CN110053630A - 车辆控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提出一种车辆控制方法及装置。所述方法包括：根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态；在所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止所述无人驾驶控制器的运行，并控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止。本发明实施例能够提高无人驾驶车辆的安全性，保证无人驾驶控制器出现异常后，车辆能够及时停止，避免事故发生。

Description

车辆控制方法及装置
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种车辆控制方法及装置。
背景技术
无人驾驶汽车是智能汽车的一种，也称为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目的。
无人驾驶领域目前正在飞速发展中，有些国家已经将无人驾驶汽车投入使用。安全问题是无人驾驶汽车当发展阶段首先要面临的重要问题之一，在大多数情况下，自动化驾驶可能比驾驶员能够更快做出正确的决定，但是如果失败，后果也是更加不堪设想。
无人驾驶汽车主要依靠无人驾驶控制器操纵，因而无人驾驶控制器对无人驾驶汽车的安全行驶起着关键的作用。在驾驶过程中若无人驾驶控制器出现故障，则很有可能出现重大安全事故。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆控制方法及装置，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆控制方法，包括：
根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器(Automatic Control Unit，ACU)的运行状态；
在所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止所述无人驾驶控制器的运行，并控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止。
在一种实施方式中，根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态，包括：
按照所述车辆的无人驾驶系统设定的时间间隔，通过校验信号线接收所述无人驾驶控制器的实时运行状态消息；其中，所述校验信号线包括下述至少一个：CAN总线、以太网、硬线和硬件电路；
根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态。
在一种实施方式中，所述实时运行状态消息包括所述无人驾驶控制器执行任务的时间和实时运行信号，根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态，包括：
根据所述无人驾驶控制器执行任务的时间或者所述实时运行信号的形状，判定所述无人驾驶控制器出现异常状况；
若在设定的确认周期内，所述异常状况仍然存在，则判定所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
在一种实施方式中，控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止，包括：
通过所述横向控制器和纵向控制器，获取所述车辆的速度和航向角；
根据所述速度和航向角，获取所述车辆的修正运行轨迹；
根据所述修正运行轨迹，获取所述车辆发生碰撞的可能性；
根据所述可能性，确定所述车辆的停止时间、车辆速度和刹车参数；
根据所述车辆速度和刹车参数控制车辆，使得所述车辆能够在停止时间内停止。
在一种实施方式中，终止所述无人驾驶控制器的运行，包括：
向所述无人驾驶控制器发送静默退出网络的命令，并获取所述无人驾驶控制器响应所述静默退出网络的命令的结果；
根据所述结果，断开所述无人驾驶控制器与其所控制的部件之间的物理线路连接，和/或将所述无人驾驶控制器从当前的控制功能网络中删除。
在一种实施方式中，根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态之前，包括：
获取所述无人驾驶控制器的控制条件；
根据所述控制条件，通过电器执行器为无人驾驶控制器供电，向所述无人驾驶控制器发送启动命令和备份控制ID码；
对应于所述启动命令，接收所述无人驾驶控制器发送的无人驾驶控制器ID码；
根据所述无人驾驶控制器ID码，向所述无人驾驶控制器发送识别成功消息，并接收无人驾驶控制器发送的所述备份控制ID码识别成功消息。
第二方面，本发明提供一种车辆控制装置，包括：
运行状态监控模块：用于根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态；
异常处理模块：用于在所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止所述无人驾驶控制器的运行，并控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止。
