CN111025961A - 智能驾驶决策控制器 - Google Patents

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岳少鹏
芦勇
罗来军
刘翔
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Abstract

本发明公开了一种智能驾驶决策控制器，包括：整车控制芯片处理模组，其通过CAN模块、LIN模块和千兆以太网模块与车载传感器信息交互，通过SPI模块该控制系统的其他处理模组信息交互；前视摄像头处理模组通过以太网与前视摄像头进行信息交互处理前视摄像头信息；信息融合处理模组，其通过以太网与摄像头以及该控制系统的其他处理模组进行信息交互，其适用于智能驾驶信息融合、重新建立场景信息、路径规划和驾驶决策；以太网信息交互处理模组用于该控制系统各处理模组之间的信息交互以及该控制系统与外界的信息交互；各处理模组均采用独立电源模块供电。本发明的智能驾驶决策控制器能提高控制器集成度，能满足信息交互的高效性、私密性的同时有利于车辆轻量化。

Description

智能驾驶决策控制器
技术领域
本发明涉及汽车智能驾驶领域，特别是涉及一种智能驾驶决策控制器。
背景技术
智能驾驶与无人驾驶是不同概念，智能驾驶更为宽泛。它指的是机器帮助人进行驾驶，以及在特殊情况下完全取代人驾驶的技术。智能驾驶的时代已经来到。比如说，很多车有自动刹车装置，其技术原理非常简单，就是在汽车前部装上雷达和红外线探头，当探知前方有异物或者行人时，会自动帮助驾驶员刹车。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。
近几年，联合国、美国、欧洲多国、亚洲多国均对智能驾驶制定了多项相关政策，以促进智能驾驶汽车与现有交通系统的融合，并鼓励智能驾驶技术的发展。智能驾驶广阔的商业化前景亦受到了资本市场的广泛关注，投资机构、互联网巨头等纷纷与车企、科研机构、创业企业等合作进军该市场。随着智能驾驶技术的进步，车企、互联网巨头、初创企业纷纷开展智能驾驶车辆的路试。而智能驾驶系统方案基本类似，主要由感知、决策、控制三部分组成。
目前在决策部分，主要存在以下问题：
1、国内研究团队普遍采用PC工控机作为智能驾驶的控制器，不符合汽车的量产化和环境性能要求；
2、奥迪已量产了智能驾驶决策控制器ZFAS，但其视频传输采用专用协议的信号线传输，采用同轴电缆传输，系统封闭、价格不菲，且不利于车辆的轻量化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种先对现有技术具有高数据传输速率和数据安全性，并能提高集成度的智能驾驶决策控制器。
为解决上述技术问题，本发明提供的智能驾驶决策控制器，包括：
整车控制芯片处理模组，其为车辆控制单元，其通过CAN模块、LIN模块和千兆以太网模块与车载传感器信息交互，通过SPI模块该控制系统的其他处理模组信息交互；
前视摄像头处理模组，其通过以太网与前视摄像头进行信息交互，其处理前视摄像头信息，并通过机器学习，提取车辆前方道路信息；
信息融合处理模组，其通过以太网与摄像头以及该控制系统的其他处理模组进行信息交互，其适用于智能驾驶信息融合、重新建立场景信息、路径规划和驾驶决策；
以太网信息交互处理模组，其适用于该控制系统各处理模组之间的信息交互以及该控制系统与外界的信息交互；
其中，各处理模组均采用独立电源模块供电。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，该整车控制芯片模组控制模组为32位MCU，具有至少6个主从模式的SPI模块，至少1个CAN模块和至少一个1个千兆以太网模块。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，该整车控制芯片模组控制模组具有内置FLASH模块支持OTA升级，且满足ISO26262 ASIL-D级别的功能安全要求。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，前视摄像头处理模组其SOC芯片为该智能驾驶决策控制器的视频信息融合单元，其支持机器视觉算法，具有至少4个ARM或MIPS CPU内核和至少1个千兆以太网模块。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，信息融合处理模组其SOC芯片为该智能驾驶决策控制器的决策控制单元，其具有至少8个ARM CPU内核，至少512个GPU内核，至少1个CAN模块和至少一个1个千兆以太网模块。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，信息融合处理模组满足ISO26262 ASIL-B级别的功能安全要求。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，所述车载传感器包括前视、后视以及环视摄像头、毫米波雷达、激光雷达和超声波传感器；
