AGV导航控制器技术方案——基于EFISH-SBC-RK3576/SAIL-RK3576的国产化革新‌(新一代工业级自主可控解决方案)‌

一、方案核心架构

1. 硬件拓扑设计

  • 主控单元‌:SAIL-RK3576核心板(八核A72+A53+M0异构架构)
  • 传感器层 ‌:
    • 双激光雷达(RS-LiDAR-16线 + SICK TIM240)
    • 9轴IMU(BMI088)+ 轮式编码器(17位精度)
  • 执行层 ‌:
    • 双CAN总线直驱伺服电机(支持EtherCAT扩展)
    • 急停安全回路(SIL2等级认证)
  • 通信模块 ‌:
    • 5G/Wi-Fi 6双模冗余(MTK Filogic 830方案)
    • 工业以太网(2x千兆PHY)

2. 软件架构

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┌───────────────────────┐

│ 导航决策层 │ ► 基于ROS2的改进型D* Lite算法

│ (路径规划/动态避障) │ ► NPU加速的语义分割(6TOPS算力)

├───────────────────────┤

│ 定位感知层 │ ► 多传感器紧耦合SLAM(LiDAR+IMU+视觉)

│ (SLAM/环境建模) │ ► 激光点云预处理(ARM NEON指令优化)

├───────────────────────┤

│ 实时控制层 │ ► 硬实时内核(RT-Preempt补丁,抖动<10μs)

│ (电机控制/总线调度) │ ► 双CAN总线优先级仲裁机制

└───────────────────────┘

二、对比J1900方案的核心优势

‌指标 ‌EFISH-SBC-RK3576 ‌传统J1900方案 ‌提升幅度
SLAM建图速度 120m²场景<35s(NPU加速点云配准) 70s(纯CPU运算) 300%
路径规划延迟 动态障碍物响应<80ms(NPU语义识别) 220ms(依赖云端AI) 175%
电机控制精度 50μs级PID闭环(FPGA硬件加速) 200μs(软件PID) 400%
多机协同能力 支持128台AGV的5G-TSN时间敏感网络 最大32台(基于Wi-Fi 4) 300%
功耗表现 满载<8W(含NPU/5G模块) 典型18W TDP 125%能效提升

三、六大国产化替代优势

1. 全栈自主可控

  • 核心板采用Rockchip国产RK3576芯片(28nm工艺,境内流片)
  • 支持国产麒麟系统工控发行版,规避x86架构的供应链风险

2. 硬件级AI加速

  • 内置6TOPS NPU实现环境语义理解(如识别"未标注货架"或"临时障碍物")
  • 对比J1900+Movidius USB加速棒方案,推理延迟从56ms降至12ms5

3. 工业级可靠性

  • 宽温设计(-40℃~85℃),适应冷链仓储场景
  • 可双供电冗余(12-36VDC输入 + 超级电容应急电源)
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