【汽车激光雷达拆解】拆解北醒Horn-X2 Pro激光雷达
<div class='showpostmsg'> 本帖最后由 lugl4313820 于 2024-8-17 10:04 编辑<p>【前言】</p>
<p>首先感谢电子工程世界给予了我这次拆解活动的机会。</p>
<div>这次拆解品为北醒 Horn-X2 Pro，它是一款集高性能、高安全性、高可靠性为一体的三维激光雷达，可适用于车路协同（V2X）、智慧机场、智慧铁路和智慧航运等多种大交通应用场景。该激光雷达拥有高垂直角分辨率，可生成最高 600 线束高密度点云，轻松感知周围环境。得益于先进的设计，Horn-X2 Pro 激光雷达可有效地抵抗强环境光的干扰，在恶劣的天气条件下也可稳定工作。Horn-X2 Pro 支持多种工作模式，可根据客户需求定制产品的性能参数，以此精准匹配客户的各种复杂需求。</div>
<div> </div>
<div>【外观】</div>
<div>拿到拆品后，整个雷达为铝合金外壳，沉淀淀的，份量足，表面工艺处理非常好，摸上去不滑，但有圆润感，做了倒角处理。</div>
<div>1、顶面图，顶面有北醒的LOGO，没有带R，应该不是商标。上顶壳做了散热的鳍片，加大了散热面积。</div>
<div> </div>
<div>2、正面图，正上方是一个视窗窗中，应该是激活发射与接收的窗口。在显眼处注明了不能长时间直视的警示语。下面有几个方形的散热口。</div>
<div> </div>
<div>3、侧面，在侧面有一个产品标签，根据标签可以推断此模组为2015年出厂的激光雷达模组。</div>
<div> </div>
<div>4、背面，背面有两个接口，一个为网络接口，一个是电源接，都采用了航空接插件。在低部有散热窗口。</div>
<div> </div>
<div>5、低面，低面为不透钢材质，看到有一个散热风扇。</div>
<div> </div>
<div>【 外观总结】整个模组的第一感觉，非常高档，采用防水防锈工艺，外壳对散热有明显的加强工艺，说明这个模组的发热量是非常大的。</div>
<div>【内部拆解】</div>
<div>此模组的镙丝有好几种，有梅花内角、内六角，所以拆解工具得需要全套的工具才行。所有的镙丝都采用防锈工艺。由于我拿到的可能是二手的，外壳的镙，我只拆了4颗就顺利的打开了。</div>
<div>1、拆解后的第一眼，由很多块的电路板组成的。器件与外壳的接触之处都是打了导热硅胶，加强散热。看到电路板已经有好几处锈迹，可能这个拆品，是一个故障品，打开外壳后存放的环境不好，导致的生锈。</div>
<div> </div>
<div>【模块介绍】</div>
<div>1、最先拆解出来的是电源与网络模块转接:</div>
<div> </div>
<div> 转接模块J1为8针的航空插头。转接J2为电源接头，</div>
<div>在正面，有一块LM5176 降压升压控制器， 是一款同步四开关降压升压 DC/DC 控制器，能够调节等于、高于或低于输入电压的输出电压。LM5176 工作在 4.2 V 至 55 V（60 V 绝大最大）的宽输入电压范围，支持各种各样的应用。LM5176 在降压和升压工作模式下均采用电流模式控制方式，以实现出色的负载和线路调节功能。开关频率由外部电阻器编程设置，或者与外部时钟信号同步。该器件还具有可编程软启动功能，并提供保护功能，包括逐周期电流限制功能、输入欠压锁定 (UVLO)、输出过压保护 (OVP) 和热关断。此外，LM5176 具有可选择平均输入或输出限流、可减少峰值 EMI 的可选扩频频谱，以及在持续过载条件下的可选打嗝模式保护。</div>
<div>
<p> </p>
<p>转接模块另一面，为与ML5176的周边电路，有一个较大的电感，和6颗MOS开关管，为德州仪器产的OCSD19534。参数为：100V，12.6mΩ，SON 5mm x 6mmNexFET™ 功率MOSFET。</p>
<p> </p>
<p>在丝印中，标注了入输入电压为9—36V。背面有一个24Pin的插座，与模组的主板相连。</p>
<p>可以说这个电源模块堆料很猛。</p>
