CN111332295A - 车辆及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆及其控制方法，当自主驾驶系统发生故障时，该车辆可以安全地将车辆的控制权移交给驾驶员。具体地，该车辆包括：第一传感器，获取车辆的前方信息；第二传感器，获取车辆的周围信息；第一控制器，基于前方信息执行自主驾驶功能；第二控制器，基于获取的前方信息和周围信息执行自主驾驶功能；以及通信单元，将前方信息和周围信息传送到第二控制器。当判断第一控制器发生故障时，第一控制器可以停止传送第一控制器的控制信号，并且当判断第二控制器发生故障时，第二控制器可以停止传送第二控制器的控制信号。

Description

车辆及其控制方法

技术领域

本公开涉及一种执行用于确保自主驾驶车辆的安全性的操作的车辆及其控制方法。

背景技术

该部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

随着自主驾驶技术的发展，期望自主驾驶系统提供超越简单驾驶辅助的更多改进功能，例如控制自主驾驶车辆的转向/制动的功能以及在没有驾驶员干预的情况下应对紧急情况的功能。

特别地，先进的自主驾驶系统不需要驾驶员注视前方。因此，即使在自主驾驶系统发生故障时，也需要安全地控制车辆，直到驾驶员接管自主驾驶车辆的控制。

尽管已经进行了各种研究来解决这种情况，但是这些研究利用包括通信模块的单独模块来实现针对该情况的功能。然而，已经发现，这些研究没有为通信模块发生故障的情况提供任何解决方案，因此本申请人发现期望在不需要单独的模块的情况下检测通信模块的故障。

发明内容

本公开提供一种车辆及其控制方法，当车辆的自主驾驶系统发生故障时，可以在没有单独的模块的情况下安全地将车辆的控制权移交给驾驶员。

本公开的其他方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来习得。

根据一种形式的车辆包括：第一传感器，获取车辆的前方信息；第二传感器，获取车辆的周围信息；第一控制器，基于前方信息执行自主驾驶功能；第二控制器，基于车辆的前方信息和车辆的周围信息执行自主驾驶功能；以及通信单元，将车辆的前方信息和车辆的周围信息传送到第二控制器。特别地，当判断第一控制器发生故障时，第一控制器可以停止传送第一控制器的控制信号，并且当判断第二控制器发生故障时，第二控制器可以停止传送第二控制器的控制信号。

根据一种形式的车辆进一步包括：辅助控制器，被配置为判断第一控制器是否发生故障，当确定第一控制器发生故障时，辅助控制器控制第一控制器停止通信，并且第一传感器可以基于前方信息执行自主驾驶功能。

在另一形式中，当判断第二控制器发生故障时，第二控制器可以停止从第二控制器向第一控制器传送控制信号。

而且，当判断通信单元发生故障时，第二控制器将通信单元的故障信号传送到第一控制器。

车辆可以进一步包括：输出单元，被配置为当第一控制器、第二控制器或通信单元中的至少一个发生故障时输出第一警告信号。

当自输出第一警告信号起经过预定时间时，输出单元可以输出第二警告信号。

当车辆以大于预定速度的速度行驶时，第二控制器可以启动。

根据本公开的另一形式的车辆的控制方法包括：第一传感器获取车辆的前方信息；第二传感器获取车辆的周围信息；第一控制器基于前方信息执行自主驾驶功能；第二控制器基于车辆的前方信息和车辆的周围信息执行自主驾驶功能；当判断第一控制器发生故障时，第一控制器停止传送控制信号；以及当判断第二控制器发生故障时，第二控制器停止传送第二控制器的控制信号。

根据一种形式的车辆的控制方法可以进一步包括：当判断第一控制器发生故障时，第一传感器基于前方信息执行自主驾驶功能。

停止传送所述第二控制器的控制信号包括：当判断第二控制器发生故障时，停止从第二控制器向第一控制器传送控制信号。

根据另一形式的车辆的控制方法可以包括：当判断通信单元发生故障时，将通信单元的故障信号传送到第一控制器。

车辆的控制方法可以进一步包括：当第一控制器、第二控制器或通信单元中的至少一个发生故障时输出第一警告信号。

车辆的控制方法可以进一步包括：当自输出第一警告信号起经过预定时间时输出第二警告信号。

在其他形式中，当车辆以大于预定速度的速度行驶时，第二控制器可以启动。

根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显而易见。应理解的是，描述和具体示例仅用于说明目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以充分地理解本公开，现在将参照附图描述通过示例的方式给出的本公开的各种形式，其中：

