CN110554622A - 控制系统及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种控制系统及汽车，包括：主控制器、副控制器、高速通信模块、智能网关、流媒体后视镜模块、电源电路、电源管理电路以及前视摄像头，所述主控制器分别与所述副控制器、所述高速通信模块、所述流媒体后视镜模块、所述电源管理电路及所述前视摄像头连接，所述副控制器还分别与所述电源电路、所述高速通信模块及所述智能网关连接。本发明提供的控制系统，通过将不同功能模块集成一体，以避免不同功能模块中相同部件重复使用，能够较充分利用资源，减少占用空间，减少功能模块之间的连接线束，降低整体成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。

Description

控制系统及汽车
技术领域
本发明涉及车载控制器技术领域，尤其涉及一种控制系统及汽车。
背景技术
车联网是一种借助信息和通信技术，实现车内、车与车、车与路、车与人、车与服务平台互通互联的新兴技术。为实现车联网技术中的这些互通互联，目前采用的技术通常是在车内设置车载产品,例如行车记录仪(Digital Video Recorder，DVR)、前视视频数据上传、智能网关及流媒体后视镜等等。
目前，为实现DVR、前视视频数据上传、智能网关及流媒体后视镜的各自功能，均需要在车上单独安装各个独立的功能模块，而每个功能模块都具有各自的主控制器(MainProcessing Unit，MPU)、副控制器(Micro controller Unit，MCU)、电源电路、连接器等部件，这就会出现不同功能模块中相同部件重复使用的情况，导致各功能模块之间的连接线束增多，浪费成本，占用空间大，交互效率低及可靠性低的问题。
针对上述问题，本领域技术人员一直在寻求解决办法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种控制系统及汽车，能够充分利用资源，减少占用空间，并减少模块之间的连接线束，降低整体成本，并提高了系统交互效率和可靠性。
本发明提供一种控制系统，包括：主控制器、副控制器、高速通信模块、智能网关、流媒体后视镜模块、电源电路、电源管理电路以及前视摄像头，所述主控制器分别与所述副控制器、所述高速通信模块、所述流媒体后视镜模块、所述电源管理电路及所述前视摄像头连接，所述副控制器还分别与所述电源电路、所述高速通信模块及所述智能网关连接。
进一步地，所述主控制器的串行异步通信接口与所述副控制器的第一串行异步通信接口电连接，所述主控制器的高速通信接口与所述高速通信模块的高速通信接口电连接，所述主控制器的PMIC接口与所述电源管理电路电连接，所述主控制器的第一数据输入端与所述前视摄像头连接，所述主控制器的第二数据输入端与所述流媒体后视镜模块连接，所述副控制器的电源接口与所述电源电路电连接，所述副控制器的第二串行异步通信接口与所述高速通信模块的串行异步通信接口电连接。
进一步地，所述流媒体后视镜模块包括后视摄像头及内后视镜显示屏，所述主控制器的第二数据输入端与所述后视镜摄像头连接，所述主控制器的第一数据输出端与所述内后视镜显示屏连接。
进一步地，所述副控制器内设有CAN控制器，所述智能网关包括CAN收发器，所述CAN收发器设有串行异步通信接口和INH端口，所述CAN收发器中的串行异步通信接口和INH端口均与所述副控制器中的所述CAN控制器连接。
进一步地，所述副控制器还包括主RGMII/SGMII端口和主SPI端口；所述智能网关包括以太网交换机，所述以太网交换机设有第一RGMII/SGMII端口和第一SPI端口，所述第一RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接。
进一步地，所述以太网交换机还包括至少四个PHY接口。
进一步地，所述高速通信模块为4G通信模块或5G通信模块。
进一步地，所述控制系统还包括存储卡，所述存储卡与所述主控制器的第一高速通信接口电连接，所述主控制器用于将所述前视摄像头采集到的视频信息进行处理得到视频数据，并将视频数据存储至所述存储卡内。
进一步地，所述主控制器还用于将所述视频数据进行编码处理，并将编码后的视频数据输出至所述高速通信模块；所述高速通信模块，用于对编码后的视频数据进行压缩处理得到视频压缩文件，并将所述视频压缩文件上传至云端服务器。
