广告

使用BLDC电机助力机械扫描激光雷达实现360度视场

2022-03-07 17:19:41 德州仪器 阅读:
激光雷达系统的视场 (FOV) 决定了激光雷达能够捕捉到的图像的宽度,因此该视场对于自动驾驶决策算法十分重要。扩大FOV的方法有很多种,其中之一就是利用机械扫描,使用电机帮助实现360度FOV。无刷直流 (BLDC) 电机可以实现此目标,且高效低噪,因此广受欢迎。

我们都知道驾驶汽车时看清路面至关重要。而在实施自动驾驶等技术时,对这点要求得更为严格。自动驾驶汽车的“眼睛”被称为光检测和测距(激光雷达)技术,可提供汽车周围环境的精确图像。激光雷达使用光源和传感器来检测物体。KWHednc

激光雷达系统的视场 (FOV) 决定了激光雷达能够捕捉到的图像的宽度,因此该视场对于自动驾驶决策算法十分重要。扩大FOV的方法有很多种,其中之一就是利用机械扫描,使用电机帮助实现360度FOV。无刷直流 (BLDC) 电机可以实现此目标,且高效低噪,因此广受欢迎。KWHednc

 图1展示了激光雷达模块,图2展示了配备激光雷达的自动驾驶汽车。KWHednc

KWHednc

1:激光雷达模块KWHednc

 KWHednc

2:配备激光雷达的自动驾驶汽车KWHednc

配备机械扫描激光雷达的自动驾驶汽车KWHednc

典型的激光雷达模块由光源和传感器组成,可实现120度FOV。遗憾的是120度的视场对于自动驾驶环境来说远远不够。要实现360度全方位FOV,需要用一个由置于旋转平台上的光源和传感器组成的机械扫描激光雷达将汽车周围的信息传给汽车的高级驾驶辅助系统。旋转平台以能让光源和传感器实现360度无缝扫描的速度旋转,准确反馈图像位置。鉴于平台重量比较轻,可以使用约40W的电机。KWHednc

 BLDC电机非常适合这些旋转平台,并且可以使用霍尔效应传感器实现BLDC电机换向。图3显示了机械扫描激光雷达的框图。KWHednc

 KWHednc

3:机械扫描激光雷达框图KWHednc

如何驱动BLDC电机KWHednc

有几种方法可以驱动约40W的BLDC电机。您可以搭配使用具有梯形换向算法的微控制器 (MCU) 以及集成三相BLDC栅极驱动器和外部金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。如果您的设计需要应用尺寸较小的电路板和功率较低的电机,您可以考虑将具有集成MOSFET的三相栅极驱动器(如DRV8316)和具有换向算法的MCU以及三个用于位置反馈的霍尔效应传感器搭配使用。DRV8316集成了高侧和低侧相加导通状态电阻 (RDS(on)) 为95mΩ的MOSFET,并提供全面的故障覆盖范围,以实现诊断目的。KWHednc

也可以使用集成了控制算法的电机驱动器(如MCT8316Z)来驱动BLDC电机,该电机驱动器集成了传感器梯形控制,无需进行电机控制软件开发。MCT8316Z集成了MOSFET,该MOSFET高侧和低侧相加RDS(on)与DRV8316一样,也是95mΩ。外部搭配内务处理型MCU,可与MCT8316Z进行通信以设置配置参数并提供简单的旋转命令(如速度和方向)。KWHednc

MCT8316Z具有直流/直流降压转换器,可为电路板上的内务处理型MCU或其他电路提供电流,这种配置有助于为机械扫描激光雷达电机驱动器节省布板空间。DRV8316 和MCT8316Z的工作电压均为4.5V至35V,非常适合汽车的12V电池应用。借助8A峰值电机绕组电流支持,这些驱动器可以在24V电源下实现高达70W的电机功率,足以驱动激光雷达系统的旋转平台。KWHednc

 MCT8316Z提供串行外设接口 (SPI),高度可配置,尽管系统设计人员可能会选择使用硬件接口选项,而非SPI来配置常用设置。可通过SPI读取的内部驱动器寄存器提供详细的故障诊断结果,万一旋转平台中的电机出现问题,该结果可提供诊断帮助。图4显示了MCT8316Z的简化使用示例。KWHednc

4MCT8316Z电机控制示例KWHednc

 配备机械扫描激光雷达的自动驾驶汽车是汽车领域一次令人振奋的进展。自动驾驶汽车带来的便利提高了乘驾体验,让您渴望拥有这样一辆汽车去州际公路旅行。KWHednc

 附加资源KWHednc

查看应用简报《利用无刷直流电机简化传感器式电机控制》。KWHednc

关于德州仪器 (TI)KWHednc

德州仪器(TI)(纳斯达克股票代码:TXN)是一家全球性的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片,用于工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用,创造一个更美好的世界。如今,每一代创新都建立在上一代创新的基础之上,使我们的技术变得更小巧、更快速、更可靠、更实惠,从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用,这就是工程的进步。这正是我们数十年来乃至现在一直在做的事。 欲了解更多信息,请访问公司网站http://www.ti.com.cn/KWHednc