图1是控制框图；

图2是自主驾驶系统的详细配置图；

图3是说明第一控制模块发生故障时的操作的示图；

图4是说明第二控制模块发生故障时的操作的示图；

图5是说明通信单元发生故障时的操作的示图；

图6是说明启动驻车辅助系统时的操作的示图；

图7是说明输出单元的操作的示图；以及

图8是流程图。

本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或用途。应理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

并不是本公开的形式的所有元件将被描述，而是将省略对本领域中公知的内容或在形式中彼此重叠的内容的描述。整个说明书中使用的诸如“～部”、“～模块”、“～单元”、“～构件”、“控制器”、“～块”等术语可以以软件和/或硬件(例如，处理器)实施，并且多个“～部”、“～模块”、“～单元”、“～构件”、“控制器”或“～块”可以在单个元件中实施，或者单个“～部”、“～模块”、“～单元”、“～构件”、“控制器”或“～块”可以包括多个元件。

将进一步理解的是，术语“连接”或其派生词既指直接连接也指间接连接，并且间接连接包括通过无线通信网络的连接。

术语“包括(或包括有)”或“包含(或包含有)”是包含性的或开放式的，并且不排除另外未列举的元件或方法步骤，除非另有说明。

将理解的是，尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。

将理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。

用于方法步骤的附图标记仅用于便于解释，而限制步骤的顺序。因此，除非上下文另有明确说明，否则可以以其他方式实施书面顺序。

在下文中，将参照附图描述本公开的操作原理和形式。

图1是根据本公开的一种形式的车辆的控制框图。

参照图1，车辆1可以包括第一传感器单元110、第二传感器单元120、通信单元133、第一控制模块131、第二控制模块132和输出单元140。

第一传感器单元110可以包括用于获取车辆1的前方信息的装置。

具体地，第一传感器单元110可以包括设置在车辆前部的前摄像机111和前雷达112。

第二传感器单元120可以获取车辆的周围信息。具体地，第二传感器单元120可以包括SVM摄像机121和激光雷达122。

同时，安装在车辆中的摄像机111和121可以设置在车辆1的后视镜上，以获取车辆1的周围环境的影像。

安装在车辆1中的摄像机111和121可以包括CCD(电荷耦合器件)摄像机或CMOS彩色影像传感器。此处，CCD和CMOS均指将通过摄像机111和121的透镜接收的光转换成电信号并存储的传感器。具体地，CCD(电荷耦合器件)摄像机是指用于使用电荷耦合器件将影像转换为电信号的装置。另外，CIS(CMOS影像传感器)是指具有CMOS结构的低功率型摄像装置，并且用作数字装置的电子膜。通常，CCD比CIS更灵敏并且广泛用于车辆1中，但是本公开不限于此。

前雷达可以被配置为向物体发射微波(超高频，10cm至100cm波长)的电磁波，并接收从物体反射的电磁波，以导出距物体的距离、物体的方向、物体的高度等。

SVM摄像机121可以设置在车辆的前部、后部和侧部以获取影像。

激光雷达122可以被设置为发射激光脉冲并接收从周围物体反射的光以测量距物体的距离从而精确地描绘周围环境的装置。

通信单元133可以将第一传感器单元110获取的车辆的前方信息和第二传感器单元120获取的车辆的周围信息传送到稍后将描述的第二控制模块132。

具体地，通信单元133可以将第一传感器单元110获取的车辆的前方信息和第二传感器单元120获取的与车辆周围相关的信息传送到稍后将描述的第二控制模块132。通信单元133可以包括能够与外部装置通信的一个或多个组件，并且可以包括例如短程通信模块、有线通信模块或无线通信模块中的至少一个。