本发明还提供一种汽车，所述汽车包括如上述的控制系统。
本发明提供的控制系统及汽车，通过将前视摄像头、高速通信模块、智能网关和流媒体后视镜模块共同连接至一颗主控制器与一颗副控制器上，以将汽车上的DVR、前视视频数据上传、智能网关及流媒体后视镜的功能集成在一起，以避免不同功能模块中相同部件重复使用，能够较充分利用资源，减少占用空间，减少功能模块之间的连接线束，降低整体成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例的控制系统的结构框图；
图2为图1中的控制系统的电路结构示意图；
图3为本发明第二实施例的汽车的结构框图。
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，对本发明详细说明如下。
请参考图1，图1为本发明第一实施例的控制系统10的结构框图。本实施例提供的控制系统10可以但并不限于装置在汽车上。如图1所示，通过将一颗主控制器(MainProcessing Unit，MPU)11和一颗副控制器(Micro controller Unit，MCU)12分别与高速通信模块13、前视摄像头16、智能关、流媒体后视镜模块及车机20进行电连接，以实现将DVR、流媒体后视镜、智能网关及前视视频数据上传的功能集成在一起，能够较充分利用资源，减少占用空间，减少功能模块之间的连接线束，降低整体成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。具体地，本实施例提供的控制系统10包括：主控制器11、副控制器12、高速通信模块13、电源电路14、电源管理电路15、前视摄像头16、智能网关17及流媒体后视镜模块18。主控制器11分别与副控制器12、高速通信模块13、电源管理电路15、前视摄像头16及流媒体后视镜模块连接，副控制器12还分别与电源电路14、高速通信模块13及智能网关17连接。
具体地，在一实施方式中，主控制器11可以但不限于包括串行异步通信接口、高速通信接口、PMIC接口、第一数据输入端和第二数据输入端。副控制器12可以但不限于包括第一串行通信接口、第二串行通信接口和电源接口。具体地，在本实施例中，主控制器11的串行异步通信接口与副控制器12的第一串行异步通信接口电连接，主控制器11的高速通信接口与高速通信模块13的高速通信接口电连接，主控制器11的PMIC接口与电源管理电路15电连接，主控制器11的第一数据输入端与前视摄像头16连接，主控制器11的第二数据输入端与流媒体后视镜模块连接，副控制器12的电源接口与电源电路14电连接，副控制器12的第二串行异步通信接口与高速通信模块13的串行异步通信接口电连接。
具体的，在一实施方式中，主控制器11还包括第一数据输出端。主控制器11的第一数据输出端与车机20连接，以将前视摄像头16采集到的视频信息可以在车机20中的显示屏显示，以实现控制系统的DVR功能。具体地，在一实施方式中，主控制器11的第一数据输出端可以为LVDS接口，以通过主控制器11的LVDS接口与车机20连接，实现主控制器11与车机20的数据交互。
具体地，在一实施方式中，高速通信模块13还包括数据输入/输出端。高速通信模块13的数据输入/输出端与车机连接，具体地，高速通信模块13的数据输入/输出端可以为USB接口，以通过高速通信模块13中的USB接口与车机20连接，实现高速通信模块13与车机20之间的数据交互。
具体地，在本实施例中，流媒体后视镜模块18可以用于实时显示汽车后方的视频信息，以使得用户可以更好地了解汽车的后方路况信息等等。
具体地，在本实施例中，前视摄像头16用于用于采集汽车前方的第一视频信息，并将第一视频信息传输至主控制器11，主控制器11可以但不限于通过高速通信模块13将接收到的第一视频信息发送至云端服务器30，以存储在云端服务器30中。具体地，主控制器11还可将前视摄像头16采集到的第一视频信息传输至车机20中，以在车机20的显示屏上实时显示汽车前方的路况信息。
具体地，副控制器12中的电源接口与电源电路14电连接，以接收外部电源信号BATT。
具体地，副控制器12还包括点火信号端口，点火信号端口用于接收汽车的点火信号ACC。
