CN106873572B - 自动驾驶切断装置以及自动驾驶切断方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动驾驶切断装置以及一种自动驾驶切断方法和系统，其中自动驾驶切断装置包括：乘客操作接口、控制开关以及指令过滤器；所述控制开关一端作为输入端用于连接驾驶系统，另一端连接所述指令过滤器；所述指令过滤器中未与控制开关相连接的一端作为输出端用于连接车辆底盘控制单元；所述乘客操作接口，用于被触发后断开所述控制开关；所述指令过滤器，用于若接收到来自驾驶系统的驾驶指令，则通过输出端输出该驾驶指令；否则，通过输出端输出本地存储的安全驾驶指令。本发明所提供的自动驾驶切断装置，用于实现在驾驶系统出现异常时切断驾驶系统所发出的驾驶指令，并能够确保车辆不会失去所有控制，从而提高车辆行驶的安全性。

Description

自动驾驶切断装置以及自动驾驶切断方法和系统

【技术领域】

本发明涉及驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶切断装置以及一种自动驾驶切断方法和系统。

【背景技术】

随着信息技术的进步和人工智能技术的发展，汽车的自动驾驶正在从L2(辅助自动驾驶)向L3(高度自动驾驶)、L4(无人驾驶)快速迈进。出于对汽车行驶的高安全性要求，在自动驾驶系统出现功能异常时，必须存在可靠的手段使其退出对车辆的控制，恢复司机或者乘客对车辆的控制操作。而在未来可能出现的完全无人驾驶系统中，也需要保留乘客对于车辆行驶安全的最后决策能力。目前无论是基于ADAS的辅助自动驾驶系统，还是正在研发测试中的L4无人驾驶系统，司机仍然是不可或缺的存在。司机可以随时通过操作方向盘、油门或刹车来接管车辆的控制权，以防止自动驾驶系统的异常控制导致车辆发生危险。

在现有技术中，车辆底盘ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)会同时接收司机操作的感应信号与自动驾驶系统的控制信号，然后通过软件逻辑判定执行自动驾驶指令还是切换至司机动作。因此，车辆底盘ECU需要增加与自动驾驶系统相连接的控制接口，以实现自动驾驶的命令执行，同时还要增加自动驾驶系统与司机操作指令的切换逻辑，这使得ECU的复杂度进一步增加。若ECU的切换逻辑发生异常而失效，将会使得ECU始终执行自动驾驶的指令，司机无法预知底层的控制切换已经失效，从而造成故障累积。因此，现有技术在执行自动驾驶指令以及司机驾驶指令时，仍然是依赖于自动驾驶系统的。一旦外界环境变化需要司机接管，而自动驾驶系统出又现功能异常时，司机将无法接管车辆控制权，从而导致事故的发生。因此亟需提供一种独立于驾驶系统以外，并能够在紧急情况下执行车内人员指令的自动驾驶切断装置以及自动驾驶的切断方法。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种自动驾驶切断装置以及一种自动驾驶切断方法和系统，用于实现在驾驶系统出现异常时切断驾驶系统所发出的驾驶指令，并能够确保车辆不会失去所有控制，从而提高车辆行驶的安全性。

具体技术方案如下：

本发明提供了一种自动驾驶切断装置，该自动驾驶切断装置包括乘客操作接口、控制开关以及指令过滤器；所述控制开关一端作为输入端用于连接驾驶系统，另一端连接所述指令过滤器；所述指令过滤器中未与控制开关相连接的一端作为输出端用于连接车辆底盘控制单元；所述乘客操作接口，用于被触发后断开所述控制开关；所述指令过滤器，用于若接收到来自驾驶系统的驾驶指令，则通过输出端输出该驾驶指令；否则，通过输出端输出本地存储的安全驾驶指令。

根据本发明一优选实施例，所述控制开关为安全继电器。

根据本发明一优选实施例，所述控制开关在车辆重启并排除驾驶系统的故障后，恢复闭合状态。

根据本发明一优选实施例，所述安全驾驶指令为以最大制动力刹车的指令。

根据本发明一优选实施例，所述乘客操作接口为操作杆，或者为操作按钮。

本发明还提供了一种自动驾驶切断方法，该方法包括：

将所述自动驾驶切断装置的输入端与驾驶系统相连接，输出端与车辆底盘控制单元相连接；正常情况下，所述控制开关处于闭合状态，指令过滤器将来自驾驶系统的驾驶指令通过输出端传递给车辆底盘控制单元；若所述自动驾驶切断装置中的乘客操作接口被触发，控制开关被断开，指令过滤器将本地存储的安全驾驶指令通过输出端传递给车辆底盘控制单元。

