CN106354141A - 一种驾驶控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种驾驶控制系统和方法，用于解决在无人驾驶过程中因主传感器出现故障而无法进行工作的问题。该系统包括了主控制设备和备用控制设备以及传感器检测装置，该主控制设备包括主传感器，该备用控制设备包括备用控制器和与该备用控制器连接的备用传感器，该备用控制器向该传感器检测装置周期性地发送第一检测信号，并根据该传感器检测装置对该第一检测信号的响应确定该主传感器是否存在故障，在确定该主传感器存在故障时，停止该主传感器，并启动该备用传感器。

Description

一种驾驶控制系统和方法

技术领域

本公开涉及控制领域，具体地，涉及一种驾驶控制系统和方法。

背景技术

无人驾驶车辆是结合了控制理论及人工智能等技术的一种新型的智能汽车，也称之为“轮式移动机器人”，主要通过传感器采集周围路况信息，并由控制器进行路径规划，从而对车辆进行全自动行驶，达到无人驾驶的目的。

但是，在无人驾驶过程中，若传感器一旦出现故障，无人驾驶车辆将无法获取到车辆周围路况的信息，这样，导致控制器无法根据当前周围路况对车辆进行控制。

发明内容

本公开的目的是提供一种驾驶控制系统和方法，用于在主传感器发生故障的情况下，采用备用传感器进行数据采集。

为了实现上述目的，本公开提供一种驾驶控制系统，所述驾驶系统包括主控制设备和备用控制设备以及传感器检测装置，其中，所述主控制设备包括主传感器，所述备用控制设备包括备用控制器和与所述备用控制器连接的备用传感器，所述备用控制器与所述主传感器连接，所述传感器检测装置与所述主传感器连接，用于检测所述主传感器是否存在故障，其中，所述备用控制器，用于向所述传感器检测装置周期性地发送第一检测信号，根据所述传感器检测装置对所述第一检测信号的响应确定所述主传感器是否存在故障，在确定所述主传感器存在故障时，停止所述主传感器，并启动所述备用传感器。

可选地，所述传感器检测装置，用于接收所述备用传感器发送的第一检测信号，并获取所述主传感器的状态信息，并将所述状态信息发送至所述备用控制器；所述备用控制器，用于根据所述状态信息确定所述主传感器是否存在故障。

可选地，所述备用控制器，具体用于将所述状态信息与预设状态信息匹配得到匹配度，在所述匹配度小于或者等于预设阈值时，确定所述主传感器存在故障。

可选地，所述主控制设备还包括主控制器，所述主控制器与所述备用传感器以及所述主传感器连接，其中，所述备用控制器，还用于向所述主控制器周期性地发送第二检测信号，并根据所述主控制器对所述第二检测信号的响应确定所述主控制器是否存在故障，在确定所述主控制器存在故障时，停止所述主控制器。

可选地，所述主控制器，具体用于在确定所述主控制器存在故障时，向所述备用控制器发送故障通知信号；所述备用控制器，具体用于在接收到所述主控制器发送的故障通知信号后，确定所述主控制器存在故障。

本公开第二方面还提供一种驾驶控制的方法，应用于驾驶控制系统，所述驾驶控制系统包括主控制设备和备用控制设备以及传感器检测装置，所述主控制设备包括主传感器，所述备用控制设备包括备用控制器和与所述备用控制器连接的备用传感器，所述备用控制器与所述主传感器连接，所述传感器检测装置与所述主传感器连接，用于检测所述主传感器是否存在故障，所述方法包括：所述备用控制器向所述传感器检测装置周期性地发送第一检测信号；所述备用控制器根据所述传感器检测装置对所述第一检测信号的响应确定所述主传感器是否存在故障；在确定所述主传感器存在故障时，停止所述主传感器，并启动所述备用传感器。

可选地，所述备用控制器根据所述传感器检测装置对所述第一检测信号的响应确定所述主传感器是否存在故障包括：所述备用控制器根据所述传感器检测装置发送的所述主传感器的状态信息确定所述主传感器是否存在故障。

