CN110254375B

CN110254375B - 一种信息处理方法

Info

Publication number: CN110254375B
Application number: CN201910469109.2A
Authority: CN
Inventors: 谢高伟; 陈川; 王欢; 尤洋; 凌凯
Original assignee: FAW Volkswagen Automotive Co Ltd
Current assignee: FAW Volkswagen Automotive Co Ltd
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2039-05-31
Also published as: CN110254375A

Abstract

本发明公开了一种信息处理方法及适用该方法的网关，所述方法适用于网关，所述网关运行于汽车平台上。所述方法包括：第一网关向行驶系统传输第一类信息，所述第一类信息用于控制行驶系统；行驶系统向第一网关传输第二类信息，所述第二类信息用于反馈行驶系统状态。该方法使用第一网关与行驶系统互相传输信息，可以通过第一网关，独立对行驶系统下的制动/转向/油门/换挡系统进行控制。可用于自动驾驶底层控制及其研究，利于减少成本，适用性强。

Description

一种信息处理方法

技术领域

本发明涉及网络设备技术领域，具体地，涉及一种信息处理方法以及使用该方法的网关，尤其涉及一种用于自动驾驶汽车的网关。

背景技术

目前，汽车上的几乎所有执行器都需要一个控制单元，而车载网关负责协调车辆所有执行器进行协调工作，包括发送对各个控制单元的控制指令、分配各控制单元动作优先级、广播或屏蔽控制单元输出信号等。

而自动驾驶车辆的控制算法研究一般只针对车辆的制动系统、转向系统、油门系统及换挡系统进行控制，但是目前并没有一个网关，只控制这四大执行系统。市面上可以买到的各种汽车网关受限于此，目前普遍无法用于完整的自动驾驶底层控制及其研究，其方便性大大降低，不利于减少成本，适用性差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明所解决的技术问题是提供一种信息处理方法以及使用该方法的网关，该方法和网关能对车辆的制动系统、转向系统、油门系统及换挡系统进行控制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案内容具体如下：

一方面，一种信息处理方法，所述方法适用于网关，所述网关运行于汽车平台上，所述方法包括：

行驶系统向第一网关发送第一运行信息；

第一网关根据第一运行信息发送第一交流信息给第二网关；

第二网关根据第一交流信息发送第一控制指令。

应理解所述行驶系统还包括制动系统、转向系统、油门系统以及换挡系统。

在一种可能的实施例中，在第一网关根据第一运行信息发送第一交流信息给第二网关时，判断第一网关的通信协议是否为预定的通信协议，如不是，则第一网关发送给第二网关的第一交流信息根据预定的通信协议进行转换。应理解预定的通信协议为第二网关(即原车网关)。由于直接将第一网关安装到不同的汽车时，不同汽车的原车网关的协议不尽相同，所以需要第一网关将第一运行信息进行转换后再发出。