通信单元133可以被设置为使用CSMA/CD(载波侦听多路访问与碰撞检测)方式来传送数据的以太网通信模块。

第一控制模块131可以被配置为基于前方信息来执行自主驾驶功能。另一方面，第二控制模块132可以被配置为基于车辆的前方信息和车辆的周围信息来执行自主驾驶功能。

自主驾驶功能可以包括诸如自动控制车辆的转向和制动、在紧急情况下控制车辆以及警告危险情况的操作。

另一方面，第一控制模块131可以基于车辆的前方信息来执行自主驾驶功能。根据一种形式，第一控制模块131执行的操作可以包括车道保持操作和车辆间距离保持操作。

另一方面，如果判断第一控制模块131发生故障，则第一控制模块131可以控制以停止第一控制模块131的控制信号的传送。

辅助控制模块131-1可以被配置为用于判断第一控制模块131是否发生故障的独立模块。

辅助控制模块131-1可以被设置为电源管理集成电路。

电源管理集成电路(PMIC)可以被配置为用于管理主机系统的电源需求的集成电路。PMIC可以包括电力转换和/或相关的电源控制功能。

另一方面，如果判断第一控制模块131发生故障，则第一控制模块控制以停止通信。在这种情况下，第一传感器单元可以基于前方信息来执行自主驾驶功能。

也就是说，尽管第一控制模块131可以基于前方信息来执行自主驾驶功能，但是设置在车辆中的第一传感器单元110也可以基于设置在其中的模块来执行自主驾驶功能。并且，如果如上所述判断第一控制模块131不能正常操作，则第一传感器单元110自身可以执行诸如车道保持功能和车辆间距离保持功能的自主驾驶功能。

当判断第二控制模块132发生故障时，第二控制模块132可以停止从第二控制模块132向第一控制模块传送控制信号。

第二控制模块132可以是执行自主驾驶功能的AP(应用处理器)。在车辆超过预定速度的情况下，第二控制模块132执行的自主驾驶功能可以进一步使用SVM摄像机121和激光雷达122来执行自主驾驶功能。特别地，与第一控制模块131执行的自主驾驶功能相比，第二控制模块132执行的自主驾驶功能扩大了针对自身车辆周围的物体和对方车辆的可检测区域并且增加了检测性能。

当判断通信单元133发生故障时，第二控制模块132可以将通信单元133的故障信号传送到第一控制模块131。第一控制模块131和第二控制模块132可以通过通信单元133发送和接收各控制信号。然而，当通信单元133发生故障时，可以停止执行第二控制模块132的自主驾驶功能。

同时，辅助控制模块131-1、第一控制模块131和第二控制模块132可以实施为存储用于控制车辆中的组件的操作的算法数据或用于再现算法的程序的数据的存储器(未示出)和使用存储在存储器(未示出)中的数据执行上述操作的处理器(未示出)。此时，存储器和处理器可以实施为单独的芯片。可选地，存储器和处理器可以实施为单个芯片。

当第一控制模块131、第二控制模块132或通信单元133中的至少一个发生故障时，输出单元140可以输出第一警告信号。

输出单元140可以被配置为当发生上述故障时向驾驶员输出警告信号。根据一种形式，输出单元140可以包括诸如显示器和扬声器的输出装置。

输出单元140可以自输出第一警告信号起经过预定时间时输出第二警告信号。

输出单元140输出第一警告信号以将控制权移交给驾驶员。因此，如果即使在输出单元输出第一警告信号之后控制单元也不移交控制权，则可以再次输出第二警告信号以引导驾驶员使用控制权。

同时，图1中描述的第一控制模块131、第二控制模块132、辅助控制模块131-1和通信单元133可以设置在自主驾驶系统130的配置中。

可以对应于图1所示的车辆的组件的功能来添加或删除至少一个组件。并且，本领域技术人员将容易理解的是，可以对应于系统的功能或结构来改变组件的相互位置。

同时，图1所示的每个组件表示软件和/或诸如现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)的硬件组件。

图2是根据本公开的一种形式的车辆1的自主驾驶系统130的详细配置图。

参照图2，自主驾驶系统130可以包括第一控制模块(MCU)131和第二控制模块(AP)132。第一控制模块(MCU)131和第二控制模块(AP)132可以连接到通信单元。并且，如上所述，通信单元133可以包括以太网交换机。