其中，摄像头和激光雷达经以太网信息交互处理模组后与整车控制芯片处理模组进行信息交互，超声波传感器采用LIN总线与整车控制芯片处理模组进行信息交互，毫米波雷达通过CAN总线与整车控制芯片处理模组进行信息交互。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，以太网信息交互处理模组，各以太网开关芯片之间采用级联连接，提供至少16个以太网通道可供连接，其中3个通道分别用于连接整车控制芯片处理模组、前视摄像头处理模组和信息融合处理模组，12个通道通过以太网收发器连接车载传感器或外部数据。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，LIN模块通过LIN协议在控制器与超声波传感器之间进行信息交互，且超声波传感器通过级联进行LIN通信。
本发明的智能驾驶决策控制器其核心架构为“技术解决方案”中所述的整车控制芯片处理模组(MCU)、信息融合处理器模块、前视摄像头处理器模块之间通过以太网连接，实现高速的信息交互。整车控制芯片处理模组(MCU)与摄像头之间通过千兆以太网进行信息交互，整车控制芯片处理模组(MCU)与超声波传感器之间通过LIN总线进行传输。以太网信息交互处理模组提供16路通道且其具有开关控制功能，各处理模组之间，以及传感器和处理模组之间数据通信通过太网信息交互处理模组进行数据传输控制，能提供更好的兼容性和安全性。本发明的智能驾驶决策控制器由于大量采用了以太网协议传输，有利于提高控制器的集成度。智能驾驶决策控制器与传感器(摄像头)采用双绞线传输，能满足信息交互的高效性、私密性的同时有利于车辆轻量化。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明第一实施例结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明提供的智能驾驶决策控制器第一实施例，包括：
整车控制芯片处理模组，其为车辆控制单元MCU，其通过CAN模块、LIN模块和千兆以太网模块与车载传感器信息交互，通过SPI模块该控制系统的其他处理模组信息交互；
前视摄像头处理模组，其通过以太网与前视摄像头进行信息交互，其处理前视摄像头信息，并通过机器学习，提取车辆前方道路信息；
信息融合处理模组，其通过以太网与摄像头以及该控制系统的其他处理模组进行信息交互，其适用于智能驾驶信息融合、重新建立场景信息、路径规划和驾驶决策；
以太网信息交互处理模组，其适用于该控制系统各处理模组之间的信息交互以及该控制系统与外界的信息交互；
其中，各处理模组均采用独立电源模块供电。
本发明第一实施例，整车控制芯片处理模组、信息融合处理器模块、前视摄像头处理器模块之间通过以太网连接，整车控制芯片处理模组与摄像头之间通过千兆以太网进行信息交互，整车控制芯片处理模组与超声波传感器之间通过LIN总线进行传输。各处理模组之间，以及传感器和处理模组之间数据通信通过太网信息交互处理模组进行数据传输控制，能提供更好的兼容性和安全性。由于大量采用了以太网协议传输，有利于提高控制器的集成度。智能驾驶决策控制器与传感器(摄像头)采用双绞线传输，能满足信息交互的高效性、私密性的同时有利于车辆轻量化。
本发明提供的智能驾驶决策控制器第二实施例，包括：
整车控制芯片处理模组，其为车辆控制单元MCU，其通过CAN模块、LIN模块和千兆以太网模块与车载传感器信息交互，通过SPI模块该控制系统的其他处理模组信息交互；该整车控制芯片模组控制模组为32位MCU，具有至少6个主从模式的SPI模块，至少1个CAN模块和至少一个1个千兆以太网模块，具有内置FLASH模块支持OTA升级，且满足ISO26262 ASIL-D级别的功能安全要求。
前视摄像头处理模组(CPU2)，其通过以太网与前视摄像头进行信息交互，其处理前视摄像头信息，并通过机器学习，提取车辆前方道路信息；前视摄像头处理器模块的功能也包括通过机器视觉算法从车辆不同位置的摄像头的图像信息中获得车辆外界信息；其SOC芯片为该智能驾驶决策控制器的视频信息融合单元，其支持机器视觉算法，具有至少4个ARM或MIPS CPU内核和至少1个千兆以太网模块。
