任务4.3 MDC执行器和传感器接入-学生手册

任务4.3MDC执行器和传感器接入学生手册任务4.3MDC执行器和传感器接入【任务导入】在智能驾驶领域，执行器和传感器是实现车辆自动控制和环境感知的关键组件。华为MDC（MobileDataCenter）平台通过集成高性能的昇腾芯片，提供了强大的计算能力和丰富的接口，支持多种执行器和传感器的接入。那么执行器和传感器该如何接入MDC平台呢？【学习目标】素质目标通过抽象数据接口及使用方法的学习，培养学生精益求精的精神；了解MDC接口及使用方法，激发学生的学习兴趣；学习不同传感器的使用方法，锻炼学生学习新知识的能力。知识目标了解执行器和传感器的接入原理[K56]；熟悉执行器和传感器的组网方式[K57]。能力目标能讲解执行器和传感器的接入原理[A47]。

【知识准备】执行器抽象数据接口及使用方法执行器接入原理接入执行器，能实现智能驾驶软件控制车辆的底盘和车身，实现精确的车辆控制。MDC提供执行器抽象数据接口，通过这些接口，开发者可以获取执行器的状态数据，并实现对执行器的控制。执行器接入原理，如REF_Ref179641716\h图4-3-1所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC1执行器接入原理执行器组网方式介绍执行器接入MDC平台后，通过CAN协议与MDC平台组网通信。执行器组网方式，如REF_Ref179641740\h图4-3-2所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC2组网方式执行器组网接口定义，见REF_Ref179641793\h表4-3-1。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC1执行器组网接口定义透传通路通路ID设备接口管脚信号名配套ISO线缆标签MDC端是否有终端匹配电阻CAN7CAN_MCU_ECU_H_1ECUCAN0黄H否CAN_MCU_ECU_L_1绿L10CAN_MCU_ECU_H_1ECUCAN0黄H否CAN_MCU_ECU_L_1绿L执行器数据通道主题列表执行器数据通道主题列表，见REF_Ref179641820\h表4-3-2。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC2执行器数据通道主题列表传感器通信方式描述Event定义车控消息数据传输系统(SHM)接收算法轨控指令Event：CarControlEventServiceID：10InstanceID：1车状态消息DDS(SHM)车辆状态反馈Event：CarReportEventServiceID：12InstanceID：2执行器抽象启动步骤登录MDC操作系统使用SSH工具登录MDC操作系统。配置MCU侧CANFD通路MCU侧的CANFD通路可以通过修改“mcu_canfdbus_config.json”配置文件设置CANFD通路的周期维稳下发等功能和启用通路。具体操作如下：切换root用户，进入“/opt/platform/mdc_platform/runtime_service/devmc/conf”目录；备份默认的CANFD通路配置文件“mcu_canfdbus_config.json”。执行命令：cp-amcu_canfdbus_config.jsonmcu_canfdbus_config.json.bak；切换MDC用户，使用mdc-tool工具下发通路配置。执行命令：mdc-tooldevmset-dev-cfg2。若显示“SetDevCfgCanFdBusFileinfosuccess!”，则表示下发成功。配置下发成功后，断电重启MDC设备，使配置文件生效。启动Chassis抽象服务执行命令：ps-ef|grepchassis_a，确认Chassis抽象服务是否已经启动，避免程序重复启动，造成功能异常。若显示如下信息，表示Chassis抽象服务启动成功，操作结束。否则执行以下命令：/opt/platform/mdcplatform/script/chassisastart.sh，启动Chassis抽象服务。最后，重新确认Chassis抽象服务是否启动成功。启动Body抽象服务执行以下命令：ps-ef|grepbody_a，确认Body抽象服务是否已经启动，避免程序重复启动，造成功能异常；若显示如下信息，表示Body抽象服务启动成功，操作结束。否则执行以下命令：/opt/platform/mdc_platform/script/chassisastart.sh，启动Body抽象服务。最后，重新确认Body抽象服务是否启动成功。LIDAR传感器抽象数据接口及使用方法1.LIDAR传感器接入原理作为实现环境感知的核心传感器，激光雷达在道路信息监测、探测距离及测距精准性等方面，具备其他传感器没有的优势。LIDAR传感器抽象程序根据设置的FOV，对FOV视场范围内的激光雷达传感器原始数据进行从极坐标到笛卡尔坐标系转换，并结合点云补偿数据，在MDC系统内通过CM进行发布转换后的点云数据，为自动驾驶业务提供周围三维立体的高精度点云数据。其接入原理如REF_Ref179642459\h图4-3-3所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC3LIDAR传感器接入原理2.设备连接关系以及接口说明以速腾32线与禾赛Pandar40P组合激光雷达为例，MDC610系列设备最大支持8路Pandar40P激光雷达。MDC、MTB及激光雷达连接方式如REF_Ref179642152\h图4-3-4所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC4LIDAR传感器组网方式MTB转接盒接口说明如下REF_Ref179642398\h表4-3-3所示表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC3接口说明序号接口名称线段连接器厂家/型号配套线缆说明1低速信号接口1JAE/MX84B040SF140Pin低速线缆提供4路激光雷达时间信息和时间同步，用于对接激光雷达。