同时，第一控制模块131可以执行保持车道和车辆间距离的自主驾驶功能。

当车辆超过预定速度时，第二控制模块132可以执行车辆的自主驾驶功能。特别地，当车辆在诸如高速公路的路面上行驶时，第二控制模块132可以执行车辆的自主驾驶功能。同时，如上所述，第二控制模块132可以通过另外使用设置在第二传感器单元120中的诸如SVM摄像机121和激光雷达122的配置来接收车辆的周围信息。

另外，第一传感器单元110可以在自主驾驶功能期间基于车辆的前方信息来执行车道保持功能，并且通过前雷达执行车辆间距离保持功能。

此外，第一传感器单元110获取的车辆的前方信息经由CAN-FD传送到第一控制模块，并且可以通过通信单元133传送到第二控制模块。

第一传感器单元110获取的数据以及与第二传感器单元120中包括的激光雷达122相关的数据和与第二传感器单元120中包括的SVM摄像机121相关的数据可以通过通信单元传送到第二控制模块132。

连接到第一控制模块131的辅助控制模块可以检测第一控制模块131是否发生故障并且可以阻止第一控制模块131的通信。

同时，在第一控制模块131没有发生故障的情况下，车道保持功能和车辆间距离保持功能可以由第一控制模块131执行。因此，第一传感器单元110可以不执行车道保持功能和车辆间距离保持功能。

第一控制模块131和第二控制模块132可以控制设置在车辆中的车辆转向控制器151和车辆制动控制器152执行车辆的自主驾驶功能。

另一方面，图2中详述的配置仅是用于说明本公开的操作的一种形式，并且对每个模块的操作没有限制。

图3是说明根据本公开的一种形式的第一控制模块131发生故障时的操作的示图。

参照图2和图3，当第一控制模块131发生故障或第一控制模块和第二控制模块132均发生故障时，辅助控制模块131-1可以检测故障并且阻止第一控制模块和外部传感器的通信。

此外，包括前摄像机和前雷达的第一传感器单元110可以通过与第一控制模块131的数据通信中断，检测第一控制模块131的故障状态或第一控制模块131和第二控制模块132的故障状态。

在这种情况下，第一传感器单元110可以通过启动前摄像机车道保持功能和前雷达距离保持功能来传送控制信号。

图4是说明根据本公开的一种形式的第二控制模块132发生故障时的操作的示图。

参照图2和图4，如果判断第二控制模块132发生故障，则第二控制模块132可以停止第二控制模块132执行的自主驾驶功能。

因此，第二控制模块132传送的控制信号不能被传送到第一控制模块131，并且第一控制模块131可以通过车道保持功能和车辆间距离保持功能传送计算的车辆转向/制动控制信号以执行自主驾驶功能。在这种情况下，因为第一控制模块131执行车道保持功能和车辆间距离保持功能，第一传感器单元110可以不操作车道保持功能和车辆间距离保持功能。

图5是说明根据本公开的一种形式的通信单元133发生故障时的操作的示图。

参照图2和图5，当通信单元133发生故障时，SVM摄像机和激光雷达数据不能被传送到第二控制模块132。

因此，第二控制模块132可以基于该信号判断通信单元发生故障。

如上所述，第二控制模块132可以将通信单元133的故障信息传送到第一控制模块131。

当通信单元发生故障时，第二控制模块132不能接收作为自主驾驶功能的基础的第二传感器单元120的信号。因此，第二控制模块132不能执行自主驾驶功能。在这种情况下，第一控制模块131可以通过基于车辆的前方信息执行包括车道保持功能和车辆间距离保持功能的自主驾驶功能来执行车辆转向/制动控制。在这种情况下，因为第一控制模块131执行车道保持功能和车辆间距离保持功能，第一传感器单元110可以不操作车道保持功能和车辆间距离保持功能。

