CN110568847A - 一种车辆的智能控制系统、方法，车载设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开实施例涉及一种车辆的智能控制系统、方法，以及车载设备和存储介质，系统包括：包括独立安全控制系统和智能驾驶控制系统，独立安全控制系统包括：独立定位模块，用于获取第一传感器信息，并基于第一传感器信息确定车辆位姿；独立规划控制模块，用于基于车辆位姿判断车辆是否偏离预设位置，并基于判断结果生成第一规划控制信息；独立底盘控制模块，用于基于所述第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，发送第一底盘控制信号至整车控制器。本公开实施例中通过设置独立安全控制系统，能够提高车辆的安全性能。

Description

一种车辆的智能控制系统、方法，车载设备和存储介质

技术领域

本公开实施例涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种车辆的智能控制系统、方法，车载设备和存储介质。

背景技术

随着自动驾驶车辆的日益普及和广泛使用，车辆的安全性成为用户越来越关注的问题。目前的自动驾驶车辆都配备有传感器组和智能驾驶控制系统，其中的传感器组通常会由摄像头、超声波设备、定位设备等组成，用于采集车辆运行过程中的感知定位信息，并将上述的感知定位信息提供给智能驾驶控制系统，由智能驾驶控制系统基于上述感知定位信息进行控制车辆行驶。

上述自动驾驶车辆在行驶过程中，一旦传感器组提供的感知定位信息错误，或者智能驾驶控制系统中发生故障，将会导致智能驾驶控制系统在控制车辆行驶过程中出现决策失误，容易引发交通事故，危害到驾乘人员，以及道路上其他车辆或者行人的安全。因此，自动驾驶车辆的安全性能是其发展过程中需要解决的问题。

上述对问题的发现过程的描述，仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

为了解决现有技术存在的至少一个问题，本发明的至少一个实施例提供了一种车辆的智能控制系统、方法，车载设备和存储介质。

第一方面，本公开实施例提出一种车辆的智能控制系统，包括智能驾驶控制系统和独立安全控制系统，该独立安全控制系统包括：

独立定位模块，用于获取第一传感器信息，并基于第一传感器信息确定车辆位姿；

独立规划控制模块，用于基于车辆位姿判断车辆是否偏离预设位置，并基于判断结果生成第一规划控制信息；

独立底盘控制模块，用于基于所述第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，发送第一底盘控制信号至整车控制器。

第二方面，本公开实施例提供一种车辆的智能控制方法，包括智能驾驶控制流程和独立安全控制流程，独立安全控制流程包括：

获取第一传感器信息，并基于第一传感器信息确定车辆位姿；

基于车辆位姿判断车辆是否偏离预设位置，并基于判断结果生成第一规划控制信息；

基于所述第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，发送第一底盘控制信号至整车控制器。

第三方面，本公开实施例提供一种车载设备，包括：处理器和存储器；

处理器通过调用存储器存储的程序或指令，用于执行如上述方法的步骤。

第四方面，本公开实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储程序或指令，该程序或指令使计算机执行如上述方法的步骤。

可见，本公开实施例的至少一个实施例中，通过在车辆的智能控制系统中，设置与智能驾驶控制系统并列的独立安全控制系统，该独立安全控制系统能够在自动驾驶车辆行驶过程中，对车辆是否偏离预设位置进行监控，并在监控到车辆偏离预设位置的情况下，生成第一规划控制信息，并基于该第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，并将该第一底盘控制信号发送至整车控制器，以由车辆控制器基于上述第一底盘控制信号对车辆底盘进行控制，进而能够提高自动驾驶车辆的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种自动驾驶车辆的整体架构图；

图2为本公开实施例提供的一种智能控制系统的框图；

图3为本公开实施例提供的一种智能驾驶控制系统的框图；

图4为本公开实施例提供的一种独立安全控制系统的框图；

图5为本公开实施例提供的一种自下而上监控方案的示意图；

图6是本公开实施例提供的一种车载设备的结构示意图；

图7为本公开实施例提供的一种车辆的智能控制方法的流程示意图；

图8为本公开实施例提供的一种智能驾驶控制流程的流程示意图；

图9为本公开实施例提供的一种独立安全控制流程的流程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

针对现有技术自动驾驶车辆存在的安全性能差的问题，本公开实施例提供一种车辆的智能控制方案，该方案中的智能控制系统中设置有智能驾驶控制系统和独立安全控制系统，该独立安全控制系统能够在车辆行驶过程中，对车辆是否偏离预设位置进行监控，并在监控到车辆偏离预设位置的情况下，生成第一规划控制信息，并基于该第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，并将该第一底盘控制信号发送至整车控制器。本公开实施例通过独立安全控制系统在车辆偏离预设位置时进行控制，进而能够提高自动驾驶车辆的安全性能。

本公开实施例提供的车辆的智能控制方案，可应用于自动驾驶车辆。

图1为本公开实施例提供的一种自动驾驶车辆的整体架构图。如图1所示，自动驾驶车辆包括：传感器组、智能控制系统100、车辆底层执行系统以及其他可用于驱动车辆和控制车辆运行的部件。

传感器组，用于采集车辆外界环境的数据和探测车辆的位置数据。传感器组例如包括但不限于摄像头、激光雷达、毫米波雷达、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)和IMU(Inertial Measurement Unit，惯性测量单元)中的至少一个。

在一些实施例中，传感器组，还用于采集车辆的动力学数据，传感器组例如还包括但不限于车轮转速传感器、速度传感器、加速度传感器、方向盘转角传感器、前轮转角传感器中的至少一个。