2通用以太接口RJ45水晶头通用网线提供8个通用以太网（100BASE-TX/100BASE-T）接口，用于对接激光雷达或其他通用以太接口设备。3-1车载以太接口B电连/8180180634转4以太线缆提供8路车载以太信号，用于对接计算平台设备。默认提供3路车载以太1000BASE-T1接口（端口3、4、8）和5路车载以太100BASE-T1接口（端口1、2、5、6、7），其中，接口速率可以通过低速信号接口2的Config_ID模块进行配置，最大可支持8路1000BASE-T1。3-2车载以太接口A4低速信号接口2JAE/MX84B016SF116pin低速线缆接收计算平台设备提供的时间信息和时间同步，用于对接计算平台设备。另外，Config-ID模块可以配置车载以太接口的速率。3.MTB310与激光雷达组网场景以速腾32线与禾赛Pandar40P组合激光雷达为例，MDC610系列设备最大支持8路Pandar40P激光雷达。MDC、MTB及激光雷达组网方式如REF_Ref179642528\h图4-3-5所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC5组网方式表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC4AP-DDS接口与Lidar配置的映射表激光雷达IP地址目的IP地址DataPortGPSPortTopic位置配置文件AP-DDS接口速腾32线192.168.1.21192.168.1.25523688308Front“lidar_front.json”ServicelD:2304InstancelD:3速腾32线192.168.1.22192.168.1.25523698309Rear“lidar_rear.json”ServicelD:2304InstancelD:4速腾32线192.168.1.23192.168.1.25523708310Right“lidar_right.json”ServicelD:2304InstancelD:5速腾32线192.168.1.24192.168.1.25523718311Left“lidar_left.json”ServicelD:2304InstancelD:6禾赛pandar40p192.168.1.25255.255.255.25523728312Roof“lidar_roof.json”ServicelD:2304InstancelD:7这里仅以此为例作为参考，其他详细支持激光雷达组合参考：MDC6101.1.027-T000产品文档。LIDAR数据通道消息列表LIDAR数据通道消息列表，见REF_Ref179642609\h表4-3-5。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC5LIDAR数据通道消息列表传感器通信方式描述Event定义激光雷达DDS（SHM）激光雷达点云数据结构DomainID：0Event：mdcEventServiceID：2304InstanceID：3、4、5、6、7华为激光雷达启动服务（1）登录MDC操作系统使用SSH工具登录MDC操作系统。（2）配置激光雷达网络连接1）打开/opt/platform/mdc_platform/conf/net/目录下的usr_network_port.json配置文件。2）修改A3/A4网卡master/slave模式，将A3和A4网卡都改成slave模式。在文件中搜索关键字"A3"和"A4"，找到"MasterSlave"字段，将其值设置为0，如REF_Ref179643571\h图4-3-6所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC6修改master字段3）修改A4网卡"VlanList"字段，删除默认配置，将其改成如下REF_Ref179643637\h图4-3-7形式：图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC7修改网卡字段4）删除A4端口的VLAN配置如下REF_Ref179643658\h图4-3-8部分代码。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC8删除代码5）验证修改后的配置文件是否合法。①依次执行如下REF_Ref179643693\h图4-3-9命令，设置环境变量。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC9设置环境变量②执行命令“nrm_initcheck_config”验证配置文件是否合法，如REF_Ref179643717\h图4-3-10所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC10验证配置文件结束后显示nrmInitializationconfigurationfinish表示校验完成，如果有格式错误，回显会提示相应的error信息，如果没有error信息则表示合法性校验通过，回显中的warn提示信息可忽略。（3）配置时间同步1）打开/opt/platform/mdc_platform/runtime_service/tsync_center/conf/tsync_lone目录下的tsync_dp_gptp_config.json配置文件。2）找到"totalPortNumber"配置项，将其改成3，如REF_Ref179643740\h图4-3-11所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC11修改配置项3）找到"gptpPortConfig3"配置项，将"nicName"字段改成"ethg0"，如下REF_Ref179643764\h图4-3-12：图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC12修改字段4）reboot重启使网络配置和时间同步配置生效。