拆解世界上第一款车规激光雷达

littleshrimp

拆解世界上第一款车规激光雷达 [复制链接]

本帖最后由 littleshrimp 于 2022-3-13 18:40 编辑

今天要拆的据说是世界上第一款车规级激光雷达，最早在奥迪A8上使用的Valeo产的SCALA 3D Laser Scanner (Gen 1)。

这款激光雷达使用905nm Class1激光器，最大水平视野145度，垂直视野3.2度。水平分辨率0.25度，垂直分辨率0.8度，距离分辨率<100mm。

实物外观如下：

上下壳使用五角带孔螺丝固定。

拧下外壳上的4颗螺丝就能取下前面板，前面板内侧有一个电极和2个触点，有点像汽车后挡风上的加热丝，猜测是给面板加热用的。

取下面板可以看到左侧的传感器和右侧的扫描镜。

右侧的扫描镜有2个镜片，固定在一个电机上，镜片被金属支架分隔成2部分，上边窄的是用来把左边激光器发射的激光反射到被测物上的，下边宽的是用来将被测物反射回来的激光反射回左边的接收透镜，因为反射回来的激光比较弱，所以反射镜尺寸更大。

左侧的扫描镜电机和底部的主控板。

底部有一个气孔，上边原来有一个圆的挡片，撬开时崩飞了。

接口部分用的是press-fit连接器，用力撬就能取下。

扫描镜通过3颗梅花螺丝固定，拆下扫描镜可以看到主板上的内存芯片。

扫描镜使用这种井字结构，左右各一个镜片

扫描镜通过8条导线和主板连接，内部可能有类似霍尔传感器的位置反馈器件。

传感器组件同样使用3颗梅花螺丝固定。

传感器组件背面。

传感器组件有一个4方形的透镜，中间使用一条黑胶带隔开，更大的镜头可以将更微弱的“回波”聚焦到内部的APD（雪崩光电二极管上）。

接收透镜顶部是一个激光器聚焦透镜。

传感器组件底部。

取下传感器组件，外壳上就只剩下一块主板，是一块由3部分组成的主板经过折弯固定在一个金属支架上的。

主板部分使用2颗螺丝固定在外壳上。

3块子板使用4颗螺丝固定在主板支架上。

去掉支架可以看到一块由3部分组成的主板。

这种设计比较特别，像是多层板在需要折弯的部分只保留一层或几层薄薄的部分。

主控型号是XILINX的XA7Z010，一款车规级ZYNQ FPGA。

主控板FPGA部分器件比较少，除一颗ZYNQ外还有2颗丝印为D9PTH的MT41K128M16JT-125AAT，美光的128 Meg x 16DDR3L SDRAM。

主控板其它部分包含一颗丝印为PHU1的TPS793333QDBVRQ1，TI公司的具有使能功能的 200mA、低压降稳压器。

一颗25Q128闪存。

一颗AllegroMicro公司的A4941，三相无传感器风扇驱动器，如果这个电机驱动是不需要传感器的，那么之前接口上的8条线可能就不包括霍尔传感器的连线。

电源使用了Linear公司的LT3507，具有 LDO 的三重单片降压稳压器。

和Linear公司的LT8610，具有 2.5µA 静态电流的 42V、2.5A 同步降压稳压器。

主板上还包含一颗英飞凌的BTS5090-2E，90mΩ双通道智能高侧电源开关。

一颗NXP的TJA1081B，FlexRay 节点收发器和一颗Linear的LTC3115-1，40V, 2A Synchronous Buck-Boost DC/DC Converter。

传感器部分同样由4块PCB组成一块主板，FPC是直接压在“硬板“中间的。

一块用于接收激光回波的APD板。通过布线可以看出这款APD有4路输出，结合这款激光雷达的产品手册判断它是一个4*1的阵列。

另一个小板上有一个905nm的激光器。

除了一块焊有和主板连接的连接器的小板外还有一块和电源相关的大板。

传感器电源板上有一颗丝印为LTDCJ的lt3580fg，一款Linear公司的2A升压/反相 DC/DC 转换器。

上边还有一个高高的像变压器一样的器件，没找到型号。

右边丝印为V8540Z的器件是NXP的PBHV8540Z，500 V、0.5 A NPN 高压低 VCEsat (BISS) 晶体管。

2颗丝印为ATA的LMV841QMGX/NOPB，TI公司的车规则级CMOS 输入、RRIO、低功耗、宽电源范围、4.5MHz 运算放大器。

还有一些器件找不到型号。

最后附上数据手册：

w25q128jv_revf_03272018_plus-1489608.pdf (2.09 MB, 下载次数: 31)

tps793.pdf (1.45 MB, 下载次数: 23)

