CN108819881B - 一种智能驾驶控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能驾驶控制系统，包括导航仪以及多个数据传感器组、导航处理器、与数据传感器组数量相等且一一对应的数据处理器、局域网交换机以及汽车网关控制器；各数据传感器组分别与对应的数据处理器电连接；导航仪与导航处理器电连接；各数据处理器以及导航处理器均与局域网交换机电连接，并通过局域网交换机进行数据交换以及数据协同处理；汽车网关控制器与局域网交换机电连接，并通过局域网交换机监控各数据处理器以及导航处理器的运行状态，导航处理器、各数据处理器以及汽车网关控制器分别通过汽车控制总线与汽车的驾驶控制装置电连接。本发明具有兼具复杂运算能力、通用扩展性、可靠性。

Description

一种智能驾驶控制系统
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，具体涉及一种智能驾驶控制系统。
背景技术
智能驾驶作为战略性新兴产业的重要组成部分，是由互联网时代到人工智能时代过程中，出现的第一个精彩乐章，也是世界新一轮经济与科技发展的战略制高点之一。发展智能驾驶，对于促进国家科技、经济、社会、生活、安全及综合国力有着重大的意义。
智能驾驶技术需要多路、大量的数据进行分析处理，因此要求智能驾驶控制系统可以处理非常大的运算量，对车载环境的识别要求非常高的实时性和可靠性。目前智能驾驶行业的主流智能控制系统的架构为工控机和视频采集卡，结合GPU进行加速。这种智能控制系统存在运算性能低、可靠性低且整体结构较复杂等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种智能驾驶控制系统，解决现有技术中智能驾驶系统运算能力低、可靠性低以及结构复杂的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种智能驾驶控制系统，以下简称控制系统，包括导航仪以及多个数据传感器组，还包括导航处理器、与所述数据传感器组数量相等且一一对应的数据处理器、局域网交换机以及汽车网关控制器；
各所述数据传感器组分别与对应的所述数据处理器电连接，并用于采集汽车周围的环境数据；所述导航仪与所述导航处理器电连接，并用于驾驶导航；各所述数据处理器以及所述导航处理器均与所述局域网交换机电连接，并通过所述局域网交换机进行数据交换以及数据协同处理；所述汽车网关控制器与所述局域网交换机电连接，并通过所述局域网交换机监控各所述数据处理器以及所述导航处理器的运行状态，所述导航处理器、各所述数据处理器以及汽车网关控制器分别通过汽车控制总线与汽车的驾驶控制装置电连接，并控制汽车自动驾驶。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：
1、采用数据处理器以及导航处理器代替工控机，加强智能驾驶控制系统的计算能力；
2、各数据处理器以及导航处理器之间通过局域网交换机实现数据交互以及数据协同处理，实现各类不同数据的同步处理以及充分应用，加强智能驾驶控制系统的可靠性；
3、汽车网关控制器通过局域网交换机对各数据处理器以及导航处理器进行状态监测、任务调度以及异常处理，增强智能控制系统的实时性和冗余度，保证智能驾驶系统无故障运行。
附图说明
图1是本发明提供的智能驾驶控制系统的结构示意图；
图2是本发明提供的智能驾驶控制系统的数据传感器组的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种智能驾驶控制系统，包括导航仪1以及多个数据传感器组2，还包括导航处理器3、与所述数据传感器组2数量相等且一一对应的数据处理器4、局域网交换机5以及汽车网关控制器6；
各所述数据传感器组2分别与对应的所述数据处理器4电连接，并用于采集汽车周围的环境数据；所述导航仪1与所述导航处理器3电连接，并用于驾驶导航；各所述数据处理器4以及所述导航处理器3均与所述局域网交换机5电连接，并通过所述局域网交换机5进行数据交换以及数据协同处理；所述汽车网关控制器6与所述局域网交换机5电连接，并通过所述局域网交换机5监控各所述数据处理器4以及所述导航处理器3的运行状态，所述导航处理器3、各所述数据处理器4以及汽车网关控制器6分别通过汽车控制总线与汽车的驾驶控制装置电连接，并控制汽车自动驾驶。