智能控制系统100，用于获取传感器组的数据，传感器组中所有传感器在智能驾驶车辆行驶过程中都以较高的频率传送数据。

智能控制系统100，还用于基于传感器组的数据进行环境感知和车辆定位，并基于环境感知信息和车辆定位信息进行路径规划和决策，以及基于规划的路径生成车辆控制指令，从而控制车辆按照规划路径行驶。

在一些实施例中，智能控制系统100可以包括并列设置的智能驾驶控制系统和独立安全控制系统，上述的智能驾驶控制系统和独立安全控制系统分别独立运行，且均可以根据采集的车辆外界信息对车辆进行控制。其中，智能驾驶控制系统可以作为自动驾驶车辆的主控制系统，基于车辆外界信息对车辆控制的行驶过程，而独立安全控制系统基于车辆外界信息对车辆的行驶过程进行安全监控，即可以基于车辆位姿确定车辆是否偏离预设位置，在确定车辆偏离预设位置后，生成第一规划控制信息，并基于该第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，并将其发送至整车控制器，以及整车控制器根据第一底盘控制信号对车辆行驶过程进行调整和修正，提高车辆的安全性能在一些实施例中，智能控制系统100可以为软件系统、硬件系统或者软硬件结合的系统。例如，智能控制系统100是运行在操作系统上的软件系统，车载硬件系统是支持操作系统运行的硬件系统。

在一些实施例中，智能控制系统100，还用于与云端服务器无线通信，交互各种信息。在一些实施例中，智能控制系统100与云端服务器通过无线通讯网络(例如包括但不限于GPRS网络、Zigbee网络、Wifi网络、3G网络、4G网络、5G网络等无线通讯网络)进行无线通信。

在一些实施例中，云端服务器用于统筹协调管理自动驾驶车辆。在一些实施例中，云端服务器可以用于与一个或多个自动驾驶车辆进行交互，统筹协调管理多个自动驾驶车辆的调度等。

在一些实施例中，云端服务器是由车辆服务商所建立的云端服务器，提供云存储和云计算的功能。在一些实施例中，云端服务器中建立车辆端档案。在一些实施例中，车辆端档案中储存智能控制系统100上传的各种信息。在一些实施例中，云端服务器可以实时同步车辆端产生的驾驶数据。

在一些实施例中，云端服务器可包括数据仓库和数据加工平台，其中数据仓库中存储云端服务器建立的车辆端档案。在一些实施例中，数据仓库可以从各种源头业务系统中把数据统一采集到数据仓库中，并在数据加工平台进行加工，以便车辆端使用。

在一些实施例中，数据仓库和数据加工平台可基于数据仓库云服务进行建立，例如采用阿里云提供的数据仓库云服务和MaxCompute云服务进行建立。MaxCompute服务可向用户提供完善的数据导入方案以及多种分布式计算模型，解决海量数据计算问题。

在一些实施例中，云端服务器是基于车载T-BOX终端，应用云技术搭建的信息服务后台。

在一些实施例中，云端服务器可以是一个服务器，也可以是一个服务器群组。服务器群组可以是集中式的，也可以是分布式的。分布式服务器，有利于任务在多个分布式服务器进行分配与优化，克服传统集中式服务器资源紧张与响应瓶颈的缺陷。在一些实施例中，云端服务器可以是本地的或远程的。

在一些实施例中，云端服务器可用于对车辆端进行停车收费、过路收费等。在一些实施例中，云端服务器还用于分析驾驶员的驾驶行为，并且对驾驶员的驾驶行为进行安全等级评估。

在一些实施例中，云端服务器可用于获取道路监测单元(RSU：Road Side Unit)和自动驾驶车辆的信息，以及可以发送信息至自动驾驶车辆。在一些实施例中，云端服务器可以根据自动驾驶车辆的信息将道路监测单元中的与自动驾驶车辆相对应的检测信息发送给自动驾驶车辆。

在一些实施例中，道路监测单元可以用于收集道路监测信息。在一些实施例中，道路监测单元可以是环境感知传感器，例如，摄像头、激光雷达等，也可以是道路设备，例如V2X设备，路边红绿灯装置等。在一些实施例中，道路监测单元可以监控隶属于相应道路监测单元的道路情况，例如，通过车辆的类型、速度、优先级别等。道路监测单元在收集到道路监测信息后，可将所述道路监测信息发送给云端服务器，也可以发送给通过道路的智能驾驶车辆。

车辆底层执行系统，用于接收智能控制系统发送的车辆控制信号，并基于上述的车辆控制信号实现对车辆行驶的控制。在一些实施例中，车辆底层执行系统包括但不限于：整车控制器、转向系统、制动系统和驱动系统。其中的整车控制器可以接收智能控制系统100发送的底盘控制信号，例如智能驾驶控制系统发送的底盘控制信号，或者是独立安全控制系统发送的底盘控制信号，基于底盘控制信号向转向系统、制动系统和驱动系统中的任意一个或几个发送对应的控制指令，转向系统、制动系统和驱动系统属于车辆领域成熟系统，在此不再赘述。

在一些实施例中，自动驾驶车辆还可包括图1中未示出的车辆CAN总线，车辆CAN总线连接车辆底层执行系统。智能控制系统100与车辆底层执行系统之间的信息交互通过车辆CAN总线进行传递。

在一些实施例中，自动驾驶车辆既可以通过驾驶员又可以通过智能控制系统100控制车辆行驶。在人工驾驶模式下，驾驶员通过操作控制车辆行驶的装置驾驶车辆，控制车辆行驶的装置例如包括但不限于制动踏板、方向盘和油门踏板等。控制车辆行驶的装置可直接操作车辆底层执行系统控制车辆行驶。