TJA1081B.pdf (842.76 KB, 下载次数: 19)

spc56el60l3.pdf (2.92 MB, 下载次数: 20)

PBHV8540Z-1599324(V5840Z).pdf (235.09 KB, 下载次数: 20)

MT41K128M16JT-125AAT.pdf (570.15 KB, 下载次数: 19)

LTC3115-1.pdf (2.26 MB, 下载次数: 21)

lt8610.pdf (1.58 MB, 下载次数: 23)

lt3580fg(LTDCJ).pdf (294.44 KB, 下载次数: 19)

LMV841-Q1(ATA).pdf (1.89 MB, 下载次数: 22)

Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN.pdf (2.23 MB, 下载次数: 20)

ds187-XC7Z010-XC7Z020-Data-Sheet.pdf (2.51 MB, 下载次数: 21)

A4941-Datasheet.pdf (612.85 KB, 下载次数: 21)

3507fb.pdf (385.36 KB, 下载次数: 19)

拆解视频：

se7ens

拆解很详细啊，没有专用的软件可能玩不了

楼主从哪儿买的，应该价格不菲

littleshrimp

se7ens 发表于 2022-3-14 14:33 拆解很详细啊，没有专用的软件可能玩不了楼主从哪儿买的，应该价格不菲

某鱼，这个说是软件被锁的。
如果传感器和激光器没坏，也可以使用类似TDC7200这类的芯片自己画板子玩，精度还高。

se7ens

littleshrimp 发表于 2022-3-14 15:27 某鱼，这个说是软件被锁的。如果传感器和激光器没坏，也可以使用类似TDC7200这类的芯片自己画板子玩，精 ...

高手其实也不需要用FPGA

一般高新能的单片机应该也能驱动激光收发器

可以查下传感器对驱动的要求

LeoMe

所以说汽车上这些用来去多驱动风扇啊，阀啊这类感性负载的，为啥都爱用晶体管而不用MOS？老早拆过一个客车上的空调控制器，stm8的，里面也是一大堆60V的功率三极管

f3114824

长见识了

littleshrimp

se7ens 发表于 2022-3-15 14:19 高手其实也不需要用FPGA 一般高新能的单片机应该也能驱动激光收发器可以查下传感器对驱动的要求

我前几天抄了一下传感器部分的原理图，等全弄完后发现来一起研究。

littleshrimp

LeoMe 发表于 2022-3-18 08:55 所以说汽车上这些用来去多驱动风扇啊，阀啊这类感性负载的，为啥都爱用晶体管而不用MOS？老早拆过一个客车 ...

传感器里边那惯我感觉有点像用分立器件组成的TIA，用来放大APD的回波信号。

robdm

不错不错，关注

sans555

看到了littleshrimp的身影了~

sanhuasr

littleshrimp 发表于 2022-3-19 18:51 我前几天抄了一下传感器部分的原理图，等全弄完后发现来一起研究。

弄完了吗？一起研究研究。有传言说小鹏P7是使用全球第一款激光雷达的量产车

sanhuasr

我这边有个USB坏了的vector 的VN1640，可以给你拆下

littleshrimp

sanhuasr 发表于 2022-4-23 12:30 弄完了吗？一起研究研究。有传言说小鹏P7是使用全球第一款激光雷达的量产车

想怎么研究？我把电路分析的差不多了，不过连接器买不到，没法做板测试。

sanhuasr

littleshrimp 发表于 2022-4-23 13:17 想怎么研究？我把电路分析的差不多了，不过连接器买不到，没法做板测试。

连接器估计不是批量采购买不到

梅花…

前輩有電路一起分析嗎?

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