（4）验证服务启动确认激光雷达抽象服务是否已经启动，避免重复启动，造成功能异常。执行命令“ps-ef|grep-ilidar_a”。1）若显示如下REF_Ref179643792\h图4-3-13信息，表示服务未启动，请执行步骤（5）。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC13信息显示2）若显示如下REF_Ref179643843\h图4-3-14信息，表示服务启动成功，操作结束。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC14信息显示（5）启动激光雷达抽象服务执行命令如REF_Ref179643860\h图4-3-15所示。并重新执行第四步验证激光雷达抽象服务是否启动成功。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC15执行命令非华为激光雷达启动服务（1）登录MDC操作系统使用SSH工具以MDC用户登录计算平台操作系统（2）验证服务启动确认激光雷达抽象服务是否已经启动，避免重复启动，造成功能异常。执行命令如REF_Ref179643880\h图4-3-16所示，确认激光雷达抽象服务是否已经启动，避免重复启动，造成功能异常。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC16执行命令1）若显示如下REF_Ref179643908\h图4-3-17信息，表示服务未启动，请执行第三步。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC17信息显示2）若显示如下REF_Ref179644029\h图4-3-18信息，表示服务启动成功，操作结束。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC18服务启动成功（3）启动激光雷达抽象服务根据激光雷达组合方式进行相应的启动激光雷达抽象服务操作，如REF_Ref179644070\h表4-3-6所示。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC6雷达组合方式激光雷达组合启动操作速腾32+禾赛pandar40p组合1.MTB310转接盒的5、6、7号端口需要设置为100Mbit/s。设置Config_ID为11。2.启动脚本。/opt/platform/mdc_platform/script/lidar_a_start.sh速腾128组合1.MTB310转接盒的3号端口需要设置为1000Mbit/s。设置Config_ID为11。2.启动脚本。/opt/platform/mdc_platform/script/lidar_a_rbs128_start.sh速腾M11.MTB310转接盒的6、7号端口需要设置为1000Mbit/s。设置Config_ID为10。2.调整主从带宽。cd/opt/platform/mdc_platform/scriptpython3./net_config_tool.py-Mmaster_slave_set-mmaster-p4python3./net_config_tool.py-Mmaster_slave_set-mmaster-p5python3./net_config_tool.py-Mmaster_slave_set-mmaster-p6python3./net_config_tool.py-Mbandwidth_set-b1000M-p4python3./net_config_tool.py-Mbandwidth_set-b1000M-p5python3./net_config_tool.py-Mbandwidth_set-b1000M-p63.启动脚本。/opt/platform/mdc_platform/script/lidar_a_m1_start.sh重新执行第二步验证激光雷达抽象服务是否启动成功。GPS/IMU传感器抽象数据接口及使用方法GPS/IMU传感器接入原理GPS/IMU传感器抽象程序对组合定位传感器原始数据进行坐标转换、单位转换和物理量计算等抽象操作，并通过CM在MDC系统内进行发布主题消息，为定位和融合等自动驾驶业务提供精准的定位信息数据。GPS/IMU传感器接入原理如REF_Ref179644138\h图4-3-19所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC19GPS/IMU传感器接入原理GPS/IMU传感器接入配置GPS/IMU传感器接入配置，主要分为CAN类和UART类。（1）配置SoC侧的CAN1）前提条件SoC侧的CAN通路可以根据实际接入的CAN接口修改“usr_can.json”配置文件中对应通路的CAN模式、比特率、采样点等属性。确保计算平台根文件系统可以进行读写操作，已将默认配置文件拷贝至自定义路径“/opt/usr/app/1/gea/conf/net/”。注意：SoC侧CAN通路的环回功能默认配置为关闭。SoC侧CAN通路的进程中部署了默认的CAN通路配置表，如REF_Ref179644180\h表4-3-7所示。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC7通路配置表CAN模式（CAN2.0/CANFD）段类型比特率（bit/s）采样点（%）CANFD数据段500000800CANFD仲裁段20000008002）操作步骤①使用SSH工具以root用户登录计算平台操作系统。②进入“/opt/usr/app/1/gea/conf/net/”目录。