智能駕駛計算平臺應(yīng)用技術(shù) 課件 能力模塊三 掌握智能駕駛計算平臺與線控底盤接入的方法

任務(wù)一調(diào)研分析智能駕駛計算平臺的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)能力模塊三掌握智能駕駛計算平臺與線控底盤接入的方法《智能駕駛計算平臺應(yīng)用技術(shù)》情景導(dǎo)入Situationintroduction某傳統(tǒng)汽車企業(yè)決定進(jìn)軍智能駕駛領(lǐng)域，希望給汽車加裝車載計算平臺。經(jīng)過行業(yè)分析，需求分析，產(chǎn)品比較后選擇了華為MDC300F。你作為該公司的硬件工程師，請你為公司其他同事介紹MDC300F的硬件部署方案。知識目標(biāo)1.認(rèn)識MDC300F硬件平臺外觀及接口。

2.了解MDC300F硬件邏輯架構(gòu)。3.了解MDC300F的CAN接口方案、以太接口方案、視頻接口方案。4.認(rèn)識轉(zhuǎn)接盒MTB300B介紹。1.掌握常用汽車總線技術(shù)的分類與功能，了解各總線技術(shù)的不同。技能目標(biāo)1.培養(yǎng)積極探索的精神。素養(yǎng)目標(biāo)Learningobjective學(xué)習(xí)目標(biāo)MDC300F一臺接口方案05.MDC300F視頻接口方案06.轉(zhuǎn)接盒MTB300接口拓?fù)?7.常用汽車總線技術(shù)01.MDC300F硬件平臺外觀及接口02.MDC300F硬件邏輯架構(gòu)03.MDC300FCAN接口方案04.《智能駕駛計算平臺應(yīng)用技術(shù)》汽車總線技術(shù)是指汽車內(nèi)部導(dǎo)線采用總線控制的一種技術(shù)，通常稱為汽車總線或汽車總線技術(shù)。隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展和在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車電子化程度越來越高。從發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)到傳動系控制系統(tǒng)，從行駛、制動、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)到安全保證系統(tǒng)以及儀表報警系統(tǒng)漸漸形成了一個復(fù)雜的大系統(tǒng)。01常用汽車總線技術(shù)01常用汽車總線技術(shù)MDC硬件平臺提供12個視頻輸入接口，8個車載以太接口和12個CAN/CANFD接口。02MDC300F硬件平臺外觀及接口下圖是MDC300F硬件邏輯架構(gòu)圖，左邊為常用傳感器，中間是MDC，右邊是整車的一些其他電子控制單元ECU和信息娛樂模塊。MDC內(nèi)部分為兩大模塊，第一個是計算單元，第二個是安全MCU模塊。計算單元內(nèi)部包括四大模塊：CPU模塊、圖像處理、AI處理、數(shù)據(jù)交換。03MDC300F硬件邏輯架構(gòu)傳感器有車載常用的攝像頭、GPS、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)。如激光雷達(dá)通過ETH（以太網(wǎng)接口）接入，毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)通過CAN接入。03MDC300F硬件邏輯架構(gòu)（一）傳感器連接（二）ECU和其他連接ETH（以太網(wǎng)接口）連接到4G網(wǎng)絡(luò)，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等。CAN接口可以對接底盤的一些ECU，包括轉(zhuǎn)向和動力的ECU。CAN接口在MDC產(chǎn)品中主要用于車控命令下發(fā)、傳感器接入（毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、組合定位模塊、智能攝像頭等）。MDC300F對外出12個CAN接口，既可以配置為CAN模塊（典型速率500kbps），也可以配置成CANFD模式（典型速率2Mbps）。MCU只能有3個接口用于線控（CAN0-2），其中CANO具有喚醒功能。04MDC300FCAN接口方案在MDC產(chǎn)品中，車載以太網(wǎng)主要用于激光雷達(dá)的接入、與車載網(wǎng)關(guān)通信等場景。MDC300F對外出8個車載以太接口，按最大支持速率分類如下：1.MDC300F直出8個1000Mbps端口；2.對接MTB300轉(zhuǎn)接盒使用時，由于MTB轉(zhuǎn)接盒默認(rèn)限制，端口1-6只能配置為100Mbps端口。05MDC300F以太接口方案LVDS根據(jù)不同廠家的方案分為GMSL（MAXIM）、FPDLINK（TI）和Clockless（ROHM）等協(xié)議。MDC300F支持12路視頻輸入，如下：1.視頻輸入：支持最多4路4k@30Hz和11路2k@30HzCamera接入，當(dāng)前可以支持GMSL協(xié)議；2.POC供電：MDC300F通過POC（PowerOverCoax）給Camera供電，供電電壓約10V，電流最大為250mA。06MDC300F視頻接口方案MTB300轉(zhuǎn)接盒可實現(xiàn)車載以太網(wǎng)接口與通用以太網(wǎng)接口的轉(zhuǎn)換，通常用于連接MDC300F系列設(shè)備與激光雷達(dá)等其他通用以太設(shè)備。07轉(zhuǎn)接盒MTB300接口拓?fù)銶TB300包含三類連接器，低速連接器、通用以太連接器、四合一車載以太連接器，為各類連接器的具體位置。07轉(zhuǎn)接盒MTB300接口拓?fù)浔?/p>

