自動(dòng)駕駛高精組合導(dǎo)航設(shè)備導(dǎo)遠(yuǎn)570D拆解

-----硬件拆解報(bào)告第 8篇-----

這期帶來(lái)自動(dòng)駕駛高精組合導(dǎo)航設(shè)備拆解，本次拆解分析的產(chǎn)品是導(dǎo)遠(yuǎn)570D。

導(dǎo)遠(yuǎn)INS570D 是一款基于 MEMS 慣性導(dǎo)航技術(shù)、融合衛(wèi)星導(dǎo)航（支持 RTK）和車(chē)輛信息（輪速、檔位等）、滿足車(chē)規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和制造的高性能組合導(dǎo)航定位產(chǎn)品。具備在多種場(chǎng)景下向車(chē)輛提供準(zhǔn)確姿態(tài)、航向、位置、速度和傳感器數(shù)據(jù)等信息的能力。

導(dǎo)遠(yuǎn)570D實(shí)驗(yàn)裝置整體配置示意圖。

一外形結(jié)構(gòu)概覽

電氣接口和結(jié)構(gòu)尺寸信息

先打開(kāi)上蓋，主要由獨(dú)立慣性測(cè)量單元（IMU模塊）和主控底板+GNSS板三部分組成。

在組合導(dǎo)航系統(tǒng)中，IMU提供快速、實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)信息，但I(xiàn)MU存在累積誤差，通常會(huì)與衛(wèi)星定位結(jié)合使用，對(duì)IMU的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，提高長(zhǎng)期的導(dǎo)航精度。 在沒(méi)有外部參考點(diǎn)或信號(hào)（如GNSS信號(hào)）丟失的情況下，組合導(dǎo)航算法主要依賴IMU提供連續(xù)的、未校準(zhǔn)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。這一點(diǎn)在隧道、城市峽谷或其他衛(wèi)星信號(hào)可能被阻擋的環(huán)境中尤為重要。 IMU是實(shí)現(xiàn)高精度和高可靠性組合導(dǎo)航的基礎(chǔ)組件之一，它為系統(tǒng)提供快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，確保了在各種條件下都有穩(wěn)定的導(dǎo)航能力。

二核心技術(shù)參數(shù)

以下是導(dǎo)遠(yuǎn)570D的核心技術(shù)參數(shù)：

GNSS相關(guān)可以參考：

衛(wèi)星定位技術(shù)學(xué)習(xí)筆記（GPS/北斗/SBAS/RTK/RTD/NMEA/CEP等等）

深度剖析GNSS高精度定位原理

這里簡(jiǎn)單介紹一下IMU相關(guān)的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)含義：

全溫零偏：在全程溫度范圍，輸入為零時(shí)，輸出一條復(fù)合白噪聲信號(hào)緩慢變化的曲線，曲線的平均值就是零偏

零偏穩(wěn)定性：當(dāng)輸入為零時(shí)，衡量陀螺儀輸出量圍繞其均值（零偏）的離散程度。要注意評(píng)估條件，如平滑時(shí)間（1s、10s），標(biāo)準(zhǔn)差（1σ），測(cè)試溫度。一般為 x deg/hr 1σ 或 x °/hr 1σ

零偏不穩(wěn)定性：描述一段時(shí)間之后，MEMS的零偏的變化情況。零偏穩(wěn)定性通常定義為1σ值，單位為°/√h，又稱為零漂，并不是一個(gè)完全的隨機(jī)游走，它的范圍是有限的，零漂對(duì)角度的影響是線性的

零偏重復(fù)性：在同樣條件下及規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)，重復(fù)測(cè)量零偏之間的一致程度，以各次測(cè)試得到的零偏的標(biāo)準(zhǔn)差表示。單位為°/h，°/s