③修改“usr_can.json”配置文件，配置待修改的SoC侧CAN通路的属性。④验证修改后的配置文件是否合法。依次执行下列命令，如REF_Ref179805794\h图4-3-20所示。设置环境变量。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC20验证配置文件执行命令“nrm_initcheck_config”验证配置文件是否合法。结束后显示nrmInitializationconfigurationfinish表示校验完成，如果有格式错误，回显会提示相应的error信息，如果没有error信息则表示合法性校验通过，回显中的warn提示信息可忽略。⑤断电重启计算平台使配置文件生效。（2）配置MCU侧的CAN1）前提条件MCU侧的CAN通路可以通过修改“mcu_canfdbus_config.json”配置文件设置CAN通路的周期维稳下发等功能和启用通路。确保计算平台根文件系统可以进行读写操作。2）操作步骤①使用SSH工具以root用户登录计算平台操作系统。②进入“/opt/platform/mdc_platform/conf/devmc/”目录。③通过修改“mcu_canfdbus_config.json”配置文件配置MCU侧CAN通路的属性。④配置文件修改完成后，使用mdc-tool工具下发通路配置。下发CANFD通路配置，执行如REF_Ref179805843\h图4-3-21所示命令，参数2表示CANFD通路。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC21通路配置若显示“SetDevCfgCanFdBusFileinfosuccess!”表示下发成功，如REF_Ref179805866\h图4-3-22所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC22下发成功⑤配置下发成功后，断电重启计算平台使配置文件生效。（3）配置UART通路1）前提条件计算平台设备提供1条UART通路，用于传输串口信号，对应的线束标签（80Pin低速线缆上）是GPS_232。确保根文件系统可以进行读写操作。计算平台操作系统中部署了默认的UART通路配置表，其中串口的关键属性默认值如所示，若需要更改串口属性，可以修改“usr_uart.json”文件配置UART通路对应的串口波特率、数据位宽、停止位宽等属性。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC8属性表波特率数据位宽停止位宽校验模式115200bit/s8bit1bit无校验2）操作步骤①使用SSH工具以root用户登录计算平台操作系统。②进入“/opt/platform/mdc_platform/conf/net/”目录下。③修改“nrm_init.json”配置文件，将“LogLevel”的值改成“5”，如REF_Ref179644234\h图4-3-23所示。便于通过查看日志确认UART配置文件是否生效。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC23修改配置文件④通过修改UART配置文件“usr_uart.json”，配置串口属性，如REF_Ref179644253\h图4-3-24所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC24配置串口属性⑤验证修改后的配置文件是否合法。依次执行如REF_Ref179644274\h图4-3-25所示命令，设置环境变量。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC25设置环境变量执行命令“nrm_initcheck_config”验证配置文件是否合法。结束后显示nrmInitializationconfigurationfinish表示校验完成，如果有格式错误，回显会提示相应的error信息，如果没有error信息则表示合法性校验通过，回显中的warn提示信息可忽略。⑥断电重启计算平台使配置文件生效。查看配置文件是否生效与保障平台安全性请参考产品文档：MDC6101.1.027-T000产品文档01。GPS/IMU传感器数据通道消息列表GPS/IMU传感器数据通道消息列表，如所示。由于GPS/IMU有不同的组合方式，所以主题也分为三类。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC9消息列表传感器通信方式描述Event定义IMUDDS（SHM）发布频率根据具体传感器而定。IMU数据发布。Event：mdcEventServiceID：2560GPS&IMUDDS（SHM）发布频率根据具体传感器而定。GPSIns数据发布。Event：mdcEventServiceID：2562GPSDDS（SHM）发布频率根据具体传感器而定。GPSGnssRaw数据发布。Event：mdcEventServiceID：2561GPS/IMU传感器配置组合定位（1）启动组合定位抽象组合定位抽象不支持自启动，需要手动通过脚本拉起。1）使用SSH工具以mdc用户登录MDC操作系统。2）手动拉起抽象进程，执行命令如REF_Ref179644324\h图4-3-26所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC26拉起抽象进程3）确认组合定位抽象服务是否已经启动，避免重复启动，造成功能异常。执行命令如REF_Ref179644346\h图4-3-27所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC27确认服务启动若显示如REF_Ref179644362\h图4-3-28所示信息，表示服务未启动，请执行步骤2）。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC28服务未启动若显示如下信息，表示服务启动成功，操作结束。