具体地，在本实施例中，副控制器12在接收到汽车的点火信号ACC后向主控制器11输出摄像头的启动控制信号，主控制器11将接收到的摄像的启动控制信号传输至前视摄像头16，以启动前视摄像头16。具体地，副控制器12中的点火信号端口与汽车的发动机电连接，以接收发动机的点火信号ACC。具体地，副控制器12在接收到点火信号ACC后，对点火信号ACC处理得到前视摄像头16的启动控制信号，并将启动控制信号输出至主控制器11。主控制器11在接收到启动控制信号后，将启动控制信号发送至前视摄像头16，从而控制前视摄像头16启动，以采集汽车前方的第一视频信息。
具体地，在本实施例中，高速通信模块13通过与车机20连接，从而实现高速通信模块13与车机20进行数据交互。进一步地，控制系统10还可包括云端服务器30，具体地，高速通信模块13可以但不限于通过网络与云端服务器30进行通信连接，从而使得高速通信模块13将接收到的数据信息上传至云端服务器30，例如高速通信模块13可以但不限于将前视摄像头16采集到的视频信息进行编码压缩后以数据信息上传至云端服务器30中。进一步地，云端服务器30还可以通过高速通信模块13向车机20发送指令等等。
具体地，在一实施方式中，主控制器11还用于将视频数据进行编码处理，并将编码后的视频数据输出至高速通信模块13。具体地，高速通信模块13用于对编码后的视频数据进行压缩处理得到视频压缩文件，并将视频压缩文件上传至云端服务器30。
具体地，在一实施方式中，高速通信模块13为4G通信模块或5G通信模块。优选地，在本实施例中，高速通信模块13以4G通信模块为例进行说明，4G通信模块还与设置在汽车顶部的天线进行电连接。具体地，控制系统10可以通过装置在4G通信模块内的eSIM卡(请参图3)及eMMC实现高速网络服务，但并不限于此，例如控制系统10还可以通过无线网络模块(WiFi)(请参图3)实现网络服务。
进一步地，在本实施例中，主控制器11还对处理得到的前视摄像头16采集到的第一视频数据进行编码处理，可以但不限于以H.264/H.265格式对前视摄像头16采集到的第一视频信息进行编码后传输至4G通信模块，具体地，4G通信模块与主控制器11之间以高速通信接口方式通信，从而满足超大视频文件传输所需的带宽，以提高4G通信模块与主控制器11之间的数据传输效率。
进一步地，在本实施例中，4G通信模块将接收到的编码后的第一视频数据进行压缩处理，以得到与前视摄像头16采集的第一视频信息对应的视频压缩文件，并将得到的视频压缩文件通过流量上传至云端服务器30。具体地，4G通信模块可以但不限于自动实时将接收到的编码后的第一视频数据进行压缩后发送至云端服务器30，以使得云端服务器30能够实时接收到汽车当前位置的实时第一视频信息，进而可对实时第一视频信息进行分析处理。
具体地，在本实施例中，云端服务器30用于将接收到的视频压缩文件进行解码处理得到原始第一视频数据，并对原始第一视频数据进行分析处理，以判断与原始第一视频数据对应的路段的路况信息，并将路况信息存储至路况信息列表中。进一步地，云端服务器30还可以判断该路段的路况信息是否已存储在路况信息列表中，若是，则将该路段的路况信息更新存储至路况信息列表中，例如可以将该路段中的路况信息存在差异的部分更新存储，以加快存储速度。若否，则将该路段的路况信息存储至路况信息列表中。云端服务器30通过将汽车通过的路段的路况信息存储至路况信息列表中，以实现对各个道路的路况信息的采集，进而可以为自动驾驶汽车的云端分析提供基础数据，以能够为自动驾驶汽车的训练提供训练数据基础。
请一并参考图2，图2为图1中的控制系统10的电路结构示意图。如图1与图2所示，主控制器11的串行异步通信接口(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，UART)与副控制器12的第一串行异步通信接口(UART)电连接，主控制器11的高速通信接口(Secure Digital Input and Output，SDIO)与高速通信模块13的高速通信接口电连接，主控制器11的PMIC接口与电源管理电路15电连接，主控制器11的第一数据输入端(VINS)与前视摄像头16连接，副控制器12的电源接口与电源电路14电连接，主控制器11的第二数据输入端(VINS)与流媒体后视镜模块连接，副控制器12的第二串行异步通信接口与高速通信模块13的串行异步通信接口电连接，副控制器12还与智能网关17连接。