<p>【电机驱动模块】</p>
<p>整个模组有两个电机，下面分享他的驱动模块</p>
<p> 这个模块的功放驱动为美国国半NS进口 LM3886TF 68W功放模块。</p>
<p> 在背面的丝印上有BeiXing定制单轴驱动标注，有两块78L12A电源LDO稳压电源。其余的电模块为ADI的IC，丝印看不出模块型号。看功放的型号，这个电机的功率是非常大的。</p>
<p>【电机驱动模块2】</p>
<p> 撕开标签后的高清图：</p>
<p> 背面图：</p>
<p> 驱动IC为<a href="https://www.digikey.cn/zhs/models/4847813" rel="noopener noreferrer" target="_blank">LB1876</a> + BD7763EFV无感电机驱动。</p>
<p>【主控模块】</p>
<p> </p>
<p>【主控】Xilinx Zynq 7020，是一款基于Arm + FPGA，400 个引脚的 FBGA 封装。 处理器集成PS端双核ARMCortex-A9+PL端Artix-7架构28nm可编程逻辑资源。在当年可谓是一颗高端的芯片。价格不菲。</p>
<p>【内存】的丝印为D9SHG，镁光的4G内存。</p>
<p>【时间数字转换器】板载了两颗ams GPX2。</p>
<p>GPX2，在四个通道上提供高达10ps的分辨率，采样率高达1.5Ms/s。凭借高精度和高采样率，汽车、无人机和机器人中的光探测和测距(LIDAR)以及光学测距系统可以在宽视场范围内进行极其详细和精确的测距测量，从而使其能够执行准确的对象检测和避让。在虚拟和现实增强应用中，高采样率和高达1厘米的精度可实现实时3D图像。</p>
<p>这两颗芯片应该是处理两路激光时差处理的骨干。</p>
<p>【网络】</p>
<p>网络收发为Ti的DP8388。</p>
</div>
<div> 背面也满布，但是丝印太小。</div>
<div> </div>
<div>【被一层膜整死的激光模块】</div>
<div>在右后方，也是整个模组的一个重要元件激光发射器，在前面我说到了这个产品的一个重要BUG也是在这个器件上面。友友们 请仔细看，这个导热硅胶的那层塑料模没有取下来。</div>
<div> 我在以前也经常看到，CPU散热器上的的膜没有撕下来，轻则CPU跑不上分，重则烧毁，这个模块应该是一个发热大户，设计时选则在这里，他是考虑到要散热的。</div>
<div>去掉导热胶后，模组的标签非常清晰：</div>
<div> 翻译一下，最上面是警告。不能直接照在皮肤上面，会有烧伤的危险！</div>
<div> </div>
<div>该模组为福建海创光电出厂的1550nm/1.5um 高功率脉冲光纤激光雷达光源模组。</div>
<div> </div>
<div>【光学部分拆解】</div>
<div> 光学部分有两个电机，一个是偏转电机，对光源进行编转，将光源反射到旋转镜面发射到被测物体表面，又将接收到的光线反射到接收器中。</div>
<div>在网上找到了一个原理图如下：</div>
<div> </div>
<div>编转镜为金海创的高速振镜</div>
<div> </div>
<div>
<p>其振镜运行稳定性好、定位精度高、打标速度快、抗干扰能力强，综合性能强，具体特性如下：</p>
<p><strong>■ </strong>差分式光电传感器检测马达转子的位置，线性度好、漂移量小、分辨率和重复定位精度高。</p>
<p><strong>■ </strong>对10mm镜片进行负载设计，电机装配精度高、结构合理、静摩擦系数和零位偏移量小，确保系统良好的动态特性。</p>
<p>■ 驱动器具有位置和速度超前检测功能，大大提升整个系统的动态响应性能和扫描速度。</p>
<p>■ 设计有过载、过流和反接保护，使系统的运行更加可靠。</p>
<p>■ 整个系统采用电磁兼容优化设计，信噪比高、抗干扰能力强。</p>
<p><strong>■</strong> 解决了振镜电机温度漂移、信号干扰和零位漂移等常见问题。</p>
<p>【激光接收器】</p>
<p> </p>