根据本发明一优选实施例，所述指令过滤器输出的驾驶指令以及安全驾驶指令通过车辆CAN网络传递给车辆底盘控制单元。

本发明还提供了一种自动驾驶切断系统，所述系统包括：驾驶系统、车辆底盘控制单元以及如权利要求1-5任一权项所述的自动驾驶切断装置；所述驾驶系统，用于向自动驾驶切断装置发送驾驶指令；所述车辆底盘控制单元，用于从自动驾驶切断装置接收驾驶指令，并对车辆执行相应的控制处理。

由以上技术方案可以看出，通过在驾驶系统以及车辆底盘控制单元之间设置自动驾驶切断装置，在发生驾驶系统工作异常时触发乘客操作接口，使得控制开关断开，从而切断由驾驶系统所发出的驾驶指令，由指令过滤器输出本地存储的安全驾驶指令，确保车辆不会失去所有控制，从而提高车辆行驶的安全性。

【附图说明】

图1为本发明一实施例提供的自动驾驶切断装置的结构图。

图2为本发明一实施例提供的指令过滤器的功能逻辑图。

图3为本发明一实施例提供的自动驾驶切断方法的结构图。

图4为本发明另一实施例提供的自动驾驶切断方法的结构图。

图5为本发明一实施例提供的自动驾驶切断系统的结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

车辆驾驶系统的安全性是人们关注的焦点，尤其是智能车辆驾驶系统的的安全性，虽然研究人员已经在多个方面尽可能地提升车辆驾驶系统的安全性，但仍然存在由于驾驶系统自身出现故障而造成交通事故的发生。且在未来出现的无人驾驶车辆中，将不会包含方向盘、刹车等操作部件，因此将乘客放置于自身安全完全由车辆决定的无人车中是极其危险的。因此本发明提供了一种独立于驾驶系统以外的自动驾驶切断装置以及自动驾驶切断方法和系统，用于实现驾驶系统出现异常时切断驾驶指令，并能够确保车辆不会失去所有控制，从而提高车辆行驶的安全性。

如图1中所示，该自动驾驶切断装置包括乘客操作接口、控制开关以及指令过滤器。在该自动驾驶切断装置中，所述控制开关一端作为输入端用于连接驾驶系统，另一端连接所述指令过滤器；所述指令过滤器中未与控制开关相连接的一端作为输出端用于连接车辆底盘控制单元；所述乘客操作接口，用于被触发后断开所述控制开关；所述指令过滤器，用于若接收到来自驾驶系统的驾驶指令，则通过输出端输出该驾驶指令；否则，通过输出端输出本地存储的安全驾驶指令。

可选地，在本实施例的一个具体实现过程中，驾驶系统可以为普通车辆的驾驶系统，也可以为自动驾驶车辆的驾驶系统，即自动驾驶切断装置的输入端可以接收来自普通驾驶系统所发送的驾驶指令，也可以接受自动驾驶系统所发送的驾驶指令，本发明对此不进行限定。

可选地，在本实施例的一个具体实现过程中，自动驾驶切断装置的输入端所接收的驾驶指令可以为车辆驾驶系统自身所发送的驾驶指令，也可以为驾驶系统接收来自远程控制中心的控制后所发送的驾驶指令，还可以为驾驶系统受到车内人员操纵后所发送的驾驶指令。

可选地，在本实施例的一个具体实现过程中，自动驾驶切断装置的输出端可以直接与车辆底盘控制单元相连接，也可以通过车辆CAN网络与车辆底盘控制单元相连接。由于车辆底盘控制单元通常较多，因此一般选用通过车辆CAN网络将自动驾驶切断装置的输出端与车辆点盘控制单元连接的方式进行连接，在下文中也以该连接方式进行详述。

在图1中所示的自动驾驶切断装置中，控制开关为安全继电器，其具有闭合和断开两种状态。且该控制开关的断开仅由与其相连接的乘客操作接口进行控制。在正常状态下，该控制开关处于闭合状态；当乘客操作接口被触发时，该控制开关处于断开状态。

在本发明中，为了避免出现异常的驾驶系统继续运行，自动驾驶切断装置的控制开关只有在车辆重启并排除驾驶系统的故障后，才恢复闭合状态。举例来说，自动驾驶车辆在重启过程中会对车辆的自动驾驶系统自行检测，在将所检测到的系统故障排除后，自动驾驶切断装置的控制开关才恢复闭合。

