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# RK3588双板视觉系统技术方案
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## 版本信息
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| 版本 | 日期 | 变更说明 |
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| V1.0 | 2026-05-14 | 初始方案定稿 |
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## 一、项目概述
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### 1.1 需求背景
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基于两块瑞芯微RK3588开发板构建分布式视觉系统，实现第三方平面相机图像采集、算法检测、实时视频传输与远程控制功能。系统需充分利用RK3588硬件加速能力，满足低延迟、高稳定性、低CPU占用的工业级要求。
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### 1.2 核心功能
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- **板一（采集处理端）**：通过第三方相机SDK采集图像，运行目标检测算法，将处理后的图像进行硬件编码并推流
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- **板二（显示控制端）**：拉取板一的视频流并硬件解码显示，支持远程控制板一的检测启停
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- **双向通信**：控制指令和检测结果通过轻量可靠协议传输，保证不丢包、低延迟
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### 1.3 硬件环境
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- 核心板：Firefly RK3588（两块）
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- 相机：第三方平面相机（支持USB/MIPI/GigE接口）
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- 网络：千兆局域网（直连或交换机）
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- 显示：HDMI显示器（板二）
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## 二、整体架构设计
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### 2.1 系统总架构
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```mermaid
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flowchart LR
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subgraph 板一[板一（采集处理端）]
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A[相机SDK] --> B[算法处理]
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B --> C[FFMedia RGA格式转换]
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C --> D[FFMedia H.264硬件编码]
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E[ZeroMQ服务端]
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end
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subgraph 板二[板二（显示控制端）]
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F[控制界面] --> G[ZeroMQ客户端]
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H[FFMedia RTSP拉流解码] --> I[FFMedia DRM/X11显示]
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end
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D -- RTSP视频流 --> H
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G -- ZeroMQ控制/结果 --> E
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```
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### 2.2 数据流设计
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#### 2.2.1 图像数据流（单向）
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```mermaid
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flowchart LR
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subgraph 板一[板一（采集处理端）]
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direction TD
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A1[相机SDK采集]
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B1[算法检测]
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C1[绘制检测框]
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D1[RGA转NV12格式]
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E1[FFMedia内存输入]
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F1[MPP硬件编码H.264]
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G1[RTSP推流（板一）]
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end
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subgraph 板二[板二（显示控制端）]
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direction TD
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H1[RTSP拉流（板二）]
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I1[MPP硬件解码H.264]
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J1[RGA适配显示分辨率]
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K1[DRM/X11硬件显示]
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end
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A1 --> B1
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B1 --> C1
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C1 --> D1
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D1 --> E1
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E1 --> F1
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F1 --> G1
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G1 --> H1
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H1 --> I1
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I1 --> J1
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J1 --> K1
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```
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#### 2.2.2 控制指令流（双向）
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```mermaid
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flowchart LR
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A2[板二控制界面点击]
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B2[ZeroMQ REQ发送指令]
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C2[板一ZeroMQ REP接收]
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D2[执行启停操作]
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E2[返回执行结果]
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F2[板二更新界面状态]
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A2 --> B2
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B2 --> C2
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C2 --> D2
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D2 --> E2
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E2 --> F2
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```
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#### 2.2.3 检测结果流（单向）
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```mermaid
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flowchart LR
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A3[板一算法输出检测结果]
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B3[Protobuf结构化序列化]
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C3[ZeroMQ PUB发布结果]
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D3[板二ZeroMQ SUB接收结果]
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E3[界面叠加显示检测框]
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A3 --> B3
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B3 --> C3
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C3 --> D3
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D3 --> E3
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```
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## 三、技术选型
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### 3.1 核心技术栈
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| 功能模块 | 技术方案 | 选型理由 |
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| 视频编解码 | FFMedia + RKMPP | 瑞芯微官方封装，原生支持硬件编解码，零拷贝，低延迟 |
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| 视频传输 | FFMedia RTSP | 内置RTSP服务器/客户端，无需额外开发，支持UDP低延迟模式 |
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| 控制与结果传输 | ZeroMQ C++ | 轻量高性能，原生支持REQ-REP/PUB-SUB模式，ARM平台占用极低，无第三方依赖 |
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| 数据序列化 | Google Protobuf | 结构化数据体积小，C++支持好，跨平台 |
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| 图像预处理 | FFMedia RGA | 硬件加速缩放、裁剪、格式转换，CPU占用极低 |
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| 显示 | FFMedia DRM/X11 | 硬件加速渲染，零拷贝显示，延迟最低 |
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## 四、性能指标
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### 4.1 端到端延迟（1080P 30fps）
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| 环节 | 延迟范围（ms） |
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| 相机采集 | 8~15 |
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| 算法处理 | 10~40（取决于模型复杂度） |
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| RGA格式转换 | 2~5 |
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| MPP硬件编码 | 5~8 |
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| 网络传输 | 3~10 |
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| RTSP解封装 | 10~20（低延迟模式） |
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| MPP硬件解码 | 4~7 |
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| 显示输出 | 1~3 |
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| **总延迟** | **60~120（含算法处理）** |
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### 4.2 资源占用
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- 板一CPU占用：<15%（不含算法）
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- 板二CPU占用：<10%
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- 网络带宽：约4Mbps（1080P 30fps H.264）
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- 内存占用：<512MB
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## 五、优化方向
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### 5.1 延迟优化
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- 关闭不必要的网络缓冲，启用RTSP低延迟模式
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- 全程使用DMA内存，避免内存拷贝
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- 优化编码参数，降低GOP大小
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- 优先使用UDP传输协议
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- ZeroMQ启用TCP_NODELAY选项，减少小包延迟
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### 5.2 稳定性优化
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- 实现ZeroMQ自动重连机制
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- 增加异常处理逻辑，支持相机断连、网络异常自动恢复
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- 完善资源管理，避免内存泄漏
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- 建立完善的日志系统，便于问题定位
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