在一些实施例中，自动驾驶车辆也可以为无人车，车辆的驾驶控制由智能控制系统100来执行。

图2为本公开实施例提供的一种智能控制系统200的框图。在一些实施例中，智能控制系统200可以实现为图1中的智能驾驶控制系统100或者智能控制系统100的一部分，用于控制车辆行驶。

如图2所示，智能控制系统200包括两个独立的控制系统，即智能驾驶控制系统210和独立安全控制系统220，上述两个控制系统可以独立运行。

其中的智能驾驶控制系统210是车辆行驶的主控制系统，其主要基于传感器组获取的信息对车辆行驶过程进行控制，具体的可以是基于传感器组获取的信息生成规划控制信息，然后基于规划控制信息生成底盘控制信号，并将底盘控制信号发送给整车控制器，以控制车辆行驶。而独立安全控制系统220也基于传感器组获得信息，获取车辆位姿，并根据车辆位姿确定车辆是否偏离预设位置，并在车辆偏离预设位置时生成第一规划控制信息，并基于该第一规划控制信息生成底盘控制信号，将底盘控制信号发送给整车控制器，从而对车辆偏离预设位置的情况进行调整和修正，进而提高车辆行驶过程的安全性能。

在一些实施例中，上述独立安全控制系统220在确定车辆偏离预设位置后，也可以生成规划控制信息，并基于该规划控制信息生成底盘控制信号。

为了描述方便，在本公开实施例中，其中独立安全控制系统220使用的传感器获取的信息被称为第一传感器信息，智能驾驶控制系统210使用的传感器获取的信息被称为第二传感器信息；独立安全控制系统220生成的规划控制信息被称为第一规划控制信息，智能驾驶安全控制系统210生成的规划控制信息被称为第二规划控制信息；独立安全控制系统220所生成的底盘控制信号被称为第一底盘控制信号，智能驾驶控制系统210生成的底盘控制信号被称为第二底盘控制信号。

对于智能驾驶控制系统210和独立安全控制系统220，都可以划分为多个模块。

图3为公开实施例提供的一种智能驾驶控制系统300的框图，包括：感知定位模块310、规划控制模块320、底盘控制模块330以及其他一些可用于自动驾驶的模块。

感知定位模块310用于进行环境感知与定位。在一些实施例中，感知定位模块310用于获取的传感器数据、V2X(Vehicle to X，车用无线通信)数据、高精度地图等数据。

在一些实施例中，感知定位模块310用于基于获取的传感器数据、V2X(Vehicle toX，车用无线通信)数据、高精度地图等数据中的至少一种，进行环境感知与定位。

在一些实施例中，感知定位模块310用于生成感知定位信息，实现对障碍物感知、摄像头图像的可行驶区域识别以及车辆的定位等。

环境感知(Environmental Perception)可以理解为对于环境的场景理解能力，例如障碍物的位置，道路标志/标记的检测，行人/车辆的检测等数据的语义分类。

在一些实施例中，环境感知可采用融合摄像头、激光雷达、毫米波雷达等多种传感器的数据进行环境感知。

定位(Localization)属于感知的一部分，是确定自动驾驶车辆相对于环境的位置的能力。

定位可采用：GPS定位，GPS的定位精度在数十米到厘米级别，定位精度高；定位还可采用融合GPS和惯性导航系统(Inertial Navigation System)的定位方法。定位还可采用SLAM(Simultaneous Localization And Mapping，同步定位与地图构建)，SLAM的目标即构建地图的同时使用该地图进行定位，SLAM通过利用已经观测到的环境特征确定当前车辆的位置以及当前观测特征的位置。

V2X是智能交通运输系统的关键技术，使得车与车、车与基站、基站与基站之间能够通信，从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，提高自动驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。

高精度地图是自动驾驶领域中使用的地理地图，与传统地图相比，不同之处在于：1)高精度地图包括大量的驾驶辅助信息，例如依托道路网的精确三维表征：包括交叉路口局和路标位置等；2)高精地图还包括大量的语义信息，例如报告交通灯上不同颜色的含义，又例如指示道路的速度限制，以及左转车道开始的位置；3)高精度地图能达到厘米级的精度，确保智能驾驶车辆的安全行驶。

规划控制模块320用于基于感知定位模块310生成的感知定位信息，进行路径规划和决策，生成第二规划控制信息。

在一些实施例中，规划定位模块320用于基于感知定位模块生成的感知定位信息，并结合V2X数据、高精度地图等数据中的至少一种，进行路径规划和决策。

在一些实施例中，规划定位模块320用于规划路径、决策：行为(例如包括但不限于跟车、超车、停车、绕行等)、车辆航向、车辆速度、车辆的期望加速度、期望的方向盘转角等，生成规划决策信息。

底盘控制模块330用于基于规划控制模块生成的第二规划控制信息，进行路径跟踪、轨迹跟踪或转向角计算等，并生成第二底盘控制信号，并将第二底盘控制信号发送车辆底层执行系统的整车控制器，以由整车控制器根据第二底盘控制信号生成控制指令，并向转向系统、制动系统和驱动系统中的任意一个或几个下发控制指令。在一些实施例中，底盘控制模块330可以用于生成车辆底层执行系统的控制信号，并下发控制信号，以使车辆底层执行系统控制车辆按照期望路径行驶，例如通过控制方向盘、刹车以及油门对车辆进行横向和纵向控制。

在一些实施例中，底盘控制模块330还用于基于路径跟踪算法计算前轮转角。

在一些实施例中，路径跟踪过程中的期望路径曲线与时间参数无关，跟踪控制时，可以假设自动驾驶车辆以当前速度匀速前进，以一定的代价规则使行驶路径趋近于期望路径；而轨迹跟踪时，期望路径曲线与时间和空间均相关，并要求自动驾驶车辆在规定的时间内到达某一预设好的参考路径点。