在一种实施方式中，所述运行状态监控模块包括：
实时消息接收单元：用于按照所述车辆的无人驾驶系统设定的时间间隔，通过校验信号线接收所述无人驾驶控制器的实时运行状态消息；其中，所述校验信号线包括下述至少一个：CAN总线、以太网、硬线和硬件电路；
实时消息分析单元：用于根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态。
在一种实施方式中，所述实时运行状态消息包括所述无人驾驶控制器执行任务的时间和实时运行信号，实时消息分析单元，包括：
异常状况判定单元：用于根据所述无人驾驶控制器执行任务的时间或者所述实时运行信号的形状，判定所述无人驾驶控制器出现异常状况；
异常状态判定单元：用于若在设定的确认周期内，所述异常状况仍然存在，则判定所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
在一种实施方式中，所述异常处理模块包括：
角度和速度控制单元：用于通过所述横向控制器和纵向控制器，获取所述车辆的速度和航向角；
轨迹修正单元：用于根据所述速度和航向角，获取所述车辆的修正运行轨迹；
碰撞分析单元：用于根据所述修正运行轨迹，获取所述车辆发生碰撞的可能性；
停车计算单元：用于根据所述可能性，确定所述车辆的停止时间、车辆速度和刹车参数；
停车执行单元：用于根据所述车辆速度和刹车参数控制车辆，使得所述车辆能够在停止时间内停止。
在一种实施方式中，所述异常处理模块包括：
退出命令发送单元：用于向所述无人驾驶控制器发送静默退出网络的命令，并获取所述无人驾驶控制器响应所述静默退出网络的命令的结果；
连接断开单元：用于根据所述结果，断开所述无人驾驶控制器与其所控制的部件之间的物理线路连接，和/或将所述无人驾驶控制器从当前的控制功能网络中删除。
在一种实施方式中，所述装置包括：
控制条件获取模块：用于获取所述无人驾驶控制器的控制条件；
第一握手信息发送模块：用于根据所述控制条件，通过电器执行器为无人驾驶控制器供电，向所述无人驾驶控制器发送启动命令和备份控制ID码；
第一握手信息接收模块：用于对应于所述启动命令，接收所述无人驾驶控制器发送的无人驾驶控制器ID码；
第二握手信息发送模块：用于根据所述无人驾驶控制器ID码，向所述无人驾驶控制器发送识别成功消息；
第二握手信息接收模块：用于接收无人驾驶控制器发送的所述备份控制ID码识别成功消息。
第三方面，本发明提供一种车辆控制装置，包括：微控制器和处理器；所述微控制器包括至少一个控制局域网络CAN通信端口、至少一个外部脉宽捕捉的通用输入/输出GPIO端口和至少一个以太网通信端口；所述处理器包括吉比特多媒体串行链路GMSL端口和以太网通信端口；
所述微控制器通过CAN通信端口与车辆的无人驾驶控制器的CAN通信端口连接，通过CAN通信端口与雷达连接，通过外部脉宽捕捉的GPIO端口与无人驾驶控制器连接，获取脉冲宽度调制PWM脉冲；
所述处理器通过以太网通信端口与所述微控制器连接，通过吉比特多媒体串行链路GMSL端口与车载摄像装置连接。
第四方面，本发明实施例提供了一种车辆控制设备，包括：无人驾驶控制器；备份控制器，与所述无人驾驶控制器相通信，用于执行本发明任意一项实施例所提供的方法。
在一个可能的设计中，所述装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述装置执行上述车辆控制方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述装置还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。
第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储车辆控制装置所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述车辆控制方法所涉及的程序。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本发明实施例能够在无人驾驶控制器运行时，判断无人驾驶控制器是否进入运行异常的状态，并且在无人驾驶控制器进入异常运行的状态时，终止无人驾驶控制器的运行，获得车辆控制权，提高车辆的行车安全。
上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：本发明实施例采用两个芯片实现车辆控制装置的功能，构成本发明实施例的安全备份控制器(SecurityBackup Set，SBS)，具有较高的处理性能和处理图像以及雷达信号的能力，能够更好地实现本发明实施例提供的安全备份控制方法。
上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1示出根据本发明实施例的车辆控制方法的流程图。
图2示出根据本发明实施例的车辆控制方法的流程图。
图3示出根据本发明实施例的车辆控制方法的流程图。
图4示出根据本发明实施例的车辆控制装置的结构框图。
图5示出根据本发明实施例的车辆控制装置的结构框图。
图6示出根据本发明实施例的车辆控制装置的结构框图。
