk即可编译
├── mainwindow.ui
├── msg #传感器消息及基于LCM的发布型传感器消息定义与实现
│ ├── lcm
│ │ ├── lcmbase.cpp #LCM单例类封装
│ │ ├── lcmbase.h
│ │ ├── sensormsglcm
│ │ │ ├── senseRangeFrame.hpp
│ │ │ └── sense_range_t.hpp
│ │ └── sensormsg.lcm
│ ├── SensorMsg.cpp
│ └── SensorMsg.h
├── publisher #消息发布器
│ ├── Publisher.cpp
│ └── Publisher.h
├── readme #文档相关类图及截图
│ ├── driver.png
│ ├── esrcanframe.png
│ ├── flow.png
│ ├── lcmbase.png
│ ├── pack.png
│ ├── radar.png
│ ├── sensormsgAdapter.png
│ ├── thread.png
│ ├── uml-class.png
│ └── viewer.png
├── readme.md #本文档
├── test.cpp #测试用代码
├── Util.cpp #工具代码
├── Util.h
└── viewer #可视化工具接口及实现
├── cvviewer.cpp
├── cvviewer.h
├── EsrView.cpp
└── EsrView.h
目前本系统已基于Ubuntu 16.04进行测试，项目文件支持文本编辑器或QT Creator IDE。目前除了源代码中提供的libcontrolcan.so CANalyst II 库文件外，本系统构建依赖于如下第三方库：
- CMake >=2.8
- pthread
- OpenCV 3.2
- lcm
对于前两项可通过apt install 进行对应安装；对于OpenCV,需于http://opencv.org/下载对应源码进行编译安装；对于lcm，需于https://github.com/lcm-proj/lcm进行源码编译安装。
编译过程
cd $PROJECTFILE
mkdir build
cd build
cmake ..
make由于时间问题，系统中尚缺用于读取文档的Reader类、用于实时导出CAN总线数据的Dumper类以及用于生成传感器帧的Factory类。
- FileReader
- CANDumper
- CANFrameFactory