MTB300連接器說明表07轉(zhuǎn)接盒MTB300接口拓?fù)湫蛱栠B接器名稱連接器說明1低速連接器1提供8組激光雷達(dá)時間信息和時間同步，用于對接激光雷達(dá)。2通用以太連接器提供8個通用以太網(wǎng)（100BASE-TX/1000BASE-T）接口，用于對接8路激光雷達(dá)或其他設(shè)備。3-1四合一車載以太連接器B用于對接MDC300F系列設(shè)備，提供8路車載以太1000/100BASE-T1接口。3-2四合一車載以太連接器A4低速連接器2接收MDC300F系列設(shè)備提供的時間信息和時間同步，用于對接MDC300F系列設(shè)備。面板編號和車載以太網(wǎng)口的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。07轉(zhuǎn)接盒MTB300接口拓?fù)浔?

面板編號與車載以太網(wǎng)口的對應(yīng)關(guān)系面板編號A1A2A3A4B1B2B3B4車載以太網(wǎng)口ID12345678表2是通用以太連接器的信息表轉(zhuǎn)接盒通用以太端口速率功能1100M標(biāo)準(zhǔn)通用以太網(wǎng)接口，對接激光雷達(dá)或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（例如，T-BOX等）。其中：6路100M通用以太網(wǎng)接口，協(xié)議是100BASE-T。2路1000M通用以太網(wǎng)接口，協(xié)議是1000BASE-T。2100M3100M4100M5100M6100M71000M81000M表2是通用以太連接器的信息表。下圖為MDC300F轉(zhuǎn)接場景典型組網(wǎng)圖。07轉(zhuǎn)接盒MTB300接口拓?fù)銽hankyou《智能駕駛計算平臺應(yīng)用技術(shù)》《智能駕駛計算平臺應(yīng)用技術(shù)》任務(wù)二完成線控底盤接入能力模塊三掌握智能駕駛計算平臺與線控底盤接入的方法《智能駕駛計算平臺應(yīng)用技術(shù)》情景導(dǎo)入Situationintroduction某傳統(tǒng)汽車企業(yè)決定與華為合作生產(chǎn)智能駕駛汽車，你作為汽車底盤工程師，需要完成設(shè)計汽車底盤系統(tǒng)接入華為MDC300F的任務(wù)。知識目標(biāo)1.了解汽車底盤技術(shù)的發(fā)展歷程。1.掌握底盤線控系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)介紹。2.理解執(zhí)行器接入原理。3.具備基于MDC300F的線控底盤接入的能力技能目標(biāo)1.了解真實的工作任務(wù)，明確職業(yè)定位。素養(yǎng)目標(biāo)Learningobjective學(xué)習(xí)目標(biāo)汽車底盤技術(shù)的發(fā)展歷程01.底盤線控系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)介紹02.執(zhí)行器接入原理03.基于MDC300F的線控底盤接入04.《智能駕駛計算平臺應(yīng)用技術(shù)》汽車底盤由傳動系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動系四部分組成，底盤作用是支撐、安裝汽車發(fā)動機(jī)及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動機(jī)的動力，使汽車產(chǎn)生運動，保證正常行駛。01汽車底盤技術(shù)的發(fā)展歷程智能網(wǎng)聯(lián)汽車?yán)脗鞲衅鞲兄{駛?cè)说鸟{駛意圖，并將其變換成電信號傳送給控制器，控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作，實現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向、制動、驅(qū)動等功能。汽車底盤控制技術(shù)的發(fā)展主要分為3個階段。01汽車底盤技術(shù)的發(fā)展歷程在自動駕駛模式下，計算平臺接收各環(huán)境感知傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算后，通過CAN總線發(fā)送給整車控制器（VCU），VCU對計算平臺發(fā)送的數(shù)據(jù)再次分析處理，通過CAN總線發(fā)送給底盤線控系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)對汽車轉(zhuǎn)向、制動、速度等的控制。02底盤線控系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)介紹計算平臺整車控制器（VCU）線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)線控制動系統(tǒng)線控驅(qū)動系統(tǒng)環(huán)境感知傳感器CANCAN底盤線控系統(tǒng)02底盤線控系統(tǒng)工作原理與結(jié)構(gòu)介紹部分汽車線控系統(tǒng)示意圖執(zhí)行器接入是對接各種車型的底盤和車身，使得智能駕駛軟件可以靈活安全地控車，從而替代駕駛員的手腳。執(zhí)行器接入分為上行流程和下行流程。03執(zhí)行器接入原理執(zhí)行器底盤從MCU接入，MCU會把所有的原始車控信號轉(zhuǎn)發(fā)到host的CM上面，執(zhí)行器抽象再去CM訂閱，執(zhí)行器抽象得到原始信號后把原始信號映射成抽象接口定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后發(fā)布到CM上面，此時APP即可從CM去訂閱車控信號。CM為AdaptiveAUTOSAR中指定的通信模塊。APP在拿到了上行流程所有的信號之后處理完算法之后下發(fā)車控信號，車控信號被發(fā)布到CM之后，執(zhí)行器抽象會去訂閱，訂閱完之后再做一個轉(zhuǎn)換，把它轉(zhuǎn)換成原始信號的格式，然后就發(fā)布到CM上面，然后MCU得到這個信號再發(fā)到底盤上面。上行流程下行流程MDC300F提供1個80P低速連接器，即左圖中標(biāo)識接口，此接口提供CANFD/CAN、UART（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，通用異步接受發(fā)送設(shè)備）、GPIO（General-PurposeInput/Output，通用輸入輸出端口）、PPS（PulsePerSecond，每秒脈沖數(shù)）、電源等接口，分別對接車控、毫米波雷達(dá)、GPS導(dǎo)航、慣導(dǎo)元件等。04基于MDC300F的線控底盤接入（一）線控底盤接入接口信息圖