图7示出根据本发明实施例的车辆控制装置的结构框图。
图8示出根据本发明实施例的车辆控制设备的结构框图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
图1示出根据本发明实施例的车辆控制方法的流程图。如图1所示，该车辆控制方法包括：
步骤S11：根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态。
步骤S12：在无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止所述无人驾驶控制器的运行，并控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止。
在本发明实施例中，车辆的网络信号，可以包括车辆内部各个模块通过车内网络发送的信号。例如，通过控制局域网络(CAN，Controller Area Network)总线发送的信号、通过以太网硬线发送的信号、看门狗信号、脉冲同步信号、模拟电压信号等。
在本发明实施例中，安全备份控制器(SBS)根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态，包括：根据车辆的网络信号，判定无人驾驶控制器进入运行异常的状态。在另一种实施例中，根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态，包括：根据车辆的网络信号，判定无人驾驶控制器出现异常；在设定的判断周期内，仍然根据车辆的网络信号，判定无人驾驶控制器出现异常，则判定无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
在本发明一种示例中，无人驾驶控制器的操作系统具备一定的任务运行时间，该任务运行时间为相对时间。所有涉及到车辆控制的任务运行时间均具有定时性。在任务执行完毕之后，无人驾驶控制器发送通知消息，根据此通知消息，即可得知无人驾驶控制器是否进入运行异常的状态。
在本发明实施例中，无人驾驶控制器进入运行异常的状态的情况有多种。例如，无人驾驶控制器由于芯片半导体的固有失效率导致无人驾驶控制器失控，进入运行异常的状态。再如，由于软件运行出现故障导致无人驾驶控制器失控，进入运行异常的状态。
在本发明实施例中，车辆的横向控制器和纵向控制器包括：ADAS(AdvancedDriving Assistant System，高级驾驶辅助系统)，EPS(文Electric Power Steering，电子助力转向系统)，ESP(Electronic Stability Program，电子稳定项目系统)，EPB(Electrical Park Brake，电子驻车制动系统)，EBD(Electric BrakeforceDistribution，电子制动力分配系统)，ASR(Adaptive Speed Recommendation，适应速度推荐系统)，EMS(Engine Management System，发动机管理系统)，TCU(Transmission ControlUnit,自动变速箱控制单元)、AEB(Autonomous Emergency Braking，自动紧急刹车系统)、BSD(Blind Spot Detection，盲点检测系统)、FCW(Forward-Collision Warning，前撞提醒系统)。
在本发明实施例中，SBS终止无人驾驶控制器的运行，包括取消无人驾驶控制器的对车辆的控制权。
无人驾驶控制器作为主控制器，在正常运行模式下的控制权限为最高，可以直接接收车载摄像机、毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等传感器的环境感知信息。然后，通过神经网络识别算法从环境感知信息中识别障碍物及道路，控制汽车横向纵向执行器躲避障碍物，实现无人驾驶。当车辆的无人驾驶控制器出现异常状况时，无人驾驶控制器若继续控制车辆运行，存在极大的安全隐患。本发明实施例SBS能够在无人驾驶控制器运行时，对其进行监控。在无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止无人驾驶控制器的运行，并停止车辆，能够避免无人驾驶控制器失常的情况下与周围车辆及行人碰撞，保障无人驾驶车辆的行车安全。
在本发明一种示例中，在无人驾驶控制器运行过程中，SBS通过监控手段判断无人驾驶控制器出现异常。再经过几次完整的确认周期后，判断无人驾驶控制器进入运行异常的状态。此时，SBS可以从无人驾驶控制器接管车辆横向纵向控制器(例如，ADAS、EPS、ESP、EPB、EBD、ASR、EMS、TCU)的管辖权，同时给无人驾驶控制器发送静默退出网络命令。终止无人驾驶控制器的运行之后，SBS立刻开启应急管理程序。首先令仪表显示无人驾驶模式已经紧急退出，进入应急处理模式中。SBS通过车速、车辆航向角重新修正判断车辆运行轨迹，接管车辆上的毫米波雷达、超声波雷达、激光雷达等传感器信息，判断车辆是否存在与周围的车辆、行人或其他障碍物碰撞的可能性。如有碰撞可能，则计算出碰撞时间，根据碰撞时间获得停车时间。根据停车时间，接管车辆的刹车机制、转向机制、车身稳定性系统，将车辆运行状态强制进入缓慢停车或紧急停车的程序中。如当前车辆环境状态不具备碰撞障碍物的条件，则进入车辆缓慢滑行模式。在缓慢滑行模式，SBS控制车辆保持在当前车道行驶并逐渐降低车速，控制车辆转向灯和应急报警灯双闪，车辆以较低的反向加速度，在约10S的时间窗口期内平缓控制车辆停止。