隨機(jī)游走：傳感器的高斯白噪聲，單位一般為deg/√h或deg/s/√Hz，需要區(qū)別角速率輸出還是角增量輸出

溫度補(bǔ)償范圍：傳感器額定輸出和零點(diǎn)輸出的溫度影響不超過(guò)規(guī)定技術(shù)指標(biāo)的環(huán)境溫度范圍

三GNSS板拆解

上層GNSS板主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)采集，雙天線輸入，高精定位模組采用了和芯星通的UM482。

四 主控核心板拆解

主控核心板正面，主芯片由DSP和MCU構(gòu)成，DSP負(fù)責(zé)組合導(dǎo)航算法，MCU負(fù)責(zé)整車(chē)通訊和控制，RS232、RS422、CAN接口都有。

主控核心板背面較為簡(jiǎn)單，主要是阻容、二三極管和flash、485驅(qū)動(dòng)芯片。

五主控核心器件展示

主板MCU主要負(fù)責(zé)IMU數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GNSS板數(shù)據(jù)采集、CAN等外設(shè)通信，MCU型號(hào)為-FS32K144H，核心參數(shù)和架構(gòu)如下：

Arm Cortex-M4F ,32位

主頻最高112MHz

-45°C～105°C(高速)/125°C(正常模式)

512KB Flash（同系列最高2MB）

64KB RAM（同系列最高256KB）

3路CAN、UART、SPI、1路I2C

Armv7結(jié)構(gòu)、集成DSP、FPU

主板DSP主要負(fù)責(zé)組合導(dǎo)航數(shù)據(jù)解算，從硬件架構(gòu)來(lái)看可以支持松耦合和緊耦合算法，DSP型號(hào)為AD21479WYSWZ2A，核心參數(shù)和架構(gòu)如下

SHARC結(jié)構(gòu)（super harvard architecture）

主頻最高266MHz（同系列最高300MHz）

-45°C～105°C

5Mbit RAM、4Mbit ROM。

FIR、IIR、FFT加速器，矩陣計(jì)算、平方根倒數(shù)、乘除加速

整機(jī)系統(tǒng)電源框圖（純手工打造）

六 蘑菇頭天線拆解

再來(lái)看下導(dǎo)遠(yuǎn)D570整套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭配的大蘑菇頭天線。

天線底部拆解

天線設(shè)計(jì)框架圖（還是純手工打造）

因?yàn)橹С諶TK定位，因此還搭配一個(gè)4G DTU上網(wǎng)盒子，這個(gè)看起來(lái)像是市面上買(mǎi)的成熟產(chǎn)品或者找供應(yīng)商O(píng)DM的了，簡(jiǎn)單拆解如下：

七總結(jié)

本文通過(guò)對(duì)導(dǎo)遠(yuǎn)570D自動(dòng)駕駛高精組合導(dǎo)航設(shè)備的拆解和分析，為我們展示了該設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造和核心技術(shù)參數(shù)。

在拆解過(guò)程中，我們?cè)敿?xì)了解了導(dǎo)遠(yuǎn)570D的核心組件，包括獨(dú)立的IMU模塊、主控底板、GNSS板和核心處理板。通過(guò)拆解主控板上的MCU和DSP的技術(shù)規(guī)格和功能，揭示了它們?cè)谔幚鞩MU數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、GNSS數(shù)據(jù)采集以及執(zhí)行復(fù)雜的組合導(dǎo)航算法中的核心作用。同時(shí)，我們還了解了配套的大蘑菇頭天線和4G DTU上網(wǎng)盒子，它們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)中提供了重要的通信和定位功能。

通過(guò)本次拆解，不僅讓我們更近一步地了解了導(dǎo)遠(yuǎn)570D的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也為我們展示了高精組合導(dǎo)航設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步和應(yīng)用潛力。隨著自動(dòng)（輔助）駕駛和智能交通系統(tǒng)的快速發(fā)展，可以預(yù)見(jiàn)，高精組合導(dǎo)航技術(shù)將在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

審核編輯：湯梓紅