路径跟踪不同于轨迹跟踪，不受制于时间约束，只需要在一定误差范围内跟踪期望路径。

综合上述技术方案的描述可以理解，本公开实施例提供的智能驾驶控制系统300中，感知定位模块310用于获取第二传感器信息，并基于第二传感器信息生成感知定位信息；规划控制模块320用于基于所述感知定位信息，生成第二规划控制信息；底盘控制模块330用于基于所述第二规划控制信息，生成第二底盘控制信号，并发送该第二底盘控制信号至整车控制器。

在一些实施例中，其中智能驾驶控制系统300的定位模块310、规划控制模块320和底盘控制模块330可以为软件模块、硬件模块或者软硬件结合的模块。例如，上述各个模块中的任意一个或几个是运行在操作系统上的软件模块，车载硬件系统是支持操作系统运行的硬件系统。

在自动驾驶车辆的一些应用场景中，例如自动驾驶车辆应用于景区观光时，智能驾驶控制系统300基于如上的功能，可以控制车辆在景区内的道路上行驶。而通常情况下，都会为自动驾驶车辆在景区内设定游览区域和设定游览路线中的至少一项，该设定游览区域可以看作是自动驾驶车辆的设定区域，该设定游览路线可以看作是自动驾驶车辆的设定路线，上述设定路线和设定区域是为自动驾驶车辆设定位置的两种表现形式。

在智能驾驶控制系统300对车辆行驶过程进行控制时，若发生设备故障，例如传感器组的传感器发生故障，导致采集到的传感器信息错误，或者是智能驾驶控制系统在进行控制车辆行驶过程发生故障等情况，都可能导致自动驾驶车辆偏离预设位置，影响自动驾驶车辆的安全性能。

本公开实施例中的设置的独立安全控制系统能够对自动驾驶车辆是否偏离预设位置进行监控。图4为本公开实施例提供的一种独立安全控制系统的框图，如图4所示，独立安全控制系统400可以包括：独立定位模块410、独立规划控制模块420、独立底盘控制模块430以及其他一些可用于对自动驾驶进行安全控制的模块。

其中独立定位模块410可以获取第一传感器信息，并基于该第一传感器信息确定车辆位姿，该车辆位姿包括车辆位置，以及车辆的行驶姿态等信息。

在一些实施例中，上述的第一传感器信息可以由车辆上外设或内置的传感器组采集，该第一传感器信息可以和智能驾驶控制系统中感知定位模块所获取的第二传感器信息完全不同、完全相同或部分相同，或者第一传感器信息是第二传感器信息的子集等情况，在利用相同的传感器采集的数据时，能够显著减少传感器组内设备的数量。

在一些实施例中，独立规划控制模块420可以基于车辆位姿确定自动驾驶车辆行驶过程中是否偏离预设位置，该偏离预设位置包括但不限于偏离预设路线、偏离预设区域中的一个或两个。例如上述针对景区内自动驾驶车辆的示例，可以是偏离了景区内设定游览路线，或者是超出了景区内设定游览区域等情况。

在独立规划控制模块420确定发生了上述车辆偏离预设位置的情况后，独立底盘控制模块430可以生成相应的底盘控制信号，对车辆相应的控制。根据实际情况的不同，上述的底盘控制信号可以包括多种形式，例如生成控制车辆制动的制动信号，控制车辆制动；或者生成控制车辆转向的转向信号，控制车辆重新回到设定游览路线，或者是重新回到设定游览区域内。

综合上述技术方案可以理解，本公开实施例提供的独立安全控制系统400能够实现对自动驾驶车辆的行驶过程进行安全监控，其中的独立定位模块410用于获取第一传感器信息，并基于第一传感器信息确定车辆位姿；独立规划控制模块420用于基于车辆位姿判断车辆是否偏离预设位置，并基于判断结果生成第一规划控制信息；独立底盘控制模块430用于基于第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，发送第一底盘控制信号至整车控制器。

在一些实施例中，其中独立定位控制系统400的独立定位模块410、独立规划控制模块420和独立底盘控制模块430可以为软件模块、硬件模块或者软硬件结合的模块。例如，上述各个模块中的任意一个或几个是运行在操作系统上的软件模块，车载硬件系统是支持操作系统运行的硬件系统。

在一些实施例中，独立规划控制模块420可以是在基于车辆位置确定车辆偏离预设位置后，基于偏离的情况进行路径规划和决策，例如根据车辆的偏离程度判断车辆可以通过转向的方式回到原预设路线上时，可以生成转向信息，例如判断车辆已经驶离预设区域较远时，车辆必须马上停止运行并等待管理人员介入处理时，则可以生成制动信息，上述的转向信息和制动信息可以理解为独立规划控制模块420生成的第一规划控制信息的两种表现形式，但独立规划控制模块420生成的第一规划控制信息并不限于上述两种表现形式，例如在判断未出现车辆偏离预设位置的情况下，可以生成行驶正常信息。独立规划控制模块420将上述第一规划控制信息发生给独立底盘控制模块430，以由独立底盘制动模块430根据第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，如上述所述的，若上述第一规划控制信息为制动信息，则上述第一底盘控制信号为制动信号，若上述第一规划控制信息为转向信息，则上述第一底盘控制信号为转向信号。

在一些实施例中，整车控制器可能接收到独立安全控制系统发送的第一底盘控制信号，或者接收到智能安全驾驶控制系统发送的第二底盘控制信号。在整车控制器的配置文件中，可以设置独立安全控制系统发送的第一底盘控制信号具有更高的优先级。