图2示出根据本发明实施例的车辆控制方法的流程图。本实施例中的步骤S12可以参见上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
与上述实施例的不同之处在于，如图2所示，根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态，包括：
步骤S21：按照所述车辆的无人驾驶系统设定的时间间隔，通过校验信号线接收所述无人驾驶控制器的实时运行状态消息；其中，所述校验信号线包括下述至少一个：CAN总线、以太网、硬线和硬件电路。
步骤S22：根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态。
在本发明实施例中，在无人驾驶控制器运行状态下，SBS可以实时监控无人驾驶控制器的工作状态，并定时与无人驾驶控制器进行时间同步和安全任务调度进程握手。在本发明实施例中，SBS执行本发明实施例所提供的车辆控制方法的控制器在生产环节中会在Flash(闪存)空间存储ID码。车辆的无人驾驶控制器在生产环节中也会在其Flash空间存储ID码。由各自的ID码能够生成定制化密文。密文通过CAN总线、以太网或硬线通信在执行本发明实施例所提供的车辆控制方法的控制器和无人驾驶控制器之间同步。执行本发明实施例所提供的车辆控制方法的控制器和安全备份控制器识别对方ID为合法ID后，完成握手。通过CAN总线，以太网及硬线信号的多重校验，判断无人驾驶控制器当前软件运行是否正常。并通过看门狗信号、脉冲同步信号、模拟电压信号等硬件电路监控手段，判断无人驾驶控制器硬件电路运行是否正常。
在一种实施方式中，所述实时运行状态消息包括所述无人驾驶控制器执行任务的时间和实时运行信号，根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态，包括：
根据所述无人驾驶控制器执行任务的时间或者所述实时运行信号的形状，判定所述无人驾驶控制器出现异常状况；
若在设定的确认周期内，所述异常状况仍然存在，则判定所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
在本发明实施例中，无人驾驶控制器内部运行软件具备自己内部的操作系统，操作系统会定时更新自己的任务运行时间。该任务时间可以是相对时间，即涉及到车辆驾驶的任务运行时间。涉及到车辆控制的任务运行及调度需要实时运行的保障性，即定时性。比如无人驾驶控制器控制汽车行驶的速度的任务，必须以最长10毫秒的间隔发送通知。该通知表示无人驾驶控制器正在实时的运行。每接收到该通知即相当于和无人驾驶控制器同步一次。如果无人驾驶控制器超过多个周期未进行相关任务的同步，比如超过10个周期、100毫秒未同步，则SBS判断无人驾驶控制器车速控制任务出现异常。此类任务不限于车速控制任务，还可以为以下任务中的至少一个：
方向盘控制任务，比如转角，转速，转向扭矩控制；
刹车控制任务，比如刹车扭矩，刹车加速度；
灯光控制任务等。
具体而言，若在设定周期没有收到方向盘控制任务进行通知，经过确认周期后仍然没有收到该通知，则判定无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
若在设定周期没有收到刹车控制任务进行通知，经过确认周期后仍然没有收到该通知，则判定无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
若在设定周期没有收到灯光控制任务进行通知，经过确认周期后仍然没有收到该通知，则判定无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
在本发明实施例中，无人驾驶控制器在正常运行时，通过两路CAN信号及两路PWM脉冲信号实时发送通知告知无人驾驶控制器内部运行的状态。CAN通信是一种局域网控制总线，具备国际上通用的协议。应用代码遵守CAN通信的协议可实时接收无人驾驶控制器当前任务运行状态、运行配置信息和其他数据，实现实时通信。
PWM脉冲信号虽然是高(12V)低(0V)电平的PWM斩波信号但也可以通过曼彻斯特编码将很丰富的信息承载在脉冲信号上。为了通信的安全性，进行设计上的异构冗余设计，CAN信号和PWM脉冲信号设置两路。
在无人驾驶控制器(ACU)运行正常时以上通信具备正常的通信数据流，所有信号具备标准模型。通过对通信的实时性、设置时间戳等手段判断无人驾驶控制器内部运行是否正常。如通信出现延迟，PWM信号出现乱码，或某一段时间电平状态未出现反转即可以判断无人驾驶控制器(ACU)出现故障。
以上判断过程中，若SBS发现无人驾驶控制器出现异常，则需要多次确认，重复确认，防止出现误诊断。在确认过程中，可采用一些手段尝试恢复无人驾驶控制器让其恢复正常。例如，尝试通过特殊命令试图让无人驾驶控制器进入正常状态，复位无人驾驶控制器等。如以上手段均无法让无人驾驶控制器恢复，之前所描述的通信仍处于故障状态，则SBS可最终判断无人驾驶控制器失控，进入后续的终止无人驾驶控制器的运行的步骤。