在其中一种实施例中，所述信息处理方法还包括第二网关向第一网关传输第二运行信息，其中第二运行信息来自舒适系统、动力系统或信息/娱乐系统；

优选地，所述第二运行信息包括启动/熄火信息、发动机信息、车速信息、挡位信息、方向盘信息、油门信息以及刹车信息。

在其中一种实施例中，所述信息处理方法还包括，汽车中央处理单元根据需要选择向第一网关或第二网关发出第二控制指令；

第一网关或第二网关根据第二控制指令向对应的系统发送第三控制指令；

优选地，判断第一网关的通信协议是否为预定的通信协议，如不是，则将发送给第一网关的第二控制指令按照预定的通信协议进行转换。

在其中一种实施例中，所述行驶系统包括制动系统、转向系统、油门系统以及换挡系统。

第二方面，一种网关，包括：

控制器，用于与收发汽车总线数据；

第一CAN接口模块，用于收发控制器与行驶系统之间交互数据信号的第一 CAN接口模块，其中，所述控制器与所述第一CAN接口模块相连；

第二CAN接口模块，用于收发控制器与原车网关之间交互数据信号的第二 CAN接口模块，所述控制器与所述第二CAN接口模块相连。

在其中一种实施例中，所述网关还包括用于收发所述控制器与决策系统之间交互数据信号的第三CAN接口模块；所述控制器与所述第三CAN接口模块相连。

在其中一种实施例中，所述网关还包括与控制器连接的串口接口、USB接口、 4G接口、WiFi接口、以太网接口和V2X接口。

第三方面，一种汽车，包括上述的网关。

所述汽车还包括中央处理单元，所述中央处理单元与第一网关和/或第二网关信号连接；

优选地，所述中央处理单元与第一网关信号连接，中央处理单元不与第二网关直接信号连接；

更加优选地，中央处理单元通过以太网或者CAN与第一网关信号连接；

同样更加优选地，中央处理单元通过第一网关与第二网关进行数据交换。

与现有技术相比，上述技术方案的有益效果在于：

1、该方法使用第一网关与行驶系统互相传输信息，可以通过第一网关，独立对行驶系统下的制动/转向/油门/换挡系统进行控制，并且通过本方法可以自由转换第一网关与第二网关的协议，使得第一网关可以随时安装到不同的车型上。

2、该方法使用第一网关与决策系统互相传输信息，可以将来自各个传感器的信息通过网关传递给第二网关(优选为原车网关)和行驶系统，使第二网关 (优选原车网关)、行驶系统、决策系统、互相交换数据，形成汽车自动驾驶基础系统。而且通过第一CAN接口模块与行驶系统交互数据信号，可以独立对制动/转向/油门/换挡四个执行器进行控制，避免了对不同款式汽车，要使用各自原车网关进行自动驾驶系统研发的情况。进而简化了自动驾驶技术的研发流程。

3、中央处理单元与第一网关直接连接，而与第二网关间接连接，使得行驶系统的数据可以更快更顺畅地通过总线或以太网传输到中央处理单元，避免行驶系统的消息传输缓慢而引发事故。

附图说明

图1为实施例1中的网关内各个模块优选的连接结构示意图；

图2为实施例2中的网关与汽车其他系统/模块的优选连接结构示意图；

图3为实施例3中的网关与自动汽车其它系统的优选连接结构示意图。

其中，各附图标记为：

1：第一网关；101：控制器；110：第一CAN接口模块；111：制动系统接口；112：转向系统接口；113：油门系统接口；114：换挡系统接口；120：第二CAN接口模块；121：信息CAN接口；122：舒适CAN接口；123：动力CAN接口；130：第三CAN接口模块；131：雷达接口；132：摄像机接口；133：环境决策接口；140：远程控制接口模块；150：指令逻辑储存模块；161：串口接口；162：USB接口；163：4G接口；164：WIFI接口；165：以太网接口；166：V2X 接口；2：行驶系统；201：制动控制器；202：转向控制器；203：油门控制器； 204：档位控制器；3：原车网关；4：决策系统；401：环境感知器；402：超声波雷达；403：毫米波雷达；404：激光雷达；405：前视摄像头；406：环视摄像头；5：远程控制系统；6：手机；7：平板；8：服务器；9：V2X；10：T-BOX； 11、中央处理单元。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

实施例1

本发明中网关内各个模块优选的连接结构示意图如图1所示，包括：

1)控制器，用于与处理汽车总线数据，更准确地说通过与汽车总线相连，实现跟各个系统的信息收发处理(包括接收与发送)，更准确地说，所述控制器还用于根据优先级发送指令、输入输出信号的格式转换、广播或屏蔽执行器控制单元的输出信号；

2)第一CAN接口模块，用于收发所述控制器与行驶系统之间的交互数据信号；所述控制器与所述第一CAN接口模块相连。所述第一CAN接口模块包括制动系统接口、转向系统接口、油门系统接口和换挡系统接口。所述制动系统接口用于与行驶系统的制动控制器连接，所述转向系统接口用于与行驶系统的转向控制器连接，所述油门系统接口用于与行驶系统的油门控制器连接，所述换挡系统接口用于与行驶系统的档位控制器连接。

3)第二CAN接口模块，用于收发所述控制器与原车网关之间的交互数据信号；所述控制器与所述第二CAN接口模块相连。所述第二CAN接口模块包括信息CAN接口、舒适CAN接口，和动力CAN接口。

4)第三CAN接口模块，用于收发所述控制器与决策系统之间的交互数据信号；所述控制器与所述第三CAN接口模块相连。所述第三CAN接口模块包括雷达接口，摄像头接口，环境决策接口。