可选地，所述备用控制器根据所述传感器检测装置发送的所述主传感器的状态信息确定所述主传感器是否存在故障包括：所述备用控制器将所述状态信息与预设状态信息匹配得到匹配度；所述备用控制器确定所述匹配度是否小于或者等于预设阈值；在所述匹配度小于或者等于预设阈值时，确定所述主传感器存在故障。

可选地，所述主控制设备还包括主控制器，所述主控制器与所述备用传感器以及所述主传感器连接，所述方法还包括：所述备用控制器向所述主控制器周期性地发送第二检测信号；所述备用控制器根据所述主控制器对所述第二检测信号的响应确定所述主控制器是否存在故障；在确定所述主控制器存在故障时，停止所述主控制器。

可选地，所述备用控制器根据所述主控制器对所述第二检测信号的响应确定所述主控制器是否存在故障，所述方法包括：所述备用控制器接收到所述主控制器发送的故障通知信号后，确定所述主控制器存在故障。通过上述技术方案，采用备用控制器对主传感器进行检测，在检测到该主传感器出现故障的情况下，启动备用传感器进行数据采集，这样，即使在该主传感器出现故障时，该驾驶控制系统仍然可以继续工作，提高了该驾驶控制系统的可靠性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种驾驶控制系统的结构示意图；

图2是根据一示例性实施例示出的又一种驾驶控制系统的结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种驾驶控制方法的流程示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种无人驾驶车辆的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开提供一种驾驶控制系统10，如图1所示，该系统包括主控制设备11和备用控制设备12以及传感器检测装置13。其中，该主控制设备11包括主传感器111，该备用控制设备12包括备用控制器121和与该备用控制器121连接的备用传感器122，并且该备用控制器121与该主传感器111连接，该传感器检测装置13与该主传感器111连接，用于检测该主传感器是否存在故障。

该备用控制器121用于向该传感器检测装置13周期性地发送第一检测信号，并根据该传感器检测装置13对该第一检测信号的响应确定该主传感器111是否存在故障，在确定该主传感器111存在故障时，停止该主传感器111，并启动该备用传感器122。

示例地，该主传感器111可以包括视觉传感器、激光雷达传感器、毫米波雷达传感器、惯导传感器等，在多种情况下，为了增强系统的可靠性和准确性，通常采用多个传感器对车辆(或者无人机等装置)的周围环境进行数据采集，示例地，该主传感器111可以采集到关于车辆周围路况的数据，如障碍物位置、指示牌、红绿灯状态和周围车速等数据。

其中，该备用控制器121可以向该传感器检测装置13每隔7～13秒发送该第一检测信号，例如，可以每隔10秒发送该第一检测信号。

在本实施例中，该传感器检测装置13用于接收该备用控制器121发送的第一检测信号，并获取该主传感器111的状态信息，并将该状态信息发送至该备用控制器121，从而该备用控制器121根据该状态信息确定该主传感器111是否存在故障。

在一种可能的实现方式中，该备用控制器121，具体用于将该状态信息与预设状态信息匹配得到匹配度，在该匹配度小于或者等于预设阈值时，确定该主传感器111存在故障。

示例地，该传感器检测装置13可以是摄像头，该摄像头在接收到第一检测信号后，获取该主传感器111的运行状态的图像(相当于状态信息)，并将获取的图像发送至备用控制器121，备用控制器121在接收到该图像后，将该图像展示的运行状态与预设运行状态匹配得到匹配度，在该匹配度小于或者等于预设阈值时，确定该主传感器111存在故障，该预设运行状态可以是该主传感器111正常运行时的状态；在该匹配度大于该预设阈值时，确定该主传感器111未存在故障。