本发明所提及的汽车控制总线包括现有技术中的LIN总线、CAN总线以及FlexRay总线，本发明中提及的汽车驾驶控制装置包括车灯、车门锁、座椅、空调、汽车引擎、线控转向控制器等，通过汽车控制总线控制汽车驾驶装置采用现有技术实现即可，本发明不涉及对此部分的改进。图中未示出汽车控制总线以及汽车驾驶控制装置。
本发明实施例提供的智能驾驶控制系统，其工作原理如下：导航仪1以及导航处理器3实现对汽车进行定位并进行路径导航，导航处理器3通过汽车控制总线FlexRay以及LIN控制汽车引擎、线控转向控制器等，使得汽车按预设路径自动行驶。数据传感器组2采集汽车周围的环境数据，环境数据主要包括汽车周围的视频数据、障碍物与汽车之间的距离数据等。数据处理器4对环境数据进行分析判断，可以通过构建现有技术中深度学习网络模型来对环境数据进行分析判断。数据处理器4根据判断结果通过汽车控制总线CAN对车灯、车门锁、座椅、空调等进行控制。
本发明中数据处理器4以及导航处理器3采用现有技术中微处理器实现即可，采用微处理器代替工控机，加快了控制系统的运算速度。优选采用图像处理器GPU作为数据处理器4对视频数据进行处理，以便加快视频数据的处理速度，例如TX2系列图像处理器。
本发明中局域网交换机5用于组建局域网，实现所有的数据处理器4以及导航处理器3之间的网络连接，使得各数据处理器4以及导航处理器3之间可以进行数据交换，进而实现数据同步处理和充分利用。本发明中局域网交换机采用现有技术实现即可，具体地，可采用以太网交换机实现，例如microchip公司推出的型号为KSZ9897R的网络交换芯片，以太网具有高速、通用的特点。
本发明中汽车网关控制器6同样通过局域网交换机5接入局域网，实现了各数据处理器4以及导航处理器3与汽车网关控制器6之间的网络连接，进而实现汽车网关控制器6通过局域网交换机5对各数据处理器4以及导航处理器3的运行状态的监控。汽车网关控制器是整车网络的数据交互枢纽，本发明提供的汽车网关控制器集成了CAN接口、LIN接口、FlexRay接口以及以太网接口，可将CAN总线、LIN总线、FlexRay总线上传输的网络数据在不同网络中进行路由，以太网接口用于实现汽车网关控制器的监控功能。本发明中汽车网关控制器6采用现有技术实现接口，例如Altera推出的低成本CycloneTM系列汽车网关控制器。
本发明提供的控制系统兼顾了复杂运算能力、通用扩展性以及环境可靠性，非常适合应用于智能驾驶。
优选的，如图2所示，所述数据传感器组2包括多个数据传感器21，所述智能驾驶控制系统还包括与所述数据传感器21的数量相等且一一对应的串行器71，以及与所述数据传感器21的数量相等且一一对应的解串器72，每一所述数据传感器21均通过对应的所述串行器71与对应的所述解串器72电连接，各所述解串器72均与对应的所述数据处理器4电连接。
串行器71与解串器72实现多个数据传感器21与数据处理器4之间的多路数据传输。
优选的，所述串行器71与对应的所述解串器72同轴连接。
串行器71与解串器72同轴连接有利于简化系统结构。
优选的，如图1所示，所述数据传感器21为摄像头或雷达。
摄像头用于采集汽车周围的视频数据，便于数据处理器4根据视频数据对汽车所处环境进行判断；雷达用于探测汽车周围的障碍物，并监测障碍物与汽车之间的距离，为汽车行驶提供有效的警示信息，保障汽车的安全行驶。
具体地，本实施例中摄像头采用MIPI摄像头,MIPI摄像头通过MIPI接口与数据处理器4电连接。与摄像头电连接的数据处理器4优选图像处理器GPU，以便加快视频数据的处理速度，提高系统整体性能。
优选的，如图1所示，所述智能驾驶控制系统还包括存储器8以及与存储器8对应的存储处理器9，所述存储器8通过所述存储处理器9与所述局域网交换机5电连接，并用于存储各所述数据处理器4以及导航处理器3的缓存数据。