在一种实施方式中，控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停车时间内将所述车辆停止，包括：
通过所述横向控制器和纵向控制器，获取所述车辆的速度和航向角；
根据所述速度和航向角，获取所述车辆的修正运行轨迹；
根据所述修正运行轨迹，获取所述车辆发生碰撞的可能性；
根据所述可能性，确定所述车辆的停止时间、车辆速度和刹车参数；
根据所述车辆速度和刹车参数控制车辆，使得车辆能够在停止时间内停止。
在本发明实施例中，当无人驾驶控制器出现故障时，SBS接管无人驾驶控制器的控制权，控制车辆在根据当前路况、修正后的运行轨迹周围的情况确定的停车时间内停止，避免发生交通事故。
在一种实施方式中，终止所述无人驾驶控制器的运行，包括：
向所述无人驾驶控制器发送静默退出网络的命令，并获取所述无人驾驶控制器响应所述静默退出网络的命令的结果；
根据所述结果，断开所述无人驾驶控制器与其所控制的部件之间的物理线路连接，和/或将所述无人驾驶控制器从当前的控制功能网络中删除。
当无人驾驶控制器出现故障后，从硬件软件两方面删除无人驾驶控制器，终端无人驾驶控制器对车辆的控制。
本发明实施例中，若判定无人驾驶控制器进入运行异常的状态，SBS向无人驾驶控制器发出静默退出网络的命令。
无人驾驶控制器对车辆的控制是通过CAN总线的控制命令实现，在正常运行状态下，无人驾驶控制器通过CAN总线对车辆的控制器(如：发动机控制系统，方向盘助力系统，车身稳定系统)发动控制命令，实现对车辆的控制。可以监控车辆动力底盘CAN通信网络，监控无人驾驶控制器是否在动力底盘CAN通信网络上已经进入静默，退出网络通信机制。若无人驾驶控制器仍在通信，发送CAN控制命令，则SBS可以判断无人驾驶控制器(ACU)仍未退出。这种情况下，在经过200mS过度窗口期后发现无人驾驶控制器仍未退出，则SBS通过直接切断无人驾驶控制器供电，并通过切断无人驾驶控制器在车辆控制网段的CAN总线通信端口，将无人驾驶控制器从当前的控制功能网络中删除。实现无延迟强制无人驾驶控制器退出。
图3示出根据本发明实施例的车辆控制方法的流程图。本实施例中的步骤S11-S12可以参见上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
与上述实施例的不同之处在于，如图3所示，根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态之前，包括：
步骤S31：获取所述无人驾驶控制器的控制条件。
步骤S32：根据所述控制条件，通过电器执行器为无人驾驶控制器供电，向所述无人驾驶控制器发送启动命令和备份控制ID码。
步骤S33：对应于所述启动命令，接收所述无人驾驶控制器发送的无人驾驶控制器ID码。
步骤S34：根据所述无人驾驶控制器ID码，向无人驾驶控制器发送识别成功消息，并接收无人驾驶控制器发送的所述备份控制ID码识别成功消息。
在本发明实施例中，当车辆进入无人驾驶模式时，无人驾驶控制器要获取车辆控制权，但在获取车辆控制权之前，需要判断当前状态是否可将车辆控制权释放给无人驾驶控制器。无人驾驶控制器的控制条件，包括是否可以将控制权释放给无人驾驶控制器的判定条件，是在启动阶段释放控制权给无人驾驶控制器的条件。
比如，通过CAN/ETH网络的网络通信机制，如通信握手是否成功，CRC校验是否成功，是否超过通信负载率等，判断当前车辆网络通信是否正常。
再如，通过车载超声波雷达、视觉摄像头对周围障碍物及道路行驶标示牌，判断车辆当前状态是否处于安全区域。
再如，通过车辆底盘及动力CAN总线通信获取当前车速是否超出无人驾驶模式最高车速，判断车速是否在限定车速范围内。
再如，通过车辆上CAN总线故障诊断机制或者CAN报文的提醒，判断车身状态是否出现故障，胎压、转向助力、ESP系统是否正常等。
当以上信息均判断可以进入无人驾驶模式时，通过电器执行器为无人驾驶控制器提供供电。本发明实施例中，系统延迟过程结束后，向无人驾驶控制器发送启动命令。本发明实施例所述的方法的各个步骤可以由一个安全备份控制器执行。安全备份控制器与无人驾驶控制器实现身份ID握手成功后，无人驾驶控制器完成启动，车辆进入无人驾驶模式。
本发明还提供一种车辆控制装置，如图4所示，包括：
运行状态监控模块41：用于根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态；
异常处理模块42：用于在所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止所述无人驾驶控制器的运行，并控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止。
图5示出根据本发明实施例的车辆控制装置结构示意图。本实施例中的异常处理模块42可以参见上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
与上述实施例的不同之处在于，如图5所示，所述运行状态监控模块包括：
实时消息接收单元51：用于按照所述车辆的无人驾驶系统设定的时间间隔，通过校验信号线接收所述无人驾驶控制器的实时运行状态消息；其中，所述校验信号线包括下述至少一个：CAN总线、以太网、硬线和硬件电路；
