徠卡CityMapper

隸屬于海克斯康的徠卡測量系統（Leica Geosystems）是一家全球領先的測繪和測量解決方案供應商。旗艦產品之一是徠卡CityMapper-2：一個用于生成高精度城市三維地圖的機載斜面成像結合LiDAR的解決方案。它結合了光學、機電一體化、高速電子和軟件，為了加快這個高度復雜的系統的開發，徠卡測量系統選擇了Enclustra來提供關鍵部件。

CityMapper-2 圖示

徠卡測量系統在4年前就將Enclustra核心板模塊設計在系統中，并使用Enclustra IP產品中的FPGA Manager PCIe通信解決方案。工程師們可以專注于關鍵項目的具體細節。通過專注于其核心競爭力，徠卡測量系統能夠將徠卡CityMapper-2更快地推向市場。

徠卡CityMapper-2是徠卡測量系統使用Enclustra Mercury+ XU8模塊和FPGA Manager PCIe IP解決方案開發的最新解決方案之一。徠卡CityMapper-2是專門為機載三維城市測繪而設計的，即利用從飛機上拍攝的圖像和LiDAR數據創建城市的三維數字模型。

項目簡單而

徠卡 CityMapper-2的項目目標簡單而艱巨：與徠卡 CityMapper相比，性能提高一倍，這意味著相機的分辨率和幀速率提高一倍。六臺1.5億像素的相機和一臺LiDAR需要以最低的抖動同步，同時每0.9秒拍攝一張圖像。圖像數據被存儲到運行Windows 10的主機上的四個固態硬盤中——這里特別值得一提的是，讓一個非實時的操作系統處理近2GBytes/s的數據流并要求不能出現任何的丟幀是對核心數據處理技術的巨大挑戰。

解決方案

因為一開始并沒有一個開箱即用的解決方案可以滿足所有的要求，徠卡測量系統評估了幾個不同的技術方案 。有兩件事從一開始就很明確 ：首先，只有基于FPGA的解決方案才能實現所需的高帶寬、低延遲和高集成度；其次，應該采用一個高度集成的FPGA核心板模塊 。徠卡測量系統最終決定使用一個現成的模塊，并將寶貴的工程資源投入到其核心競爭力上：建立高性能和高精度的光機電系統。

在仔細比較了不同供應商的各種FPGA模塊后，徠卡測量系統決定選擇Enclustra的解決方案：2018年發布的Mercury+ XU8核心板模塊，是基于AMD Xilinx的Zynq UltraScale+ MPSoC系列器件。它擁有快速的DDR4 ECC SDRAM、eMMC閃存、四路SPI閃存、雙千兆以太網PHY、雙USB 3.0，構成了一個完整而強大的嵌入式處理系統。Enclustra的FPGA核心板不但是硬件平臺更是全面的生態系統，包括Linux板級支持包（BSP）、詳細的文檔和參考設計，使其容易上手。作為城市測繪領域的先驅，徠卡測量系統一直在尋找最新的可用技術，為未來做好準備。

水星Mercury+ XU8核心板 上視圖

水星Mercury+ XU8核心板 底視圖

FPGA SOM Block Diagram

寫在最后

徠卡CityMapper-2是當今最先進的城市測繪機載解決方案。與過去的項目相比，使用Enclustra模塊化的FPGA解決方案比內部自行設計提供了更好的成本和風險控制。研發團隊無需設計核心硬件、打樣、改版重新設計、撰寫文檔，也不需要冒著犯錯的風險而無法保證最終的結果是完美的。除了工程成本，開發團隊還對該模塊具有競爭力的價格感到驚訝。由于標準模塊的高產量和不斷增長的產量，以及Enclustra在優化生產方面的長期經驗，該模塊的成本幾乎與小需求的FPGA芯片的價格相同。"Enclustra提供了一個我們知道會成功的插件解決方案"，徠卡測量系統電子開發團隊負責人Daniel Wintsch說，"使用FPGA SOM解決方案，減少了我們團隊的壓力，使我們能夠專注于我們的核心競爭力，這使Enclustra成為我們長期信賴的供應商"。作為一個長期客戶，徠卡測量系統在過去幾年中一直在其產品組合中使用Enclustra的FPGA SoM解決方案。同時，他們將繼續評估新的FPGA技術和Enclustra的SoM解決方案，用于其未來的項目和開發。