在图1中所示的自动驾驶切断装置中，与控制开关相连接的乘客操作接口处于车辆的乘坐舱内。该乘客操作接口独立于驾驶系统人机交互界面(HMI,HumanMachineInterface)以及车辆中控台接口。可选地，该乘客操作接口可以为醒目的操作杆，或者该乘客操作接口可以为操作按钮。该乘客操作接口只有一种操作模式，直接且仅控制自动驾驶切断装置中控制开关的断开。当乘客操作接口未被触发时，自动驾驶切断装置中的控制开关处于闭合状态；当乘客操作接口被触发时，则使得自动驾驶切断装置中的控制开关断开。

在图1中所示的自动驾驶切断装置中，指令过滤器可以为MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)，或者称为单片机，其中存储有预先设置的安全驾驶指令。指令过滤器使用汽车级MCU实现，从而保证硬件的可靠性。指令过滤器中预先存储的安全驾驶指令为以最大制动力刹车的指令。可选地，在本实施例的一个具体实现过程中，安全驾驶指令还可以为缓慢刹车的驾驶指令。而为了使得指令过滤器中所存储的安全驾驶指令能够适应车辆的各种行驶情况，并最大限度地降低安全风险，优先选取“以最大制动力刹车的指令”作为指令过滤器中所存储的安全驾驶指令。

图2为指令过滤器的功能逻辑示意图，如图2中所示，自动驾驶切断装置中的指令过滤器实际上完成了对驾驶指令的判断及输出，其具体实现过程如下：当自动驾驶切断装置的输入端接收到来自驾驶系统的驾驶指令时，指令过滤器将所接收的驾驶指令通过输出端输出；当自动驾驶切断装置的输入端未接收到驾驶指令时，指令过滤器则将本地存储的安全驾驶指令通过输出端输出。在本发明中，指令过滤器所输出的驾驶指令通过输出端传递给车辆底盘控制单元。

通过图1所示的自动驾驶切断装置，能够使得车辆在驾驶系统发生异常时，通过车内乘客的操作，使得车辆脱离驾驶系统的控制，但又不会使车辆完全失控。可选地，在本发明一实施例的具体实现过程中，该装置可以安装在自动驾驶车辆中，用于在自动驾驶系统出现异常时，切断自动驾驶系统所发送的自动驾驶指令，由车辆自身输出安全驾驶指令。还可以安装在普通车辆中，用以在车辆失去司机控制时，由车辆自身输出安全驾驶指令，从而使车辆不会失去全部控制，尽可能地避免事故的发生。

可选地，在本实施例的一个具体实现过程中，可以将自动驾驶切断装置的控制开关与指令过滤器集成在一起，形成一个整体的ASIL D安全电子系统。在车辆驾驶系统出现异常时，乘客操作接口被触发时，基于单片机的软硬件系统，由高安全性软件完成开关控制功能，以此实现切断驾驶系统向车辆发送驾驶指令的功能。

图3为本发明一实施例提供的自动驾驶切断方法的结构示意图。如图3中所示，与自动驾驶切断装置输入端相连接的驾驶系统为自动驾驶系统，自动驾驶切断装置的输出端通过车辆CAN网络与车辆底盘控制单元相连接。其中，车辆底盘控制单元包括BBW(Brake ByWire，线控制动)、TBW(Throttle By Wire，线控油门)、SBW(Steer By Wire，线控转向)，通过车辆CAN网络接收来自自动驾驶系统对车辆控制信号后,分别执行刹车操作、加速操作与转向操作。

在本实施例中，自动驾驶切断装置的输入端与自动驾驶系统的输出侧相连接，用于接收来自自动驾驶系统所发送的自动驾驶指令；自动驾驶切断装置的输出端通过车辆CAN网络将驾驶指令传递给车辆底盘控制单元。当自动驾驶系统处于正常工作状态时，自动驾驶切断装置的控制开关处于闭合状态，从而使得自动驾驶系统、自动驾驶切断装置以及车辆底盘控制单元形成自动驾驶控制回路。

在图3所示的实施例中，控制开关处于闭合状态，即表明自动驾驶系统处于正常工作状态。当自动驾驶切断装置的控制开关处于闭合状态时，自动驾驶系统所发出的自动驾驶指令能够由自动驾驶控制回路，通过车辆CAN网络发送至车辆底盘控制单元BBW、TBW和SBW，从而操纵车辆自动行驶。