5)远程控制接口模块，用于收发所述控制器与远程控制系统之间的交互数据信号；所述远程控制接口模块与所述控制器相连接。

6)指令逻辑储存模块，用于储存指令分发逻辑和指令优先级逻辑，所述指令逻辑储存模块与所述控制器相连接。

7)串口接口、USB接口、4G接口、WiFi接口、以太网接口和V2X接口。所述串口接口、USB接口、4G接口、WiFi接口、以太网接口和V2X接口分别与控制器相连接。

所述第一CAN接口模块，第二CAN接口模块，第三CAN接口模块和远程控制接口模块的通讯速率为500k/s。

优选地，所述网关设有第一数据接口模块，所述第一数据接口模块用于收发来自汽车中央处理单元的指令或数据。

本发明网关与汽车其他系统/模块的优选连接结构示意图如图2所示：

网关分别与行驶系统、原车网关、决策系统、远程控制系统、手机、平板、服务器、V2X、T-BOX相连接。其中，所述行驶系统包括汽车的制动控制器、转向控制器、油门控制器以及档位控制器；所述决策系统包括汽车的环境感知器、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、前视摄像头以及环视摄像头连接。

本发明网关的工作原理如下：

如图1和图2所示，网关通过第一CAN接口模块与行驶系统相连，通过第二CAN接口模块与原车网关相连，通过第三CAN接口模块与决策系统相连，通过远程控制接口模块与远程控制系统相连。具体的数据接受与发送安排如下：

第一CAN接口模块往行驶系统发送：

行驶系统往第一CAN接口模块发送：

第二CAN接口模块往原车网关发送：

通过动力CAN接口发送：

数据名称	备注
		钥匙门欺骗报文	控制启动/熄火相关欺骗报文
方向盘信息	当前方向盘旋转方向信号、当前方向盘旋转角度信号
		油门欺骗报文	控制油门相关的欺骗报文
刹车欺骗报文	控制刹车相关的欺骗报文
		换挡欺骗报文	控制换挡相关的欺骗报文

通过舒适CAN接口发送：

通过信息CAN接口发送：

原车网关往第二CAN接口模块发送：

通过动力CAN接口接受动力系统的信息：

数据名称	备注
		启动/熄火信息	钥匙门信号
发动机信息	运行状态信号、发动机转速信号等
		车速信息	四轮轮速信号、车速信号等
挡位信息	挡位信号
		方向盘信息	方向盘旋转方向信号、方向盘旋转角度信号
油门信息	油门信号等
		刹车信息	刹车信号等

通过舒适CAN接口接受来自舒适系统的信息：

通过信息CAN接口接受信息系统的信息：

第三CAN接口模块往决策系统发送：

决策系统往第三CAN接口模块发送：

远程控制接口模块往远程控制系统发送：

远程控制系统往远程控制接口模块发送：

实施例2

一种信息处理方法，所述方法适用于网关，所述网关运行于汽车平台上，所述方法包括：

行驶系统向第一网关发送第一运行信息；

第一网关根据第一运行信息发送第一交流信息给第二网关；

第二网关根据第一交流信息发送第一控制指令。

应理解所述行驶系统还包括制动系统、转向系统、油门系统以及换挡系统，第一运行信息包括油门控制器反馈信息(状态信息、诊断信息等)、刹车控制器反馈信息(状态信息、诊断信息等)、换挡控制器反馈信息(状态信息、诊断信息等)、方向盘信息(当前方向盘旋转方向、方向盘旋转角度等)以及组合开关信息(灯控制开关状态)，如果是对于非自动驾驶汽车而言，这些第一运行信息需要经过第一网关转换为第一交流信息发送给第二网关，如果针对自动驾驶汽车，部分第一运行信息是需要经过第一网关转换为第一交流信息发送给第二网关，一部分发送到中央处理单元。

应理解所述第一控制指令包括但不仅限于钥匙门欺骗报文(用于控制启动/ 熄火的报文)、方向盘信息(当前方向盘旋转方向信号、当前方向盘旋转角度信号)、油门欺骗报文(用于控制油门相关的欺骗报文)、刹车欺骗报文(用于控制刹车相关的报文)、换挡欺骗报文(用于控制换挡相关的报文)、雨刷欺骗报文(控制雨刷相关报文)、车门、车窗欺骗报文(用于控制车门锁相关欺骗报文、控制车窗相关的报文)以及灯控制欺骗报文(用于控制远光、近光、示宽、雾灯、转向灯的欺骗报文)。