在一些实施例中，其中第一底盘控制信号可以包括行驶正常信号和非正常行驶信号两种情况，即在第一规划控制信息为行驶正常信息时，生成行驶正常信号，当然上述的正常行驶正常信息也并非生成行驶正常信号的必要条件，也可以设置为独立底盘制动模块430未接收到任何规划信息时，始终输出行驶正常信号。上述的非正常行驶信号可以包括两种情况，即制动信号或转向信号，分别对应上述第一规划控制信息为制动信息或转向信息的情况。

对于上述设置独立安全控制系统发送的第一底盘控制信号具有更高的优先级，可以理解为，第一底盘控制信号为非正常行驶信号时，优先处理该第一底盘控制信号

，例如若第一底盘控制信号为制动信号，则上述对应的控制指令可以是发送给制动系统的制动指令；若第一底盘控制信号为转向信号，则上述对应的控制指令可以是发送给转向系统的转向指令。而对于第一底盘控制信号始终为行驶正常信号时，则意味着独立安全控制系统为监控到异常情况，整车控制器仍执行第二底盘控制信号，控制车辆正常行驶即可。

本公开实施例中，其中对于独立安全控制系统而言，其中的独立定位模块、独立规划控制模块和独立底盘控制模块采用的是一种自上而下的信息流交互方式，处于下级的模块的功能执行都依赖于上一级模块提供的信息，上一级模块提供信息的及时性和准确性都会有影响到模块本身功能的执行。若上一级模块发生故障，本模块的功能无法正常运行，且独立安全控制系统也无法正常运行。依据上述原理，本公开实施例提供了一种自下而上进行监控的技术方案，图5为本公开实施例提供的一种自下而上监控方案的示意图。

在一些实施例中，可以在独立安全控制系统300中设置而自下而上的监控机制，由下一级模块对上一级模块进行监控，并在监控到任一模块发生故障时，触发生成第一底盘制动信号，并发送给整车控制器，以由整车控制器基于第一底盘制动信号生成相应的制动指令，该制动指令最终发送给制动系统，驱动制动系统进行制动。

在一些实施例中，独立安全控制系统包括独立定位模块310、独立规划控制模块320和独立底盘控制模块330时，则自下而上的监控方案包括两种情况：

第一种情况，是由独立规划控制模块320对独立定位模块310的工作状态进行监控，以判断独立定位模块310是否发生故障。

在对独立安全控制系统进行设计时，通常会对独立定位模块310下发信息的时间和信息格式进行设定，下发信息的时间可以是按照多长的时间间隔下发。因此，上述监控的过程可以是通过判断独立定位模块310下发的信息是否超时，例如下发的车辆位姿是否超时，或者是，判断独立定位模块下发的信息格式与预设格式是否一致；若判断超时或者不一致时，就是认为独立定位模块310发生故障。独立规划控制模块320在判断独立定位模块310发生故障后，可以将其通知给独立底盘控制模块330。

第二种情况，是由独立底盘控制模块330对独立规划控制模块320的工作状态进行监控，以判断独立规划控制模块320是否发生故障。独立底盘控制模块330对独立规划控制模块320进行监控的方法可以参照上述第一种情况，也是对独立规划控制模块320下发信息的时间或者信息格式进行监控，如果出现独立规划控制模块320下发信息超时，或者是，独立规划控制模块320下发的信息格式与预设格式不一致，则认为独立规划控制模块320发生故障，上述下发的信息可以是第一规划控制信息。

在上述两种情况下，在独立底盘控制模块330监控到独立规划控制模块320发生故障后，或者时，独立规划控制模块320监控到独立定位模块310发生故障后，都可以生成第一底盘制动信号，并发送至整车控制器。

在一些实施例中，可以在智能驾驶控制系统400中设置而自下而上的监控机制，由下一级模块对上一级模块进行监控，并在监控到任一模块发生故障时，触发生成第二底盘制动信号，并发送给整车控制器，以由整车控制器基于第二底盘制动信号生成相应的制动指令，该制动指令最终发送给制动系统，驱动制动系统进行制动。

在一些实施例中，智能驾驶控制系统400包括感知定位模块410、规划控制模块420和底盘控制模块430时，则自下而上的监控方案包括两种情况：

第一种情况，是由规划控制模块420对感知定位模块410的工作状态进行监控，以判断感知定位模块410是否发生故障。

通常情况下，在对智能驾驶控制系统400进行设计时，都会对感知定位模块410下发信息的时间和信息格式进行设定，下发信息流的时间可以是按照多长的时间间隔下发。因此，上述监控的过程可以是通过判断感知定位模块410下发的信息是否超时，例如下发的感知定位信息是否超时，或者是，判断感知定位模块下发的感知定位信息格式与预设格式是否一致；若判断超时或者不一致时，就是认为感知定位模块410发生故障。规划控制模块420在判断感知定位模块410发生故障后，可以将其通知给底盘控制模块430。

第二种情况，是由底盘控制模块430对规划控制模块420的工作状态进行监控，以判断规划控制模块420是否发生故障。底盘控制模块430对规划控制模块420进行监控的方法可以参照上述第一种情况，也是对规划控制模块420下发信息的时间或者信息格式进行监控，如果出现规划控制模块420下发信息超时，或者是，规划控制模块420下发的信息格式与预设格式不一致，则认为规划控制模块420发生故障，上述信息可以是第二规划控制信息。

在上述两种情况下，在底盘控制模块430监控到规划控制模块420发生故障后，或者时，规划控制模块420监控到感知定位模块410发生故障后，都可以生成第二底盘制动信号，并发送至整车控制器。