商标KWHednc

所有其它商标和注册商标均归其各自所有者专属。KWHednc

责编:Franklin
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 波兰网友拆德国产电源插排,内部竟是中国制造?! 本文将会介绍LogiLink LPS262U电源插排(接线板)——包含三个USB端口和两个Schuko插座——的内部结构及其简短测试。
  • 理想ONE高速起火烧成光架,其1.2T三缸增程器曾被指隐藏 近期,网络平台上发布了一段理想ONE在行驶过程中,车辆出现起火的视频内容。现场拍摄的灭火后图片显示,该轿车过火后仅剩骨架,车辆前部增程器位置受损严重,车辆尾门已经在过火后从车身主体脱落。此前,曾有国内汽车媒体对一台行驶了10万公里的理想ONE的东安1.2T三缸增程发动机进行拆解,被指隐藏暗病。
  • 仿真器智能,工程师更聪明! 不要过度依赖SPICE仿真器的自动设定,因为过度相信自动化有时可能引发错误。请记得:仿真器智能,工程师更聪明!
  • 【领优秀论文集】Cadence 用户大会已开放注册
  • 儿童电子学(二):电容器 电容器是最重要的电气元件之一,我们将在儿童基础电子课程的第二部分了解它的工作原理我们将从储能功能方面对其进行探索,所进行的测试和实验将侧重于这一要素。
  • GaN是否可靠? GaN产业已经建立一套方法来保证GaN产品的可靠性,因此问题并不在于“GaN是否可靠?”,而是“如何验证GaN的可靠性?”
  • Cadence中国区线上用户大会-2022 会议将集聚Cadence的技术用户、开发者与业界专家,涵盖最完整的先进技术交流平台,从IP/SoC设计、验证仿真、系统分析及多物理场仿真、计算流体力学,到封装和板级设计的全流程的技术分享, 以及针对自动驾驶、人工智能、网络和5G/6G、云服务等创新应用的客户案例分享。您也将有机会和开发Cadence工具和IP的技术专家们进行对话。与此同时,还有丰富礼品等您来赢。 新的故事总会在盛夏开始序曲,新的灵感也极有可能于技术交流中迸发。
  • EA Elektro-Automatik代表与中国驻德大使共商中国市 EA Elektro-Automatik受邀参加主题为“变革中的贸易?不确定性时代的中德经济关系展望”的高层外贸战略论坛,为公司在中国市场实现重要增长进行规划并奠定基础。
  • 碳化硅电力电子应用不止于汽车 第三代宽禁带半导体——碳化硅(SiC)——正在发挥其众所周知的潜力,在过去五年内,汽车行业一直是该材料的公开试验场。然而,电气化议程不会以汽车开始和结束。更广泛的运输应用将很快出现,包括卡车和公共汽车、船舶和航运、火车的进一步电气化,甚至飞机。在供电方面,并网太阳能发电系统和通过高压直流链路传输能源,对于低碳能源的生产和分配也至关重要。
  • 拆解一个中国产的“树莓派”开发笔记本,售价279美元值 “树莓派”在全球市越来越受欢迎,甚至有家长开始让孩子用树莓派学习开发产品。有中国厂商嗅到,率先开发出了基于“树莓派”笔记本——CrowPi L ,外观看和普通笔记本差不多, 但却是基于树莓派Raspberry Pi 4B 开发板的套件,专为 STEM 教育而设计,带有可选的电子模块和教程。EDN发现有外媒对其进行了拆解,接下来将这篇拆解文章分享给大家:
  • 波兰网友测试拆解中国产手电筒/手提灯,会不会发起客诉? 本文将对中国制造的COB LED HP1807带移动电源的手提灯/手电筒的内部(包括电池容量)进行简短的测试和分析。在本主题中,我还将展示其电路板上连接的详细草图,这实际上也构成了其原理图。
  • 增强型GaN HEMT的漏极电流特性 增强型GaN基高电子迁移率晶体管(HEMT)已经采用两种不同的结构开发出来。这两种增强型结构是金属-绝缘层-半导体(MIS)结构和栅极注入晶体管(GIT)结构。MIS结构具有受电压驱动的小栅极漏电流,而GIT则具有脊形结构和高阈值电压。两者也都有一些缺点。MIS对栅极干扰的可靠性较低,阈值电压较低,而GIT的栅极开关速度较慢,栅极漏电流较大。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了