实时消息分析单元52：用于根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态。
在一种实施方式中，所述实时运行状态消息包括所述无人驾驶控制器执行任务的时间和实时运行信号，实时消息分析单元，包括：
异常状况判定单元：用于根据所述无人驾驶控制器执行任务的时间或者所述实时运行信号的形状，判定所述无人驾驶控制器出现异常状况；
异常状态判定单元：用于若在设定的确认周期内，所述异常状况仍然存在，则判定所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
在一种实施方式中，所述异常处理模块包括：
角度和速度控制单元：用于通过所述横向控制器和纵向控制器，获取所述车辆的速度和航向角；
轨迹修正单元：用于根据所述速度和航向角，获取所述车辆的修正运行轨迹；
碰撞分析单元：用于根据所述修正运行轨迹，获取所述车辆发生碰撞的可能性；
停车计算单元：用于根据所述可能性，确定所述车辆的停止时间、车辆速度和刹车参数；
停车执行单元：用于根据所述车辆速度和刹车参数控制车辆，使得所述车辆能够在停止时间内停止。
在一种实施方式中，所述异常处理模块包括：
退出命令发送单元：用于向所述无人驾驶控制器发送静默退出网络的命令，并获取所述无人驾驶控制器响应所述静默退出网络的命令的结果；
连接断开单元：用于根据所述结果，断开所述无人驾驶控制器与其所控制的部件之间的物理线路连接，和/或将所述无人驾驶控制器从当前的控制功能网络中删除。
图6示出根据本发明实施例的车辆控制装置结构示意图。本实施例中的运行状态监控模块41和异常处理模块42可以参见上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
与上述实施例的不同之处在于，如图6所示，所述装置包括：
控制条件获取模块61：用于获取所述无人驾驶控制器的控制条件；
第一握手信息发送模块62：用于根据所述控制条件，通过电器执行器为无人驾驶控制器供电，向所述无人驾驶控制器发送启动命令和备份控制ID码；
第一握手信息接收模块63：用于对应于所述启动命令，接收所述无人驾驶控制器发送的无人驾驶控制器ID码；
第二握手信息发送模块64：用于根据所述无人驾驶控制器ID码，向所述无人驾驶控制器发送识别成功消息；
第二握手信息接收模块65：用于接收无人驾驶控制器发送的所述备份控制ID码识别成功消息。
本发明实施例各装置中的各模块的功能可以参见上述方法中的对应描述，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种车辆控制装置，包括微控制器和处理器；所述微控制器包括至少一个控制局域网络(CAN)通信端口、至少一个外部脉宽捕捉的通用输入/输出GPIO(Pulse Width Capture General-purpose input/output，Pulse Width Capture GPIO)端口和至少一个以太网(ETH，EtherNet)通信端口；所述处理器包括吉比特多媒体串行链路(GMSL，Gigabit Multimedia Serial Link)端口和以太网通信端口；所述微控制器通过CAN通信端口与车辆的无人驾驶控制器的CAN通信端口连接，通过CAN通信端口与雷达连接，通过外部脉宽捕捉的GPIO端口与无人驾驶控制器连接，获取脉冲宽度调制PWM脉冲；所述处理器通过以太网通信端口与所述微控制器连接，通过吉比特多媒体串行链路GMSL端口与车载摄像装置连接。
在一种示例中，如图7所示，包括：微控制器71和处理器72；所述微控制器71包括至少四个CAN通信端口、至少两个外部脉宽捕捉的GPIO端口和至少一个以太网通信端口；所述处理器72包括GMSL端口和以太网通信端口；
所述微控制器71的两个CAN通信端口分别通过CAN灵活数据物理端口(CANFlexible Data Physical)77与无人驾驶控制器73的两个CAN通信端口连接，其中一个CAN灵活数据物理端口77具有安全器。另外两个CAN通信端口与车辆的车载毫米波雷达74和超声雷达75连接，两个外部脉宽捕捉的GPIO端口分别通过电压门限转换芯片78与无人驾驶控制器73连接，获取脉冲宽度调制PWM脉冲，所述处理器72的以太网通信端口与微控制器71连接；
所述处理器72的吉比特多媒体串行链路端口与车辆的车载摄像头76连接。
在本发明实施例中，所述微控制器可以采用ASIL(Automotive SafetyIntegration Level，汽车安全完整性等级)D等级的安全MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)芯片，芯片内部具备六核锁步运行安全机制。所述处理器可以采用ASIL C等级的高性能处理芯片(High Performance Processor)。在一种示例中，ASIL D等级的安全MCU芯片具备以下功能：随时监控ASIL C等级的高性能处理芯片运行状态是否处于正常状态。如发生故障或失效复位ASIL C等级的高性能处理芯片或复位整板。所有涉及到控制车辆动力底盘控制的运行机制，如控制刹车、加速等均需要在ASIL D等级的安全MCU中运行。系统中ASIL D等级的安全MCU芯片虽然具备最高的功能安全等级能力，但该芯片运行速度、内部资源及对视频图像处理的支持能力不足，因此需要高性能处理器提高运行速度、扩充内部资源以及处理视频图像。