在一种可能的实施例中，在第一网关根据第一运行信息发送第一交流信息给第二网关时，判断第一网关的通信协议是否为预定的通信协议，如不是，则第一网关发送给第二网关的第一交流信息根据预定的通信协议进行转换。应理解预定的通信协议为第二网关(即原车网关)。由于直接将第一网关安装到不同的汽车时，不同汽车的原车网关的协议不尽相同，所以需要第一网关将第一运行信息(通过第一网关控制器进行协议修订即可)进行转换后再发出。

优选地，所述第二运行信息包括启动/熄火信息、发动机信息、车速信息、挡位信息、方向盘信息、油门信息以及刹车信息。雨刷信息(雨刷状态信号、雨刷开关信号等)、车门、车窗信息(车门状态、门锁状态、车窗状态等)、车灯开关信息(远光灯开关信号、近光灯开关信号、示宽灯开关信号、雾灯开关信号、转向灯开关信号)、车灯信息(远光灯状态信号、近光灯状态信号、示宽灯状态信号、转向灯状态信号、雾灯状态信号等)。

在其中一种实施例中，所述信息处理方法还包括，汽车中央处理单元根据需要选择向第一网关或第二网关发出第二控制指令；第一网关或第二网关根据第二控制指令向对应的系统发送第三控制指令；更准确地说，中央处理单元根据指令的目的地选择发送去第一网关或第二网关，如指令是要发往油门控制器的，那么中央处理单元会选择向第一网关发送指令，由第一网关直接转达到油门控制器(行驶系统)。应理解在本优选实施例中，汽车中央处理单元是与第一网关和第二网关直接通过总线连接，但在其他实施例中未必如此，汽车中央处理单元可以通过第一网关与第二网关连接，亦可以通过第二网关与第一网关连接。

由于第一网关并非原车的网关，所以当第一网关要向第二网关传输数据时，需要第一网关根据第二网关的协议进行转换。应理解可以在第一网关控制器中预设第二网关的协议，或者通过中央处理单元或第二网关将第二网关的协议发给第一网关。

实施例3

一种汽车，包括实施例1中的基础方案的网关。

由于第一网关是与行驶系统相连接，而行驶系统中的信息以及控制指令优先级相对较高，而第二网关与舒适系统、动力系统或信息/娱乐系统信号连接，这些系统的信息与指令的优先级相对较低，所以本实施例中通过中央处理单元直接与第一网关信号连接，使得中央处理单元的信号与指令可以直接发送到第一网关中，确保行驶系统的相关信息与指令可以准时达到，而及时性要求相对低的舒适系统、动力系统以及娱乐系统的信息可以延迟一点，所以中央处理单元并没有与第二网关通过CAN或以太网直接信号连接，避免占据过多的总线带宽。在本实施例中，中央处理单元为工控机。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims

1.一种信息处理方法，其特征在于，所述方法适用于网关，所述网关运行于自动驾驶汽车平台上，所述方法包括：

行驶系统向第一网关发送第一运行信息，所述行驶系统包括制动系统、转向系统、油门系统以及换挡系统；

第一网关根据第一运行信息发送第一交流信息给第二网关；

第二网关根据第一交流信息发送第一控制指令；

还包括汽车中央处理单元根据需要运行的行驶系统，选择向第一网关或第二网关发出第二控制指令；

第一网关或第二网关根据第二控制指令向对应的行驶系统发送第三控制指令，判断第一网关的通信协议是否为预定的通信协议，如不是，则将发送给第一网关的第二控制指令按照预定的通信协议进行转换。

2.根据权利要求1所述的一种信息处理方法，其特征在于，判断第一网关的通信协议是否为预定的通信协议，如不是，则第一网关发送给第二网关的第一交流信息根据预定的通信协议进行转换。

3.根据权利要求1所述的一种信息处理方法，其特征在于，还包括第二网关向第一网关传输第二运行信息，其中第二运行信息来自舒适系统、动力系统或信息/娱乐系统。

4.根据权利要求3所述的一种信息处理方法，其特征在于，所述第二运行信息包括启动/熄火信息、发动机信息、车速信息、挡位信息、方向盘信息、油门信息以及刹车信息。