<p>模组上有两个激光接收传感器。</p>
<p>【拆解总结】</p>
<p>经过拆解学习，此款为国产北醒Horn-RT的机械式国产激雷达。</p>
<p> </p>
<p>其内部做功用材料非常扎实。使用的激光主要模块也是国产的。但是主控、时间、电源等还是以国外的居多。</p>
<p>但是其质控还需要加强，最大的问题是激光发射的导热胶忘记了撕膜。</p>
<p>还有就是有很多的锈点，光学部分由于螺丝生锈已经不通拆解下去。</p>
<p>最后，感谢论坛提供的这次拆解机会。使我了解到了机械激光雷达的内部结构。</p>
</div>
</div><script> var loginstr = '<div class="locked">查看本帖全部内容，请<a href="javascript:;" style="color:#e60000" class="loginf">登录</a>或者<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/member.php?mod=register_eeworld.php&action=wechat" style="color:#e60000" target="_blank">注册</a></div>';
if(parseInt(discuz_uid)==0){
(function($){
var postHeight = getTextHeight(400);
$(".showpostmsg").html($(".showpostmsg").html());
$(".showpostmsg").after(loginstr);
$(".showpostmsg").css({height:postHeight,overflow:"hidden"});
})(jQuery);
} </script><script type="text/javascript">(function(d,c){var a=d.createElement("script"),m=d.getElementsByTagName("script"),eewurl="//counter.eeworld.com.cn/pv/count/";a.src=eewurl+c;m.parentNode.insertBefore(a,m)})(document,523)</script> <p>等着你继续拆呀~看看板子上电路啥样呀？</p>
<p>发射模组必须非常费电啊，功率得到了才能反射全面</p>
<p>这里面装的</p>
<p>好满啊</p>
eric_wang 发表于 2024-8-1 17:26
这里面装的
好满啊
<p>还在继续拆解学习中，工程有点大呀。十年前的产品，这些东西都是第一次看到。</p>
秦天qintian0303 发表于 2024-8-1 16:29
发射模组必须非常费电啊，功率得到了才能反射全面
<p>这里找到一个BUG，可能是模块挂了的原因，待后面分解。</p>
okhxyyo 发表于 2024-8-1 16:27
等着你继续拆呀~看看板子上电路啥样呀？
<p>一天搞不完呀，可能要一天补充一些。好多东西第一次看到。</p>
lugl4313820 发表于 2024-8-1 19:31
一天搞不完呀，可能要一天补充一些。好多东西第一次看到。
<p>.辛苦啦！期待一点点揭开真面目！</p>
<p>这么快就看到拆解贴了</p>
<p>实物体积太大了，应该不是乘用车用的，可能是商用车用的</p>
<p>另外，内部有锈迹，可能是进水了</p>
se7ens 发表于 2024-8-2 11:29
这么快就看到拆解贴了
实物体积太大了，应该不是乘用车用的，可能是商用车用的
另外，内部有锈迹，可 ...
<p>不是进水了，是拆开后，应该是存放的环境湿气重，放太久了。这个模组的激光光源的装配工，没有把导热胶的塑料膜撕下来，可能就没有用一下就挂了的。</p>
<p> </p>
<p>要是有光学部分的分析就好了</p>
李志成 发表于 2024-8-14 00:04
要是有光学部分的分析就好了
<p>稍后更新，但是这方面的知识比较少。先学习一下原理先。</p>
页:
[1]