在本发明实施例中，图7所示的微控制器71和处理器72构成安全备份控制器，执行本发明任意实施例中所提供的车辆控制方法，对车辆进行控制。如图7所示，安全备份控制器通过CAN灵活数据物理端口77与车辆的各个系统连接，包括AFS、EPS、ESP、EMS、TCU、AEB、BSD、FCW。
本发明实施例还提供一种车辆控制设备，包括：无人驾驶控制器和备份控制器。备份控制器与无人驾驶控制器相通信。备份控制器可以包括的微控制器和处理器。微控制器可以包括至少一个CAN通信端口、至少一个外部脉宽捕捉的GPIO端口和至少一个ETH通信端口。处理器可以包括GMSL端口和以太网通信端口。其中，微控制器可以通过CAN通信端口与车辆的无人驾驶控制器的CAN通信端口连接，通过CAN通信端口与雷达连接，通过外部脉宽捕捉的GPIO端口与无人驾驶控制器连接。处理器的GMSL端口可以与车载摄像装置连接。
在一种实施方式中，参见图7，微控制器71可以包括至少四个CAN通信端口、至少两个外部脉宽捕捉的GPIO端口、至少一个ETH通信端口。处理器72可以包括GMSL端口和以太网通信端口。其中，微处理器71和处理器72的具体结构和连接关系可以参见图7及其相关描述。
在一种实施方式中，处理器72可以通过GMSL端口从摄像头76获取视频图像。处理器72可以通过以太网通信端口向微控制器71传输处理后的信号。
在一种实施方式中，微控制器71可以执行上述车辆控制方法实施例中SBS执行的步骤。在执行车辆控制方法的过程中，微控制器71可以利用处理器72的信号辅助判断车辆是否存在与周围的车辆、行人或其他障碍物碰撞的可能性。
本发明实施例还提供一种车辆控制设备，包括：
无人驾驶控制器；
备份控制器，与所述无人驾驶控制器相通信，用于执行本发明实施例所提供的任意一种车辆控制方法。
在本发明一种示例中，车辆控制设备的备份控制器如图8所示。该备份控制器包括：存储器910和处理器920，存储器910内存储有可在处理器920上运行的计算机程序。所述处理器920执行所述计算机程序时实现上述实施例中的车辆控制方法。所述存储器910和处理器920的数量可以为一个或多个。
该设备还包括：
通信接口930，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。
存储器910可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
如果存储器910、处理器920和通信接口930独立实现，则存储器910、处理器920和通信接口930可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent Interconnect)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended IndustryStandard Architecture)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
可选的，在具体实现上，如果存储器910、处理器920及通信接口930集成在一块芯片上，则存储器910、处理器920及通信接口930可以通过内部接口完成相互间的通信。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，包括：
根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态；
在所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止所述无人驾驶控制器的运行，并控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态，包括：
按照所述车辆的无人驾驶系统设定的时间间隔，通过校验信号线接收所述无人驾驶控制器的实时运行状态消息；其中，所述校验信号线包括下述至少一个：CAN总线、以太网、硬线和硬件电路；
根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实时运行状态消息包括所述无人驾驶控制器执行任务的时间和实时运行信号，根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态，包括：
根据所述无人驾驶控制器执行任务的时间或者所述实时运行信号的形状，判定所述无人驾驶控制器出现异常状况；
若在设定的确认周期内，所述异常状况仍然存在，则判定所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止，包括：
通过所述横向控制器和纵向控制器，获取所述车辆的速度和航向角；
根据所述速度和航向角，获取所述车辆的修正运行轨迹；
根据所述修正运行轨迹，获取所述车辆发生碰撞的可能性；
根据所述可能性，确定所述车辆的停止时间、车辆速度和刹车参数；
根据所述车辆速度和刹车参数控制车辆，使得所述车辆能够在停止时间内停止。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，终止所述无人驾驶控制器的运行，包括：