在一些实施例中，还可以在独立安全控制系统400和智能驾驶控制系统300之间实现监控。例如包括如下一种或两种情况：

第一种情况，是由独立安全控制系统400的独立底盘控制模块430对智能驾驶控制系统300的底盘控制模块330的工作状态进行监控；

第二种情况，是由智能驾驶控制系统300的底盘控制模块330对独立安全控制系统400的独立底盘控制模块430的工作状态进行监控。

具体的监控方式，也可以是预先设定在以上两个模块间进行消息发送，对于消息发送间隔时长、消息格式中的至少一项进行约定。此时，若独立底盘控制模块430监控到底盘控制模块330发送消息超时，或者发送的消息格式与预设格式不一致时，则可以确定底盘控制模块330发生故障；若底盘控制模块330监控到独立底盘控制模块430发送消息超时，或者发送的消息格式与预设格式不一致时，则可以确定独立底盘控制模块430发生故障。

对于独立底盘控制模块430而言，若监控底盘控制模块330发生故障时，生成第一底盘制动信号，并发送第一底盘制动信号至整车控制器；对于底盘控制模块330而言，若监控到独立底盘控制模块430发生故障时，生成第二底盘制动信号，并发送第二底盘控制信号至整车控制器。整车控制器在接收到第一底盘制动信号或者第二底盘制动信号后，可以生成相应的制动指令，发送给制动系统进行制动。

无论是在独立安全控制系统内部的各个模块间实行自下而上的监控，是在智能驾驶控制系统内部的各个模块间实行自下而上的监控，还是在独立安全控制系统和智能驾驶控制系统之间实行监控，都能够在智能控制系统中某一功能模块发生故障时，及时将自动驾驶车辆制动，提高自动驾驶车辆的安全性能。

在一些实施例中，上述智能驾驶控制系统300和独立安全控制系统400中各模块的划分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，例如将各个模块进一步进行划分为不同的单元，或者将至少两个模块进行合并成一个新的模块。可以理解的是，各个模块或单元能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能。

图6是本公开实施例提供的一种车载设备的结构示意图。车载设备可支持智能控制系统的运行。

如图6所示，车载设备包括：至少一个处理器601、至少一个存储器602和至少一个通信接口603。车载设备中的各个组件通过总线系统604耦合在一起。通信接口603，用于与外部设备之间的信息传输。可理解，总线系统604用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统604除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但为了清楚说明起见，在图6中将各种总线都标为总线系统604。

可以理解，本实施例中的存储器602可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。

在一些实施方式中，存储器602存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统和应用程序。

其中，操作系统，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本公开实施例提供的车辆的智能控制方法的程序可以包含在应用程序中。

在本公开实施例中，处理器601通过调用存储器602存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序中存储的程序或指令，处理器601用于执行本公开实施例提供的车辆的智能控制方法各实施例的步骤。

本公开实施例提供的车辆的智能控制方法可以应用于处理器601中，或者由处理器601实现。处理器601可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本公开实施例提供的车辆的智能控制方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成方法的步骤。

图7为本公开实施例提供的一种车辆的智能控制方法流程图。该方法的执行主体为车载设备，在一些实施例中，该方法的执行主体为车载设备所支持的智能控制系统。

如图7所示，本公开实施例提供的技术方案，其中车辆的智能控制方法包括智能驾驶控制流程710和独立安全控制流程720，在车辆启动运行后，上述的智能驾驶控制流程710和独立安全控制流程720可以分别独立运行。

其中的智能驾驶控制流程710是车辆行驶的主控制流程，其主要基于传感器组获取的信息对车辆行驶过程进行控制，具体的可以是基于传感器组获取的信息生成规划控制信息，然后基于规划控制信息生成底盘控制信号，并将底盘控制信号发送给整车控制器，以控制车辆行驶。而独立安全控制流程720也基于传感器组获得信息，获取车辆位姿，并根据车辆位姿确定车辆是否偏离预设位置，并在车辆偏移预设位置时生成第一规划控制信息，并基于该第一规划控制信息生成底盘控制信号，将底盘控制信号发送给整车控制器，从而对车辆偏离预设位置的情况进行调整和修正，进而提高车辆行驶过程的安全性能。

在一些实施例中，上述独立安全控制流程在确定车辆偏离预设位置后，也可以生成规划控制信息，并基于该规划控制信息生成底盘控制信号。

为了描述方便，本公开实施例中，其中独立安全控制流程720使用的传感器获取的信息被称为第一传感器信息，智能驾驶控制流程710使用的传感器获取的信息被称为第二传感器信息；独立安全控制流程720生成的规划控制信息被称为第一规划控制信息，智能驾驶控制流程710生成的规划控制信息被称为第二规划控制信息；独立安全控制流程720所生成的底盘控制信号被称为第一底盘控制信号，智能驾驶控制流程710生成的底盘控制信号被称为第二底盘控制信号。

对于智能驾驶控制流程710和独立安全控制流程720，都可以划分为多个步骤。

图8为本公开实施例提供的一种智能驾驶控制流程的流程示意图。智能驾驶控制流程可以包括感知定位步骤810、规划控制步骤820和底盘控制步骤830以及其他一些可用于进行智能驾驶控制的步骤。

感知定位步骤810用于进行环境感知与定位。

在一些实施例中，感知定位步骤810用于获取的传感器数据、V2X(Vehicle to X，车用无线通信)数据、高精度地图等数据。

在一些实施例中，感知定位步骤810用于基于获取的传感器数据、V2X(Vehicle toX，车用无线通信)数据、高精度地图等数据中的至少一种，进行环境感知与定位。

在一些实施例中，感知定位步骤810用于生成感知定位信息，实现对障碍物感知、摄像头图像的可行驶区域识别以及车辆的定位等。

环境感知(Environmental Perception)可以理解为对于环境的场景理解能力，例如障碍物的位置，道路标志/标记的检测，行人/车辆的检测等数据的语义分类。