增加存储器8存储缓存数据，增加系统的内存容量，提高系统的运行速度。
优选的，所述存储器8为M.2固态硬盘或SATA固态硬盘。
M.2固态硬盘和SATA固态硬盘均具有较高的数据传输性能，用户可根据自身需求选用。
优选的，如图1所示，所述导航仪1包括惯导定位电路11以及通讯电路12，所述惯导定位电路11以及所述通讯电路12均与所述导航处理器3电连接。
通过惯导定位电路11以及通讯电路12实现对汽车的定位以及路径导航。具体地，本实施例中惯导定位电路11采用瑞士公司u-blox推出的整合有3D传感器的NEO-M8L汽车惯性导航芯片实现；通讯电路12选用4G通讯模块或者V2X通讯模块实现，例如型号为TOBY-L210的4G通讯芯片、型号为VERA-P171的V2X通讯芯片。
优选的，所述汽车网关控制器6通过SPI串行总线与所述局域网交换机5电连接。
SPI串行总线具有简单、实时的特点。
优选的，每一所述数据处理器4均电连接有外设接口。
图中未示出外设接口，具体地，本发明中外设接口包括USB接口、HDM I接口等，用于实现人机交互。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能驾驶控制系统，包括导航仪以及多个数据传感器组，其特征在于，还包括导航处理器、与所述数据传感器组数量相等且一一对应的数据处理器、局域网交换机以及汽车网关控制器；
各所述数据传感器组分别与对应的所述数据处理器电连接，并用于采集汽车周围的环境数据；所述导航仪与所述导航处理器电连接，并用于驾驶导航；各所述数据处理器以及所述导航处理器均与所述局域网交换机电连接，并通过所述局域网交换机进行数据交换以及数据协同处理；所述汽车网关控制器与所述局域网交换机电连接，并通过所述局域网交换机监控各所述数据处理器以及所述导航处理器的运行状态，所述导航处理器、各所述数据处理器以及汽车网关控制器分别通过汽车控制总线与汽车的驾驶控制装置电连接，并控制汽车自动驾驶。
2.根据权利要求1所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，所述数据传感器组包括多个数据传感器，所述智能驾驶控制系统还包括与所述数据传感器的数量相等且一一对应的串行器以及与所述数据传感器的数量相等且一一对应的解串器，每一所述数据传感器均通过对应的所述串行器与对应的所述解串器电连接，各所述解串器均与对应的所述数据处理器电连接。
3.根据权利要求2所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，所述串行器与对应的所述解串器同轴连接。
4.根据权利要求2所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，所述数据传感器为摄像头或雷达。
5.根据权利要求1所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，还包括存储器以及与存储器对应的存储处理器，所述存储器通过所述存储处理器与所述局域网交换机电连接，并用于存储各所述数据处理器以及导航处理器的缓存数据。
6.根据权利要求5所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，所述存储器为M.2固态硬盘或SATA固态硬盘。
7.根据权利要求1所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，所述导航仪包括惯导定位电路以及通讯电路，所述惯导定位电路以及所述通讯电路均与所述导航处理器电连接。
8.根据权利要求1所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，所述汽车网关控制器通过SPI串行总线与所述局域网交换机电连接。
9.根据权利要求1-8任一所述的智能驾驶控制系统，其特征在于，每一所述数据处理器均电连接有外设接口。
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