信息融合处理模组(CPU1)，其通过以太网与摄像头以及该控制系统的其他处理模组进行信息交互，其适用于智能驾驶信息融合、重新建立场景信息、路径规划和驾驶决策；其SOC芯片为该智能驾驶决策控制器的决策控制单元，其具有至少8个ARM CPU内核，至少512个GPU内核，至少1个CAN模块和至少一个1个千兆以太网模块。
可选择的，进一步改进所述的智能驾驶决策控制器，信息融合处理模组满足ISO26262 ASIL-B级别的功能安全要求。
以太网信息交互处理模组，其适用于该控制系统各处理模组之间的信息交互以及该控制系统与外界的信息交互；以太网信息交互处理模组，各以太网开关芯片之间采用级联连接，提供至少16个以太网通道可供连接，其中3个通道分别用于连接整车控制芯片处理模组、前视摄像头处理模组和信息融合处理模组，12个通道通过以太网收发器连接车载传感器或外部数据。
其中，各处理模组均采用独立电源模块供电。
本实施例中，所述车载传感器包括前视、后视以及环视摄像头、毫米波雷达、激光雷达和超声波传感器；摄像头和激光雷达经以太网信息交互处理模组后与整车控制芯片处理模组进行信息交互，摄像头采取车载以太网与外界交互，且遵循车载以太网1000BASE-T1标准；超声波传感器采用LIN总线与整车控制芯片处理模组进行信息交互且超声波传感器通过级联进行LIN通信，毫米波雷达通过CAN总线与整车控制芯片处理模组进行信息交互。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能驾驶决策控制器，其特征在于，包括：
整车控制芯片处理模组，其为车辆控制单元，其通过CAN模块、LIN模块和千兆以太网模块与车载传感器信息交互，通过SPI模块该控制系统的其他处理模组信息交互；
前视摄像头处理模组，其通过以太网与前视摄像头进行信息交互，其处理前视摄像头信息，并通过机器学习，提取车辆前方道路信息；
信息融合处理模组，其通过以太网与摄像头以及该控制系统的其他处理模组进行信息交互，其适用于智能驾驶信息融合、重新建立场景信息、路径规划和驾驶决策；
以太网信息交互处理模组，其适用于该控制系统各处理模组之间的信息交互以及该控制系统与外界的信息交互；
其中，各处理模组均采用独立电源模块供电。
2.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：该整车控制芯片模组控制模组为32位MCU，具有至少6个主从模式的SPI模块，至少1个CAN模块和至少一个1个千兆以太网模块。
3.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：该整车控制芯片模组控制模组具有内置FLASH模块支持OTA升级，且满足ISO26262 ASIL-D级别的功能安全要求。
4.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：前视摄像头处理模组其SOC芯片为该智能驾驶决策控制器的视频信息融合单元，其支持机器视觉算法，具有至少4个ARM或MIPS CPU内核和至少1个千兆以太网模块。
5.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：信息融合处理模组其SOC芯片为该智能驾驶决策控制器的决策控制单元，其具有至少8个ARM CPU内核，至少512个GPU内核，至少1个CAN模块和至少一个1个千兆以太网模块。
6.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：信息融合处理模组满足ISO26262 ASIL-B级别的功能安全要求。
7.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：所述车载传感器包括前视、后视以及环视摄像头、毫米波雷达、激光雷达和超声波传感器；
其中，摄像头和激光雷达经以太网信息交互处理模组后与整车控制芯片处理模组进行信息交互，超声波传感器采用LIN总线与整车控制芯片处理模组进行信息交互，毫米波雷达通过CAN总线与整车控制芯片处理模组进行信息交互。
8.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：以太网信息交互处理模组，各以太网开关芯片之间采用级联连接，提供至少16个以太网通道可供连接，其中3个通道分别用于连接整车控制芯片处理模组、前视摄像头处理模组和信息融合处理模组，12个通道通过以太网收发器连接车载传感器或外部数据。
9.如权利要求1所述的智能驾驶决策控制器，其特征在于：LIN模块通过LIN协议在控制器与超声波传感器之间进行信息交互，且超声波传感器通过级联进行LIN通信。
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