需要说明的是，通常主传感器111发生故障并不是一次性的，如该主传感器111存在卡口接触不良或者线缆断裂等故障，在这种情况下，该故障可能是间断性地发生，为了解决上述问题，在另一种可能的实现方式中，在第一预定时间内确定该主传感器111发生故障的次数是否大于或者等于第一预定次数，在该主传感器111发生故障的次数大于或者等于第一预定次数时，确定该主传感器111存在故障，从而可以准确地确定该主传感器111是否存在故障。在本发明中，该第一预定时间可以是3min～7min，例如，该备用控制器121在5min内统计该主传感器111发生故障的次数；该第一预定次数可以是7～13，例如，该第一预定次数为10次，本公开对在该范围内的具体数值不作限定。采用上述方法确定该主传感器111出现故障时，该备用控制器121向该主传感器111发送停止指令，该主传感器111在接收到该备用控制器121发送的停止指令后，停止工作；同时，该备用控制器121向该备用传感器122发送启动指令，该备用传感器122在接收到该备用控制器121发送的启动指令后启动；这样，在该主传感器111发生故障时，通过该备用传感器122替代该主传感器111进行工作，从而确保驾驶控制系统的正常进行，提高了驾驶控制系统的可靠性。

值得说明的是，该备用传感器122配置有独立的电源进行供电，并且该备用传感器122可以通过独立的通信模块电路与主控制器112进行信息传输，这样，在主传感器111出现故障的情况下，该备用传感器122仍然可以正常工作。为了节约经济成本，本发明主要采用了单目视觉传感器作为备用传感器，例如，该单目视觉传感器可以设置在车辆的前方，用于检测车辆前方的路况，当然，也可以是其他能够对车辆前方路况检测的传感器，如激光雷达传感器等。

这样，即使在该主传感器出现故障时，该驾驶控制系统可以通过启动备用传感器进行工作，提高了该驾驶控制系统的可靠性。

可选地，图2是图1所示实施例示出的另一种驾驶控制系统，该主控制设备11还包括主控制器112，该主控制器112与该备用传感器122、该主传感器111和备用控制器121连接。

该备用控制器121，还用于向该主控制器112周期性地发送第二检测信号，并根据该主控制器112对该第二检测信号的响应确定该主控制器112是否存在故障，在确定该主控制器112存在故障时，停止该主控制器112，该备用控制器121替代该主控制器112进行工作。

其中，该备用控制器121可以向该主控制器112每隔1～3秒发送第二检测信号，例如，可以每隔2秒发送第二检测信号。

值得说明的是，在该主传感器111正常工作的情况下，该主控制器112可以对该主传感器111发送的数据进行数据融合，从而根据该数据进行路径规划，并对车辆进行制动、方向和速度的控制；在该主传感器111发生故障的情况下，该主控制器112可以对该备用传感器122发送的数据进行数据融合，并进行路径规划和相应的控制。

在本实施例中，该主控制器112接收该备用控制器121发送的第二检测信号，在根据该第二检测信号检测该主控制器112是否存在故障后，根据检测结果向该备用控制器121发送检测结果信号，其中，该检测结果信号可以是故障通知信号，用于指示该主控制器112存在故障，该检测结果信号也可以是正常通知信号，用于指示该主控制器112未存在故障，这样，该备用控制器121在接收到该检测结果信号时，若该检测结果信号为故障通知信号，则根据该故障通知信号确定该主控制器112存在故障，需要说明的是，该主控制器112也可能存在间断性故障，因而，在第二预定时间内接收到的故障通知信号的次数达到第二预定次数时，该备用控制器121确定该主控制器112发生故障，在本发明中，该第二预定时间可以是40s～70s，例如，该备用控制器121在1min内统计该故障通知信号的次数；该第二预定次数可以是7～13，例如，该第二预定次数为10次，本公开对在该范围内的具体数值不作限定。

采用上述方法确定该主控制器112发生故障后，该备用控制器121向该主控制器112发送停止指令，该主控制器112在接收到该备用控制器121发送的停止指令后，停止工作；同时，该备用控制器121替代该主控制器112进行工作，这样，确保了驾驶系统的正常工作，并提高了驾驶系统的可靠性。