具体地，在一实施方式中，流媒体后视镜模块18包括后视摄像头181及装置在内后视镜内的内后视镜显示屏182。具体地，主控制器11的第二数据输入端与后视摄像头181连接，主控制器11的第一数据输出端(VOUT)与内后视镜显示屏182连接。
具体地，在一实施方式中，主控制器11的第二数据输出端(VOUT)和高速通信模块13均与车机20连接，从而可以在车机20中的显示屏中显示前视摄像头16采集到的前视频信息。
具体地，在本实施例中，副控制器12内设有CAN控制器(CAN
Controller)，智能网关包括CAN收发器(CAN Transceiver)171及以太网交换机172，从而能够将DVR、前视视频数据上传、智能网关及流媒体后视镜功能集成在一起形成控制系统10。
具体地，控制系统10可以同时与车身上的多个车载电器(图未示出)电连接，以丰富并增强车身各电器模块之间的交互功能。具体地，在本实施例中，多个车载电器可以但不限于包括多个第一车载电器(图未示出)与多个第二车载电器(图未示出)，具体地，第一车载电器可以但不限于与CAN控制器进行通信连接，以实现多个第一车载电器通过CAN进行交互。第二车载电器可以但不限于与以太网网关进行通信连接，以实现多个第二车载电器通过以太网进行交互。进一步地，第一车载电器与第二车载电器还可以通过控制系统10实现快速数据交互，以丰富并增强车身各电器模块之间的交互功能。
具体地，在本实施例中，CAN收发器171设有串行异步通信接口(UART)和INH端口，CAN收发器171中的串行异步通信接口和INH端口均与副控制器12中的CAN控制器连接。具体地，在本实施例中，CAN收发器171还包括及CAN控制器对外输出接口，CAN收发器171中的CAN控制器对外输出接口连接至第一车载电器。
具体地，在一实施方式中，副控制器12中的CAN控制器的数量为至少六个，CAN收发器171的数量为至少六个。具体地，六个CAN收发器171与六个CAN控制器一一对应连接，以形成六个CAN控制器对外输出接口，每个CAN控制器对外输出接口可以与相对应的一个第一车载电器连接，以实现多个外接网络功能接口，但并不限于此，例如，副控制器12还可以设置八个CAN控制器，并在每个CAN控制器的端口处增加一个CAN收发器171，以形成八个CAN控制器对外输出接口，可见，副控制器12中的CAN控制器也可为一个、四个或八个等等，而图2中所示CAN控制器与CAN收发器171示出一个仅仅是示意说明CAN控制器与CAN收发器171之间的连接关系。
具体地，在本实施例中，CAN控制器是CAN局域网控制器的简称，为解决现代汽车中众多测量控制部件之间的数据交换而开发的一种串行数据通信总线，而CAN收发器171实现CAN总线的物理层传输。UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收，INH端口表示高电平唤醒。
在具体连接时，每个CAN收发器171中的串行异步通信接口和INH端口均与对应的CAN控制器连接，每个CAN收发器171中的CAN控制器对外输出接口连接至第一车载电器。
具体地，在本实施例中，副控制器12还包括主RGMII/SGMII端口与主SPI端口。
具体地，在本实施例中，MII(Medium Independent Interface，介质无关接口、介质独立接口)，可以不用考虑媒体是铜轴、光纤、电缆等，其相关工作可以由物理接口收发器(PHY)或者媒体接入控制器(MAC)的芯片完成。此外，从MII简化出来的标准，比如RMII(Reduced MII，简化的MII)、SMII(串行MII)、GMII(Gigabit MII，吉比特MII)、RGMII(Reduced GMII，简化的GMII)以及SGMII(串行的GMII)。SPI(Serial PeripheralInterface，串行外设接口)，一种同步串行外设接口,可以使MCU的控制器与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。