在一些实施例中，环境感知可采用融合摄像头、激光雷达、毫米波雷达等多种传感器的数据进行环境感知。

定位(Localization)属于感知的一部分，是确定自动驾驶车辆相对于环境的位置的能力。

定位可采用：GPS定位，GPS的定位精度在数十米到厘米级别，定位精度高；定位还可采用融合GPS和惯性导航系统(Inertial Navigation System)的定位方法。定位还可采用SLAM(Simultaneous Localization And Mapping，同步定位与地图构建)，SLAM的目标即构建地图的同时使用该地图进行定位，SLAM通过利用已经观测到的环境特征确定当前车辆的位置以及当前观测特征的位置。

V2X是智能交通运输系统的关键技术，使得车与车、车与基站、基站与基站之间能够通信，从而获得实时路况、道路信息、行人信息等一系列交通信息，提高自动驾驶安全性、减少拥堵、提高交通效率、提供车载娱乐信息等。

高精度地图是自动驾驶领域中使用的地理地图，与传统地图相比，不同之处在于：1)高精度地图包括大量的驾驶辅助信息，例如依托道路网的精确三维表征：包括交叉路口局和路标位置等；2)高精地图还包括大量的语义信息，例如报告交通灯上不同颜色的含义，又例如指示道路的速度限制，以及左转车道开始的位置；3)高精度地图能达到厘米级的精度，确保智能驾驶车辆的安全行驶。

规划控制步骤820用于基于感知定位步骤810生成的感知定位信息，进行路径规划和决策，生成第二规划控制信息。

在一些实施例中，规划定位步骤820用于基于感知定位步骤810生成的感知定位信息，并结合V2X数据、高精度地图等数据中的至少一种，进行路径规划和决策。

在一些实施例中，规划定位步骤820用于规划路径、决策：行为(例如包括但不限于跟车、超车、停车、绕行等)、车辆航向、车辆速度、车辆的期望加速度、期望的方向盘转角等，生成规划决策信息。

底盘控制步骤830用于基于规划控制步骤820生成的第二规划控制信息，进行路径跟踪、轨迹跟踪或转向角计算等，并生成第二底盘控制信号，并将第二底盘控制信号发送车辆底层执行系统的整车控制器，以由整车控制器根据第二底盘控制信号生成控制指令，并向转向系统、制动系统和驱动系统中的任意一个或几个下发控制指令。

在一些实施例中，底盘控制步骤830可以用于生成车辆底层执行系统的控制信号，并下发控制信号，以使车辆底层执行系统控制车辆按照期望路径行驶，例如通过控制方向盘、刹车以及油门对车辆进行横向和纵向控制。

在一些实施例中，底盘控制步骤830还用于基于路径跟踪算法计算前轮转角。

在一些实施例中，路径跟踪过程中的期望路径曲线与时间参数无关，跟踪控制时，可以假设自动驾驶车辆以当前速度匀速前进，以一定的代价规则使行驶路径趋近于期望路径；而轨迹跟踪时，期望路径曲线与时间和空间均相关，并要求自动驾驶车辆在规定的时间内到达某一预设好的参考路径点。

路径跟踪不同于轨迹跟踪，不受制于时间约束，只需要在一定误差范围内跟踪期望路径。

综合上述技术方案的描述可以理解，本公开实施例提供的智能驾驶控制流程中，其包括如下步骤：

步骤810、获取第二传感器信息，并基于第二传感器信息生成感知定位信息；

步骤820、基于感知定位信息，生成第二规划控制信息；

步骤830、基于第二规划控制信息，生成第二底盘控制信号，并发送第二底盘控制信号至整车控制器。

在自动驾驶车辆的一些应用场景中，例如自动驾驶车辆应用于景区观光时，智能驾驶控制流程可以控制车辆在景区内的道路上行驶。而通常情况下，都会为自动驾驶车辆在景区内设定游览区域和设定游览路线中的至少一项，该设定游览区域可以看作是自动驾驶车辆的设定区域，该设定游览路线可以看作是自动驾驶车辆的设定路线，上述设定路线和设定区域时为车辆设定位置的两种表现形式。

在智能驾驶控制流程对车辆行驶过程进行控制时，若发生设备故障，例如传感器组的传感器发生故障，导致采集到的传感器信息错误，或者是智能驾驶控制流程在控制车辆行驶过程发生故障，都可能导致自动驾驶车辆偏离预设位置，影响自动驾驶车辆的安全性能。

本公开实施例中的设置的独立安全控制流程能够对自动驾驶车辆是否偏离预设位置进行监控。图9为本公开实施例提供的一种独立安全控制流程的流程示意图，如图9所示，独立安全控制流程可以包括：独立定位步骤910、独立规划控制步骤920、独立底盘控制步骤930以及其他一些可用于对自动驾驶车辆进行安全控制的流程。

其中独立定位步骤910可以获取第一传感器信息，并基于该第一传感器信息确定车辆位姿，该车辆位姿包括车辆位置，以及车辆的行驶姿态等信息。

在一些实施例中，上述的第一传感器信息可以由车辆上外设或内置的传感器组采集，该第一传感器信息可以和智能驾驶控制流程中感知定位模块所获取的第二传感器信息完全不同、完全相同或部分相同，或者第一传感器信息是第二传感器信息的子集等情况，在利用相同的传感器采集的数据时，能够显著减少传感器组内设备的数量。

