作者 | 愛玩的小皮球

小編 | Crystal

背景

eVTOL（電動垂直起降飛行器）作為城市空中交通的核心載體，正迎來技術(shù)突破與商業(yè)化落地的關(guān)鍵拐點，智能駕駛系統(tǒng)作為保障eVTOL安全、高效飛行的核心支撐，其性能直接決定eVTOL的商業(yè)化進程與市場競爭力。目前eVTOL智能駕駛技術(shù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)：例如低空飛行環(huán)境復(fù)雜（城市樓宇遮擋、氣流擾動、風(fēng)切變、鳥類干擾等）且對環(huán)境感知的全面性、實時性要求極高。eVTOL智能駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可采集低空飛行復(fù)雜環(huán)境的場景數(shù)據(jù)，包括相機、激光雷達、毫米波雷達、組合慣導(dǎo)、風(fēng)速、溫度、氣壓等傳感器數(shù)據(jù)，為智能駕駛算法訓(xùn)練、飛行決策優(yōu)化提供豐富的場景數(shù)據(jù)。通過持續(xù)數(shù)據(jù)驅(qū)動，解決低空復(fù)雜場景、極端氣象、高密度空域等長尾問題，是推動eVTOL從實驗階段向城市載人出行、低空物流等領(lǐng)域規(guī)?；涞氐年P(guān)鍵手段。

eVTOL智能駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概覽

北匯基于Vector CANape Kernel搭建eVTOL智能駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于同步采集eVTOL智能駕駛所需的相機數(shù)據(jù)、激光雷達數(shù)據(jù)、毫米波雷達數(shù)據(jù)、INS+RTK數(shù)據(jù)、飛控傳感器數(shù)據(jù)以及外部環(huán)境傳感器數(shù)據(jù)（例如溫濕度、氣壓、風(fēng)速等）。

圖1 eVTOL智能駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

核心優(yōu)勢

高魯棒性-軟件核心基于Vector CANape，在數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域深耕多年；且不斷迭代；具有很高的魯棒性；

高兼容性-采集軟件支持部署在Linux、windows系統(tǒng)中，兼容x86/ARM64平臺；

可擴展性-系統(tǒng)可通過Vector硬件擴展硬件通道，如CAN、LIN、以太網(wǎng)、視頻通道以及溫度、電壓、電流、氣壓、風(fēng)速等傳感器和采集模塊；

高度集成-單個硬件支持運行采集軟件并提供GMSL2、CAN/CAN FD、以太網(wǎng)通道，滿足大多數(shù)使用場景；

高性價比-CANape Kernel繼承了CANape高性能記錄內(nèi)核，具有高靈活性和極致性價比；

高精度時間同步-支持獲取GPS時間，同時支持PTP時間同步；

支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)回傳-支持4G/5G模塊，可以將采集的數(shù)據(jù)從本地回傳到實驗室。

eVTOL智能駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成

1

數(shù)采系統(tǒng)軟件

數(shù)據(jù)采集軟件采用Vector CANape Kernel；Vector CANape Kernel 是 Vector 公司推出的一款輕量化、獨立運行的測量與數(shù)據(jù)記錄內(nèi)核，專為高性能數(shù)據(jù)采集設(shè)計，可脫離完整 CANape 桌面環(huán)境部署于目標(biāo)平臺，核心服務(wù)于汽車電子、智能駕駛等領(lǐng)域的嵌入式測量、自動化數(shù)據(jù)記錄與傳感器數(shù)據(jù)采集場景。

核心定位與價值

CANape Kernel 脫胎于 Vector 成熟的 CANape 測量標(biāo)定工具，采用 “桌面配置 + 目標(biāo)端運行” 分離模式：即先在 CANape 桌面端完成測量配置（如協(xié)議解析、信號選取、參數(shù)定義），生成配置文件；再將配置移植到目標(biāo)平臺（工業(yè)PC、邊緣計算機、域控制器等），由 CANape Kernel 獨立負(fù)責(zé)設(shè)備初始化、數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)記錄，無需依賴桌面端運行。

這一設(shè)計可復(fù)用現(xiàn)有工作流程，同時將數(shù)據(jù)采集能力下沉到更貼近測試現(xiàn)場的嵌入式平臺，適配分布式、跨平臺的測試架構(gòu)。

核心特性與能力

典型應(yīng)用場景

①嵌入式測量與臺架測試：部署于車載數(shù)據(jù)記錄儀、測試臺架，長期采集車輛運行數(shù)據(jù)，適配軟件定義汽車（SDV）與區(qū)域電子電氣架構(gòu)驗證；

②智能駕駛研發(fā)：同步采集多傳感器（雷達、激光雷達、攝像頭）與總線數(shù)據(jù)，支撐感知算法驗證與動力學(xué)測量；

③自動化數(shù)據(jù)記錄：通過 REST API 接入自動化測試序列，實現(xiàn)無人值守的高速數(shù)據(jù)采集，適配 eVTOL / 直升機等新型載具的測試需求；

④跨平臺協(xié)同測試：在 Linux 平臺執(zhí)行高負(fù)載數(shù)據(jù)記錄，同時通過 Windows 桌面端進行配置與可視化管理，兼顧性能與便捷性。

與 CANape 桌面版的區(qū)別

CANape 桌面版是全功能集成環(huán)境，包含測量、標(biāo)定、診斷、可視化等完整模塊；而 CANape Kernel 是 （精簡版）核心 ，僅保留數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)記錄能力，無桌面界面，專注于目標(biāo)平臺的輕量化運行，更適合嵌入式與自動化場景。