具体地，在本实施例中，以太网交换机172设有第一RGMII/SGMII端口及第一SPI端口，第一RGMII/SGMII端口与主RGMII/SGMII端口相连接，第一SPI端口与主SPI端口相连接。
需要说明的是，图2中仅示出一个PHY接口，但并不限于此，例如在一实施方式中，以太网交换机172包括至少四个PHY接口，每个PHY接口连接至一个第二车载电器，具体地，PHY接口通过桥接(Brigde，BR)方式与第二车载电器连接。换而言之，本实施方式可以实现总共四个PHY接口的外接网络功能。
进一步而言，以太网交换机172还设有第二RGMII/SGMII端口，第二
RGMII/SGMII端口外接一以太网PHY(Ethernet PHY)，以实现对外的PHY接口功能。通过外接一以太网PHY的方式，本实施方式进而实现了总共五个PHY接口的外接网络功能。
值得一提的是，以太网交换机172还设有SGMII端口，以太网交换机172的SGMII端口外接一以太网PHY，以实现对外的PHY接口功能。总而言之，本实施方式总共实现六个PHY接口的外接网络功能，但不限于此，例如在其他实施例中，还可以通过多个以太网交换机172进行扩展式级联，在两个以太网交换机172进行扩展式级联中，一个以太网交换机172中的第一
RGMII/SGMII端口与主RGMII/SGMII端口相连接，第一SPI端口与主SPI端口相连接，而另一个以太网络交换机(图未示出)中的第一RGMII/SGMII端口与以太网交换机172的SGMII端口相连接，另一个以太网络交换机中的SPI端口(图未示出)与主SPI端口相连接，以实现两个以太网交换机的扩展式级联。通过这种方式，很好地扩展了更多的外接网络功能接口。
此外，以太网交换机172还设有用于以太网诊断(Diag)的连接端口。具体而言，用于以太网诊断的连接端口为100TX端口。
具体地，在本实施例中，高速通信模块13为4G通信模块或5G通信模块。优选地，在本实施例中，高速通信模块13以4G通信模块为例进行说明，4G通信模块与天线进行电连接。具体地，控制系统10可以通过装置在4G通信模块内的eSIM卡及eMMC实现高速网络服务，但并不限于此，例如控制系统10还可以通过无线网络模块(WiFi)实现网络服务。
具体地，在本实施例中，高速通信模块13还分别与主天线、分集天线、导航天线及WiFi天线连接，具体地，高速通信模块13经由无线网络模块与WiFi天线电连接，以实现高速通信模块13的无线网络功能，进而实现将汽车的数据信息上传至云端服务器30，或者接收云端服务器30发送的指令信息，同时能够与副控制器12、CAN收发器171及以太网交换机172共同构成汽车的智能网关。
具体地，在本实施例中，控制系统10还包括内存模块23、存储卡24及非易失闪存模块25(Nor Flash)，主控制器11内还设有内存端口(DDR)与第一高速通信接口(SDIO)，主控制器11中的内存端口与内存模块23电连接，主控制器11中的第一高速通信接口与存储卡24电连接,主控制器11与非易失闪存模块25连接，从而使得控制系统10在掉电后数据不会丢失。
具体地，在本实施例中，前视摄像头16采集到的汽车前方的第一视频信息可以通过主控制器11的第一高速通信接口传输至存储卡24内。具体地，主控制器11将接收到第一视频信息进行处理后得到的第一视频数据存储在存储卡24内，进而实现对用户的行车记录，其中，存储卡24可以但不限于为SD卡。
具体地，本实施例提供的控制系统，通过将DVR、前视视频数据上传、智能网关及流媒体后视镜的功能集成在一起，以形成一个具有行车记录仪、实时呈现车后状况、扩大后视视野、减少后视盲区而提高行车安全、前视视频数据上传、整车总线信息共享以及汽车内部络管理和故障诊断等功能的控制系统，以避免不同功能模块中相同部件重复使用，能够较充分利用资源，减少占用空间，减少功能模块之间的连接线束，降低整体成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。
请参考图3，图3为本发明第三实施例的汽车100的结构框图。如图3所示，本实施例提供的汽车100包括控制系统110，具体地，控制系统110的具体结构可以参考图1至图2所示实施例中的控制系统10，在此不再赘述。
值得一提的是，本实施例中的汽车100包括人工驾驶汽车与无人驾驶汽车，但并不限于此，例如汽车100还可以为智能平衡车等等。