另外，若该主控制器112发送的该检测结果信号为正常通知信号，则确定该主控制器112工作正常。

需要说明的是，该主控制器112可能因损坏无法接收该第二检测信号，导致该备用控制器121是接收不到该主控制器112发送的检测结果信号的，为了解决上述问题，在本发明另一实施例中，若该备用控制器121在第三预定时间内未接收到该主控制器112发送的检测结果信号，则确定该主控制器112出现故障，该备用控制器121将替代该主控制器112进行工作。

在一种可能实现的方式中，在确定该主控制器112出现故障时，该备用控制器代替该主控制器112对车辆进行制动、方向和速度的控制，使得车辆停靠在安全的位置，从而该备用控制器121可以对该主控制器112进行系统复位，以确定该主控制器112是否恢复正常，若该主控制器112恢复正常，该备用控制器121向该主控制器112发送启动指令，该主控制器112接收到该备用控制器121发送的启动指令后，进行工作，并且该备用控制器121退出控制操作，并继续检测该主控制器112和主传感器111；若该主控制器112无法恢复正常，该备用控制器121对车辆进行制动、方向和速度的控制，并继续检测该主传感器111。

这样，在主控制器出现故障的情况下，备用控制器可以替代主控制器进行工作，从而确保了驾驶系统的正常工作，并提高了驾驶系统的可靠性。

图3是是示例性的一种驾驶控制的方法的流程图，如图3所示，该驾驶控制系统包括主控制设备和备用控制设备，以及传感器检测装置，该主控制设备包括主传感器，该备用控制设备包括备用控制器和与该备用控制器连接的备用传感器，该备用控制器与该主传感器连接，该传感器检测装置和该主传感器连接，该方法包括：

S301，备用控制器向传感器检测装置周期性地发送第一检测信号。

在本步骤中，该备用控制器向该传感器检测装置周期性地发送第一检测信号，例如，可以每隔7～13秒发送该第一检测信号，在本实施例中可以每隔10秒发送第一检测信号。

S302，该备用控制器根据该传感器检测装置对该第一检测信号的响应确定该主传感器是否存在故障。

在本步骤中，该传感器检测装置根据该备用传感器发送的第一检测信号获取该主传感器的状态信息，并将该状态信息发送至该备用控制器，从而该备用控制器将该状态信息与预设状态信息匹配得到匹配度，在该匹配度小于或者等于预设阈值时，确定该传感器存在故障；在该匹配度大于该预设阈值时，确定该传感器未存在故障。

在一种可能的实现方式中，该备用控制器确定在第一预定时间内获取的该主传感器故障的次数是否达到第一预定次数；在第一预定时间内获取的该主传感器故障的次数达到该第一预定次数时，确定该主传感器存在故障。

S303，在确定该主传感器存在故障时，停止该主传感器，并启动该备用传感器。

其中，该备用控制器向该主传感器发送停止指令，该主传感器在接收到该备用控制器发送的停止指令后，停止工作；同时，备用控制器向备用传感器发送启动指令，备用传感器在接收到备用控制器发送的启动指令后启动；这样，在主传感器发生故障时，通过该备用传感器替代该主传感器进行工作，从而确保驾驶控制系统的正常进行，提高了驾驶控制系统的可靠性。

在确定该主传感器不存在故障时，则继续通过步骤S301周期性地发送第一检测信号。

在本发明另一实施例中，该主控制设备还包括主控制器，该主控制器与该备用传感器以及该主传感器连接，因此，本实施例在主控制器出现故障的情况下，可以由备用控制器替代主控制器进行工作，具体地，该备用控制器向该主控制器周期性地发送第二检测信号；并根据该主控制器对该第二检测信号的响应确定该主控制器是否存在故障；在确定该主控制器存在故障时，该备用控制器停止该主控制器。但是，需要说明的是，当该主控制器发生故障时，该备用控制器可以对该主控制器进行系统复位，若该主控制器可以恢复正常工作，则由该主控制器对车辆控制；若该主控制器无法恢复正常工作，则继续由该备用控制器对车辆控制。