图4为本发明另一实施例提供的自动驾驶切断方法的结构示意图。

在图4所示的实施例中，自动驾驶切断装置中的控制开关处于断开状态，表明自动驾驶系统出现异常情况，车内人员触发了乘客操作接口后使得控制开关断开。当自动驾驶切断装置中的控制开关断开后，正常状态下的自动驾驶控制回路断路，自动驾驶切断装置中的指令过滤器无法接收来自自动驾驶系统的驾驶指令。此时根据自动驾驶切断装置中指令过滤器预先设置的功能逻辑，通过输出端输出预先存储的安全驾驶指令，所输出安全驾驶指令通过车辆CAN网络传递给车辆底盘控制单元，使得自动驾驶车辆执行相应操作。例如，该本地存储的安全驾驶指令为以最大制动力刹车的指令，指令过滤器将该驾驶指令通过车辆CAN网络传递给车辆底盘控制单元后，由车辆底盘控制单元的BBW控制车辆以最大制动力进行刹车。

图5示出本发明一实施例提供的自动驾驶切断系统的结构图，如图5所示，该系统包括：驾驶系统、车辆底盘控制单元以及自动驾驶切断装置。其中驾驶系统用于向自动驾驶切断装置发送驾驶指令；车辆底盘控制单元，用于从自动驾驶切断装置接收驾驶指令，并对车辆执行相应的控制处理。

正常情况下，控制开关处于闭合状态，指令过滤器将来自驾驶系统的驾驶指令通过输出端传递给车辆底盘控制单元，从而控制车辆执行驾驶系统所发送的驾驶指令。

若自动驾驶切断装置中的乘客操作接口被触发，控制开关被断开，指令过滤器将本地存储的安全驾驶指令通过输出端向传递给车辆底盘控制单元，从而控制车辆执行本地存储的安全驾驶指令。

由以上技术方案可以看出，通过在驾驶系统以及车辆底盘控制单元之间设置自动驾驶切断装置，在驾驶系统发生工作异常时，触发乘客操作接口使得控制开关断开，从而切断由驾驶系统所发出的驾驶指令，由指令过滤器输出本地存储的安全驾驶指令，确保车辆不会失去所有控制，从而提高车辆行驶的安全性。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种独立于驾驶系统以外的自动驾驶切断装置，其特征在于，该自动驾驶切断装置包括乘客操作接口、控制开关以及指令过滤器；

所述控制开关一端作为输入端用于连接驾驶系统，另一端连接所述指令过滤器；所述指令过滤器中未与控制开关相连接的一端作为输出端用于连接车辆底盘控制单元；

所述乘客操作接口，用于被触发后断开所述控制开关以切断由驾驶系统所发出的驾驶指令；

所述指令过滤器，用于根据预设的功能逻辑，若接收到来自驾驶系统的驾驶指令，则通过输出端输出该驾驶指令；否则，通过输出端输出预先存储在所述指令过滤器本地的安全驾驶指令。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制开关为安全继电器。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制开关在车辆重启并排除驾驶系统的故障后，恢复闭合状态。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安全驾驶指令为以最大制动力刹车的指令。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述乘客操作接口为操作杆，或者为操作按钮。

6.一种自动驾驶切断方法，其特征在于，将如权利要求1至5任一权项所述的独立于驾驶系统以外的自动驾驶切断装置的输入端与驾驶系统相连接，输出端与车辆底盘控制单元相连接；所述方法包括：

正常情况下，所述控制开关处于闭合状态，指令过滤器将来自驾驶系统的驾驶指令通过输出端传递给车辆底盘控制单元；

若所述自动驾驶切断装置中的乘客操作接口被触发，控制开关被断开以切断由驾驶系统所发出的驾驶指令，指令过滤器将本地存储的安全驾驶指令通过输出端传递给车辆底盘控制单元。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述指令过滤器输出的驾驶指令以及安全驾驶指令通过车辆CAN网络传递给车辆底盘控制单元。

8.一种自动驾驶切断系统，其特征在于，所述系统包括：驾驶系统、车辆底盘控制单元以及如权利要求1-5任一权项所述的独立于驾驶系统以外的自动驾驶切断装置；

所述驾驶系统，用于向自动驾驶切断装置发送驾驶指令；

所述车辆底盘控制单元，用于从自动驾驶切断装置接收驾驶指令，并对车辆执行相应的控制处理。