具体地，本实施例提供的汽车，通过将DVR、前视视频数据上传、智能网关及流媒体后视镜的功能集成在一起，以形成一个具有行车记录仪、实时呈现车后状况、扩大后视视野、减少后视盲区而提高行车安全、前视视频数据上传、整车总线信息共享以及汽车内部络管理和故障诊断等功能的控制系统，以避免不同功能模块中相同部件重复使用，能够较充分利用资源，减少占用空间，减少功能模块之间的连接线束，降低整体成本，有效提高了系统交互效率和可靠性。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于终端类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

Claims (10)

1.一种控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：主控制器、副控制器、高速通信模块、智能网关、流媒体后视镜模块、电源电路、电源管理电路以及前视摄像头，所述主控制器分别与所述副控制器、所述高速通信模块、所述流媒体后视镜模块、所述电源管理电路及所述前视摄像头连接，所述副控制器还分别与所述电源电路、所述高速通信模块及所述智能网关连接。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主控制器的串行异步通信接口与所述副控制器的第一串行异步通信接口电连接，所述主控制器的高速通信接口与所述高速通信模块的高速通信接口电连接，所述主控制器的PMIC接口与所述电源管理电路电连接，所述主控制器的第一数据输入端与所述前视摄像头连接，所述主控制器的第二数据输入端与所述流媒体后视镜模块连接，所述副控制器的电源接口与所述电源电路电连接，所述副控制器的第二串行异步通信接口与所述高速通信模块的串行异步通信接口电连接。
3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述流媒体后视镜模块包括后视摄像头及内后视镜显示屏，所述主控制器的第二数据输入端与所述后视镜摄像头连接，所述主控制器的第一数据输出端与所述内后视镜显示屏连接。
4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述副控制器内设有CAN控制器，所述智能网关包括CAN收发器，所述CAN收发器设有串行异步通信接口和INH端口，所述CAN收发器中的串行异步通信接口和INH端口均与所述副控制器中的所述CAN控制器连接。
5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述副控制器还包括主RGMII/SGMII端口和主SPI端口；所述智能网关包括以太网交换机，所述以太网交换机设有第一RGMII/SGMII端口和第一SPI端口，所述第一
RGMII/SGMII端口与所述主RGMII/SGMII端口相连接，所述第一SPI端口与所述主SPI端口相连接。
6.如权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述以太网交换机还包括至少四个PHY接口。
7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述高速通信模块为4G通信模块或5G通信模块。
8.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括存储卡，所述存储卡与所述主控制器的第一高速通信接口电连接，所述主控制器用于将所述前视摄像头采集到的视频信息进行处理得到视频数据，并将视频数据存储至所述存储卡内。
9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述主控制器还用于将所述视频数据进行编码处理，并将编码后的视频数据输出至所述高速通信模块；
所述高速通信模块，用于对编码后的视频数据进行压缩处理得到视频压缩文件，并将所述视频压缩文件上传至云端服务器。
10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求1至9中任一项所述的控制系统。
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