向所述无人驾驶控制器发送静默退出网络的命令，并获取所述无人驾驶控制器响应所述静默退出网络的命令的结果；
根据所述结果，断开所述无人驾驶控制器与其所控制的部件之间的物理线路连接，和/或将所述无人驾驶控制器从当前的控制功能网络中删除。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态之前，包括：
获取所述无人驾驶控制器的控制条件；
根据所述控制条件，通过电器执行器为无人驾驶控制器供电，向所述无人驾驶控制器发送启动命令和备份控制ID码；
对应于所述启动命令，接收所述无人驾驶控制器发送的无人驾驶控制器ID码；
根据所述无人驾驶控制器ID码，向所述无人驾驶控制器发送识别成功消息，并接收无人驾驶控制器发送的所述备份控制ID码识别成功消息。
7.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：
运行状态监控模块：用于根据车辆的网络信号，判断无人驾驶控制器的运行状态；
异常处理模块：用于在所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态下，终止所述无人驾驶控制器的运行，并控制所述车辆的横向控制器和纵向控制器在设定的停止时间内将所述车辆停止。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述运行状态监控模块包括：
实时消息接收单元：用于按照所述车辆的无人驾驶系统设定的时间间隔，通过校验信号线接收所述无人驾驶控制器的实时运行状态消息；其中，所述校验信号线包括下述至少一个：CAN总线、以太网、硬线和硬件电路；
实时消息分析单元：用于根据所述实时运行状态消息，判断所述无人驾驶控制器的运行状态。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述实时运行状态消息包括所述无人驾驶控制器执行任务的时间和实时运行信号，实时消息分析单元，包括：
异常状况判定单元：用于根据所述无人驾驶控制器执行任务的时间或者所述实时运行信号的形状，判定所述无人驾驶控制器出现异常状况；
异常状态判定单元：用于若在设定的确认周期内，所述异常状况仍然存在，则判定所述无人驾驶控制器进入运行异常的状态。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述异常处理模块包括：
角度和速度控制单元：用于通过所述横向控制器和纵向控制器，获取所述车辆的速度和航向角；
轨迹修正单元：用于根据所述速度和航向角，获取所述车辆的修正运行轨迹；
碰撞分析单元：用于根据所述修正运行轨迹，获取所述车辆发生碰撞的可能性；
停车计算单元：用于根据所述可能性，确定所述车辆的停止时间、车辆速度和刹车参数；
停车执行单元：用于根据所述车辆速度和刹车参数控制车辆，使得所述车辆能够在停止时间内停止。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述异常处理模块包括：
退出命令发送单元：用于向所述无人驾驶控制器发送静默退出网络的命令，并获取所述无人驾驶控制器响应所述静默退出网络的命令的结果；
连接断开单元：用于根据所述结果，断开所述无人驾驶控制器与其所控制的部件之间的物理线路连接，和/或将所述无人驾驶控制器从当前的控制功能网络中删除。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置包括：
控制条件获取模块：用于获取所述无人驾驶控制器的控制条件；
第一握手信息发送模块：用于根据所述控制条件，通过电器执行器为无人驾驶控制器供电，向所述无人驾驶控制器发送启动命令和备份控制ID码；
第一握手信息接收模块：用于对应于所述启动命令，接收所述无人驾驶控制器发送的无人驾驶控制器ID码；
第二握手信息发送模块：用于根据所述无人驾驶控制器ID码，向所述无人驾驶控制器发送识别成功消息；
第二握手信息接收模块：用于接收无人驾驶控制器发送的所述备份控制ID码识别成功消息。
13.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：微控制器和处理器；所述微控制器包括至少一个控制局域网络CAN通信端口、至少一个外部脉宽捕捉的通用输入/输出GPIO端口和至少一个以太网通信端口；所述处理器包括吉比特多媒体串行链路GMSL端口和以太网通信端口；
所述微控制器通过CAN通信端口与车辆的无人驾驶控制器的CAN通信端口连接，通过CAN通信端口与雷达连接，通过外部脉宽捕捉的GPIO端口与无人驾驶控制器连接，获取脉冲宽度调制PWM脉冲；
所述处理器通过以太网通信端口与所述微控制器连接，通过吉比特多媒体串行链路GMSL端口与车载摄像装置连接。
14.一种车辆控制设备，其特征在于，包括：
无人驾驶控制器；
备份控制器，与所述无人驾驶控制器相通信，用于执行权利要求1至6中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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