（2）验证组合定位数据收发启动组合定位抽象后需要验证计算平台设备与组合定位传感器之间数据收发是否正常。1）前提条件完成组合定位和计算平台设备之间硬件连线；确认组合定位抽象已经启动。2）操作步骤①使用SSH工具以mdc用户登录MDC操作系统。②查看组合定位抽象发布的event信息。执行如REF_Ref179644459\h图4-3-29所示命令，查询event信息。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC29查询event信息执行如REF_Ref179644480\h图4-3-30所示命令，查询event信息。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC30查询event信息执行如REF_Ref179644486\h图4-3-31所示命令，查询event信息。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC31查询event信息四、RADAR传感器抽象数据接口及使用方法1.RADAR硬件连接MDC610的每一路毫米波雷达的安装位置、型号、配套ISO线缆标签、CAN编号（SoC侧）等信息是固定的。MDC610支持接入CAN接口的毫米波雷达，每个位置部署的毫米波雷达对应的型号，连接线缆标签以及软件中CAN编号（SoC侧）等信息如REF_Ref179644558\h表4-3-10所示。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC10传感器信息安装位置型号计算平台外部接口内部CAN编号（SoC侧）配套ISO线缆标签模式前视毫米波雷达大陆ARS408-21SC3CAN3CAN0RADAR_C3Track左前毫米波雷达大陆ARS408-21CAN4CAN1RADAR_C4Detect右前毫米波雷达大陆ARS408-21CAN5CAN2RADAR_C5Detect左后毫米波雷达大陆ARS408-21CAN6CAN3RADAR_C6Detect右后毫米波雷达大陆ARS408-21CAN7CAN4RADAR_C7Detect后视毫米波雷达大陆ARS408-21CAN8CAN6RADAR_C8Track2.RADAR数据抽象接口RADAR数据抽象接口，如REF_Ref179644587\h表4-3-11所示。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC11数据抽象接口传感器通信方式描述Event定义Radar（Track模式）DDS（SHM）Track模式为输出目标的跟踪信息，如跟踪状态、对象属性等信息。频率：由传感器的数据发布周期决定支持的传感器型号：大陆ARS408DomainID：0Event：mdcEventServiceID：2369InstanceID：1Radar（Detect模式）DDS（SHM）Detect模式为输出目标的原始信息，如位置、速度、加速度等信息。频率：由传感器的数据发布周期决定支持的传感器型号：大陆ARS408DomainID：0Event：mdcEventServiceID：2368InstanceID：13.配置RADAR传感器（1）启动毫米波雷达服务毫米波雷达服务不支持自启动，需要手动通过脚本拉起。1）使用SSH工具以mdc用户登录MDC操作系统。2）执行命令如REF_Ref179644826\h图4-3-32所示，手动拉起抽象进程。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC32手动拉起抽象进程3）确认毫米波雷达抽象服务是否已经启动，避免重复启动，造成功能异常。执行命令如REF_Ref179644877\h图4-3-33所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC33确认服务启动①若显示如所示信息，表示服务未启动，请执行步骤2）。②若服务启动成功，操作结束。大陆的毫米波雷达抽象服务启动成功会显示如所示加粗内容。（2）验证毫米波雷达数据收发启动毫米波雷达抽象后需要验证数据收发是否正常。1）前提条件完成毫米波雷达传感器与计算平台之间硬件连线，确认毫米波雷达抽象服务已经启动。2）操作步骤①使用SSH工具以mdc用户登录操作系统。②执行命令，查询毫米波雷达抽象的event信息。③执行命令，查询event频率信息。五、Camera抽象数据接口及使用方法1.Camera接入服务功能MDC610支持多种型号摄像头模组接入，提供丰富的图像处理功能，为感知算法、视频编码业务提供视频数据抽象服务；基于Camera数据的特殊性，原始数据需经过ISP处理后方可被算法处理，MDC610Camera接入服务仅提供抽象服务，不提供透传服务。Camara接入服务功能如REF_Ref179644931\h图4-3-34所示。图4-3-SEQ图_4-3-\*ARABIC34接入服务功能2.Camera接入已兼容的传感器列表MDC系统支持多种摄像头类型，并提供了默认配置文件。表4-3-SEQ表_4-3-\*ARABIC12Camera接入已兼容的传感器厂家Sensor型号ISP分辨率最大帧率最大支持个数FOVa输出格式信利imx390否1920x108030Hz1460、100、196RAW12bit弘景光电imx390否1920x108030Hz1428、56、95、197YUV42210bit华为imx490否2880x185630Hz630、60、100RAW12bitimx7283840x216030Hz30、70、120晶华ox08b40否3840x216030Hz630、120YUV4228bitox03c101920x10801460海康ox08b40否3840x216030Hz630、120RAW12bitox03c10否1920x12001460、100ox03d4c是1920x12004190森