采用上述方法，即使在该主传感器出现故障时，该驾驶控制系统仍然可以继续工作，提高了该驾驶控制系统的可靠性。

需要说明的是，上述方法中的各步骤的具体实现方式可以参考上述驾驶控制系统中备用控制器的相关描述，此处不再赘述。

图4是本发明提供的一种无人驾驶车辆的结构示意图，如图4所示，该无人驾驶车辆包括上述图1或图2所示的驾驶控制装置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种驾驶控制系统，其特征在于，包括：主控制设备和备用控制设备以及传感器检测装置，其中，所述主控制设备包括主传感器，所述备用控制设备包括备用控制器和与所述备用控制器连接的备用传感器，所述备用控制器与所述主传感器连接，所述传感器检测装置与所述主传感器连接，用于检测所述主传感器是否存在故障，其中，

所述备用控制器，用于向所述传感器检测装置周期性地发送第一检测信号，根据所述传感器检测装置对所述第一检测信号的响应确定所述主传感器是否存在故障，在确定所述主传感器存在故障时，停止所述主传感器，并启动所述备用传感器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器检测装置，用于接收所述备用传感器发送的第一检测信号，并获取所述主传感器的状态信息，并将所述状态信息发送至所述备用控制器；

所述备用控制器，用于根据所述状态信息确定所述主传感器是否存在故障。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述备用控制器，具体用于将所述状态信息与预设状态信息匹配得到匹配度，在所述匹配度小于或者等于预设阈值时，确定所述主传感器存在故障。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控制设备还包括主控制器，所述主控制器与所述备用传感器以及所述主传感器连接，其中，

所述备用控制器，还用于向所述主控制器周期性地发送第二检测信号，并根据所述主控制器对所述第二检测信号的响应确定所述主控制器是否存在故障，在确定所述主控制器存在故障时，停止所述主控制器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述主控制器，具体用于在确定所述主控制器存在故障时，向所述备用控制器发送故障通知信号；

所述备用控制器，具体用于在接收到所述主控制器发送的故障通知信号后，确定所述主控制器存在故障。

6.一种驾驶控制的方法，其特征在于，应用于驾驶控制系统，所述驾驶控制系统包括主控制设备和备用控制设备以及传感器检测装置，所述主控制设备包括主传感器，所述备用控制设备包括备用控制器和与所述备用控制器连接的备用传感器，所述备用控制器与所述主传感器连接，所述传感器检测装置与所述主传感器连接，用于检测所述主传感器是否存在故障，所述方法包括：

所述备用控制器向所述传感器检测装置周期性地发送第一检测信号；

所述备用控制器根据所述传感器检测装置对所述第一检测信号的响应确定所述主传感器是否存在故障；

在确定所述主传感器存在故障时，停止所述主传感器，并启动所述备用传感器。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述备用控制器根据所述传感器检测装置对所述第一检测信号的响应确定所述主传感器是否存在故障包括：

所述备用控制器根据所述传感器检测装置发送的所述主传感器的状态信息确定所述主传感器是否存在故障。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述备用控制器根据所述传感器检测装置发送的所述主传感器的状态信息确定所述主传感器是否存在故障包括：

所述备用控制器将所述状态信息与预设状态信息匹配得到匹配度；

所述备用控制器确定所述匹配度是否小于或者等于预设阈值；

在所述匹配度小于或者等于预设阈值时，确定所述主传感器存在故障。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控制设备还包括主控制器，所述主控制器与所述备用传感器以及所述主传感器连接，所述方法还包括：

所述备用控制器向所述主控制器周期性地发送第二检测信号；

所述备用控制器根据所述主控制器对所述第二检测信号的响应确定所述主控制器是否存在故障；

在确定所述主控制器存在故障时，停止所述主控制器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述备用控制器根据所述主控制器对所述第二检测信号的响应确定所述主控制器是否存在故障，所述方法包括：

所述备用控制器接收到所述主控制器发送的故障通知信号后，确定所述主控制器存在故障。