MDC300F執(zhí)行器接口圖

MDC300F硬件80P低速連接器詳解圖80P低速連接器管腳排序如右圖所示，右側(cè)連接器部分，包含P1到P32之間所有管腳，每行管腳按照從右到左排序。左側(cè)連接器部分，包含P33到P80之間所有管腳，每行管腳按照從右到左排序。其中P7、P8、P35、P36、P15和P16可以連接至車載ECU，支持CAN和CANFD總線協(xié)議，用于車輛控制，該3個CAN總線在MDC300F無內(nèi)部終端電阻，具體定義內(nèi)容見表所示。04基于MDC300F的線控底盤接入表

管腳信息表管腳模塊名信號種類信號名電平類型速率/電流I/O功能說明P7ECU（ElectronicControlUnit）CANFD/CANCAN_MCU_ECU_H_02.5V/3.5V2Mbps/500KbpsI/O連接至車載ECU，用于車輛控制。該3個CAN總線在MDC300F無內(nèi)部終端電阻。P8CAN_MCU_ECU_L_01.5V/2.5V2Mbps/500KbpsI/OP35CAN_MCU_ECU_H_12.5V/3.5V2Mbps/500KbpsI/OP36CAN_MCU_ECU_L_11.5V/2.5V2Mbps/500KbpsI/OP15CAN_MCU_ECU_H_22.5V/3.5V2Mbps/500KbpsI/OP16CAN_MCU_ECU_L_21.5V/2.5V2Mbps/500KbpsI/O1.認(rèn)識實訓(xùn)硬件設(shè)備鴻鵠S3基于MDC300F智能駕駛計算平臺設(shè)計，由感知、決策、執(zhí)行三大模塊組成。在鏤空設(shè)計的車體上，感知模塊搭載了激光雷達(dá)、單目攝像頭、IMU三種傳感器；決策模塊采用MDC300F智能駕駛計算平臺；執(zhí)行模塊主要由滑板化底盤、輪轂電機(jī)組成。使用鴻鵠S3智能駕駛創(chuàng)新應(yīng)用平臺可以快速進(jìn)行傳感器接入、線控底盤的接入和基于ADSF框架進(jìn)行算法開發(fā)等實訓(xùn)。04基于MDC300F的線控底盤接入（二）線控底盤接入步驟（a）傳感器支架：4顆車規(guī)魚眼180°攝像頭、1顆車規(guī)窄角90°攝像頭、1顆16線激光雷達(dá)。（b）決策中心：工業(yè)級4G無線路由器、華為MDC300F、轉(zhuǎn)接盒MTB300、1顆IMU姿態(tài)傳感器。（c）四輪轂底盤：電機(jī)控制板、電源控制板裝載