独立规划控制步骤920可以基于车辆位姿确定自动驾驶车辆行驶过程中是否偏离预设位置，该偏离预设位置包括但不限于偏离预设路线，偏离预设区域中的一个或两个。例如上述针对景区内自动驾驶车辆的示例，可以是偏离了景区内设定游览路线，或者是超出了景区内设定游览区域等情况。

在独立规划控制步骤920确定发生了上述车辆偏离预设位置的情况后，可以生成第一规划控制信息，独立底盘控制步骤930可以生成基于第一规划控制信息相应的底盘控制信号，对车辆相应的控制。根据实际情况的不同，上述的底盘控制信号可以包括多种形式，例如生成控制车辆制动的制动信号，控制车辆制动；或者生成控制车辆转向的转向信号，控制车辆重新回到设定游览路线，或者是重新回到设定游览区域内。

综合上述技术方案可以理解，本公开实施例提供的独立安全控制流程能够实现对自动驾驶车辆的行驶过程进行安全监控，其具体包括如下步骤：

步骤910、获取第一传感器信息，并基于第一传感器信息确定车辆位姿；

步骤920、基于车辆位姿判断车辆是否偏离预设位置，并基于判断结果生成第一规划控制信息；

步骤930、基于第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，发送第一底盘控制信号至整车控制器。

在一些实施例中，独立规划控制步骤920可以是在基于车辆位置确定车辆偏离预设位置后，基于偏离的情况进行路径规划和决策，例如根据车辆的偏离程度判断车辆可以通过转向的方式回到原预设路线上时，可以生成转向信息，例如判断车辆已经驶离预设区域较远时，车辆必须马上停止运行并等待管理人员介入处理时，则可以生成制动信息，上述的转向信息和制动信息可以理解为独立规划控制步骤920生成的第一规划控制信息的两种表现形式，但独立规划控制流程920生成的第一规划控制信息并不限于上述两种表现形式例如在判断未出现车辆偏离预设位置的情况下，可以生成行驶正常信息。进一步的，独立底盘制动流程可以根据第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，如上述所述的，若上述第一规划控制信息为制动信息，则上述第一底盘控制信号为制动信号，若上述第一规划控制信息为转向信息，则上述第一底盘控制信号为转向信号。

在一些实施例中，整车控制器可能接收到独立安全控制流程900发送的第一底盘控制信号，或者接收到智能安全驾驶控制系统发送的第二底盘控制信号。在整车控制器的配置文件中，可以设置独立安全控制系统发送的第一底盘控制信号具有更高的优先级。

在一些实施例中，其中第一底盘控制信号可以包括行驶正常信号和非正常行驶信号两种情况，即在第一规划控制信息为行驶正常信息时，生成行驶正常信号，当然上述的正常行驶正常信息也并非生成行驶正常信号的必要条件，也可以设置为未接收到任何规划信息时，始终输出行驶正常信号。上述的非正常行驶信号可以包括两种情况，即制动信号或转向信号，分别对应上述第一规划控制信息为制动信息或转向信息的情况。

对于上述设置独立安全控制系统发送的第一底盘控制信号具有更高的优先级，可以理解为，第一底盘控制信号为非正常行驶信号时，优先处理该第一底盘控制信号

，例如若第一底盘控制信号为制动信号，则上述对应的控制指令可以是发送给制动系统的制动指令；若第一底盘控制信号为转向信号，则上述对应的控制指令可以是发送给转向系统的转向指令。而对于第一底盘控制信号始终为行驶正常信号时，则意味着独立安全控制系统为监控到异常情况，整车控制器仍执行第二底盘控制信号，控制车辆正常行驶即可。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员能够理解，本公开实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。另外，本领域技术人员能够理解，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例。

本公开实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如车辆的智能控制方法各实施例的步骤，为避免重复描述，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

本领域的技术人员能够理解，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆的智能控制系统，其特征在于，包括智能驾驶控制系统和独立安全控制系统，所述独立安全控制系统包括：

独立定位模块，用于获取第一传感器信息，并基于所述第一传感器信息确定车辆位姿；

独立规划控制模块，用于基于所述车辆位姿判断所述车辆是否偏离预设位置，并基于判断结果生成第一规划控制信息；

独立底盘控制模块，用于基于所述第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，发送所述第一底盘控制信号至整车控制器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述独立规划控制模块具体用于基于所述车辆位姿确定所述车辆偏离预设区域和/或偏离预设路线。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述独立规划控制模块还用于监控所述独立定位模块的工作状态。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述独立底盘控制模块还用于监控所述独立规划控制模块的工作状态。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述独立底盘控制模块还用于，在监控到所述独立定位模块发生故障，或者在监控到所述独立规划控制模块发生故障后，生成第一底盘制动信号，并发送所述第一底盘制动信号至整车控制器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述智能驾驶控制系统包括；

感知定位模块，用于获取第二传感器信息，并基于所述第二传感器信息生成感知定位信息；

规划控制模块，用于基于所述感知定位信息，生成第二规划控制信息；

底盘控制模块，用于基于所述第二规划控制信息，生成第二底盘控制信号，并发送所述第二底盘控制信号至整车控制器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一底盘控制信号的优先级高于所述第二底盘控制信号。

8.一种车辆的智能控制方法，其特征在于，包括智能驾驶控制流程和独立安全控制流程，所述独立安全控制流程包括：

获取第一传感器信息，并基于所述第一传感器信息确定车辆位姿；

基于所述车辆位姿判断所述车辆是否偏离预设位置，并基于判断结果生成第一规划控制信息；

基于所述第一规划控制信息生成第一底盘控制信号，发送所述第一底盘控制信号至整车控制器。

9.一种车载设备，其特征在于，包括：处理器和存储器；

所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行如权利要求7所述方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行如权利要求7所述方法的步骤。