2

數(shù)采系統(tǒng)主機

采用ARM64 架構(gòu)的高性能主機；滿足高實時、車規(guī)級、多總線接口、大帶寬、高算力的要求。

計算與實時處理能力

總線與接口

①CAN / CAN FD：多路 CAN FD 通道，可采集毫米波雷達和傳感器數(shù)據(jù)；并支持 XCP / CCP 協(xié)議，可適配飛控系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)采集；

②高清相機接口：多路 GMSL2相機接口，可接入多路相機，滿足全方位視頻數(shù)據(jù)采集需求；

③以太網(wǎng)：提供1G/2.5G/10G 以太網(wǎng)，支持 PTP 高精度時間同步，保障多傳感器數(shù)據(jù)時間同步；

④通用接口：USB4、MIPI CSI、PCIe，可外接 Vector VN/VX 系列接口卡，實現(xiàn)硬件通道靈活擴展。

3

視頻分流設(shè)備

可選用Video Standalone TAP模塊對相機數(shù)據(jù)進行分流，將1個相機輸入數(shù)據(jù)分流為2路輸出；其中1路相機數(shù)據(jù)輸出給數(shù)采主機進行視頻數(shù)據(jù)采集，另一路相機數(shù)據(jù)輸出給ADAS控制器；可以實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)采集的同時不影響ADAS控制器功能。

①核心功能：實現(xiàn)視頻流的無損分流、實時轉(zhuǎn)發(fā)，支持GMSL2協(xié)議，可同時接入8路及以上相機視頻信號，滿足eVTOL多方位視覺感知的數(shù)據(jù)采集需求；

②同步特性：支持外部時間同步，與數(shù)采系統(tǒng)主機、傳感器模塊實現(xiàn)時間戳精準(zhǔn)對齊，保障視覺數(shù)據(jù)與雷達、定位數(shù)據(jù)的時空一致性；

③部署優(yōu)勢：工業(yè)級小型化設(shè)計，抗振、寬溫，適配航空測試的嚴(yán)苛環(huán)境，同時支持與CANape Kernel無縫對接，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)與總線數(shù)據(jù)的統(tǒng)一記錄。

4

以太網(wǎng)分流設(shè)備

可選用Vector VN56XX系列設(shè)備對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行分流采集，將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)輸出給數(shù)采主機進行視頻數(shù)據(jù)采集的同時復(fù)制一份數(shù)據(jù)給控制器；可以實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的同時不影響eVTOL智能駕駛控制器功能：

①高速傳輸：支持100M/1G/10G以太網(wǎng)速率，可采集激光雷達、毫米波雷達、INS+RTK等高速傳感器的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，無帶寬瓶頸；

②精準(zhǔn)分流：實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的雙向無損分流，既保障飛行器原有以太網(wǎng)通信鏈路正常運行，又能同步采集總線數(shù)據(jù)，不干擾飛控系統(tǒng)正常工作；

③協(xié)議兼容：支持TCP/IP、UDP、DoIP等主流以太網(wǎng)協(xié)議，同時兼容PTP時間同步，可與數(shù)采系統(tǒng)實現(xiàn)精準(zhǔn)時間對齊，保障多源數(shù)據(jù)的同步性；

④集成優(yōu)勢：可直接與數(shù)采系統(tǒng)主機、CANape Kernel軟件聯(lián)動，實現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)與CAN/CAN FD、視頻數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲與管理，簡化測試系統(tǒng)架構(gòu)。

5

環(huán)境傳感器數(shù)采模塊

依托CSM專業(yè)環(huán)境傳感器采集模塊，實現(xiàn)eVTOL環(huán)境傳感器的模擬量、數(shù)字量信號的高精度采集；

①多類型采集：支持電壓、電流、轉(zhuǎn)速、扭矩、振動、溫濕度、氣壓、風(fēng)速等多類信號采集，適配eVTOL動力系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測的全維度數(shù)據(jù)需求；

②高精度采樣：采樣率最高支持10kHz及以上，滿足飛控/動力傳感器高實時性監(jiān)測要求，采集精度達工業(yè)級微伏級，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性；

③航空適配：小型化、抗振、寬溫設(shè)計，可直接部署于eVTOL座艙、電機、電池等關(guān)鍵部位，適配飛行器的安裝與運行環(huán)境；

④接口靈活：支持CAN/CAN FD、以太網(wǎng)等接口，可與數(shù)采系統(tǒng)主機無縫對接，實現(xiàn)模擬量信號向數(shù)字量信號的轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一記錄，保障數(shù)據(jù)閉環(huán)。

總結(jié)

北匯信息基于Vector CANape Kernel搭建的eVTOL智能駕駛數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在魯棒性、兼容性、同步性、擴展性等方面具備核心優(yōu)勢，可實現(xiàn)eVTOL多類型傳感器數(shù)據(jù)的同步、高速、高精度采集，依托完善的硬件配套與全流程工程服務(wù)，形成了從系統(tǒng)設(shè)計、集成調(diào)試到測試支持、數(shù)據(jù)閉環(huán)的完整解決方案。

同時，北匯信息也將持續(xù)加強與Vector等國際頂尖企業(yè)的合作，緊跟航空電子、智能駕駛、傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢，不斷探索數(shù)采技術(shù)在eVTOL、直升機、低空物流無人機等航空載具的應(yīng)用創(chuàng)新，打造更貼合低空經(jīng)濟發(fā)展需求的智能測試解決方案。#北匯信息#汽車電子測試#汽車電子#eVTOL#智能駕駛#數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)#數(shù)據(jù)閉環(huán)#激光雷達#毫米波雷達#環(huán)境傳感器#Vector#CANapeKernel#低空經(jīng)濟#傳感器融合#高精度時間同步#以太網(wǎng)分流#適航驗證#電動垂直起降飛行器