图6是说明本公开的另一形式的启动驻车辅助系统时的操作的示图。

参照图6，除了本身执行自主驾驶功能的第一控制模块之外，车辆可以进一步包括执行驻车辅助控制功能的第二控制模块132。

当除了本身执行自主驾驶功能的控制模块之外车辆还包括执行驻车辅助控制功能的第二控制模块132时，驻车辅助控制模块可以辅助执行车道保持功能和车辆间距离保持功能。

如上所述，设置在车辆中的第一传感器单元110可以执行车道保持功能和车辆间距离保持功能，并且控制模块本身可以执行车道保持功能和车辆间距离保持功能。

此外，第一控制模块131和驻车辅助控制模块132可以通过通信单元连接。

当第一控制模块131发生故障时，通信单元133可以检测到第一控制模块131发生故障。当第一控制模块131发生故障时，第一控制模块131停止执行车道保持功能和车辆间距离保持功能，并且驻车辅助控制模块132执行车道保持功能和车辆间距离保持功能。也就是说，当第一控制模块131发生故障时，作为设置在车辆中的其他控制模块之一的驻车辅助控制模块132可以执行车道保持功能和车辆间距离保持功能。

图7是说明根据本公开的一种形式的输出单元140的操作的示图。

参照图7，当由于车辆超过预定速度而第一控制模块131和第二控制模块132均执行自主驾驶功能时，在如上所述的第一控制模块131、第二控制模块132或通信单元133中的至少一个发生故障的时间点t1，每个模块将每个模块执行的功能移交给另一模块，并且每个控制模块可以将第一警告信号S1输出到输出单元。

具体地，在第一控制模块131、第二控制模块132或通信单元中的至少一个发生故障的时间点t1，每个控制模块可以将控制权移交给另一控制模块，从而另一控制模块执行车道保持功能和车辆间距离保持功能。另外，控制模块可以将第一警告信号S1输出到未发生故障的控制模块的输出单元，并且通知驾驶员该故障。另一方面，输出单元可以包括设置在车辆外部的警告灯以及设置在车辆内部的显示器和扬声器，并且输出单元的操作不受限制，只要驾驶员可以识别出每个控制模块的故障。

另一方面，未发生故障的控制模块可以将包括引导驾驶员接管控制权的内容的第一警告信号S1输出到输出单元。如果驾驶员在预定时间内未接管控制权，则未发生故障的控制模块可以将第二警告信号S2输出到输出单元。另一方面，在第一控制模块、第二控制模块或通信单元中的至少一个发生故障的时间点输出的警告消息和在输出警告信号之后经过预定时间之后输出的警告消息可以有区别。

同时，图2至图7中说明的操作仅是用于说明执行自主驾驶功能时每个控制模块发生故障时另一模块执行相应功能的操作的示例。另外，对于每个模块中发生故障的模块的类型和操作中相应模块执行的功能没有限制。

图8是根据本公开的另一形式的流程图。

参照图8，设置在车辆中的第一控制模块131和第二控制模块可以操作以执行自主驾驶功能(1001)。而且，当车辆的速度超过预定速度(1002)时，可以基于车辆的前方信息和车辆的周围信息执行自主驾驶功能(1003)。

在这种情况下，如果第一控制模块发生故障(1004)，则第一传感器单元可以执行自主驾驶功能(1007)。如果第二控制模块发生故障(1005)，则第一控制模块可以执行自主驾驶功能(1008)。另外，当车辆的包括以太网交换机的通信单元发生故障(1006)时，第一控制模块可以执行自主驾驶功能(1008)。

同时，本公开的形式可以以用于存储将由计算机执行的指令的记录介质的形式实施。指令可以以程序代码的形式存储，并且当由处理器执行时，可以生成程序模块以执行本公开的形式的操作。记录介质可以对应于计算机可读记录介质。

计算机可读记录介质包括存储有可由计算机读取的数据的任何类型的记录介质。例如，计算机可读记录介质可以是ROM、RAM、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储装置等。

至此已经参照附图描述了本公开的示例性形式。对于本领域技术人员将显而易见的是，除了如上所述的示例性形式之外，在不改变本公开的技术构思或本质特征的情况下，本公开可以以其他形式实施。以上示例性形式仅是示例性的，不应以限制的意义来解释。

Claims (14)

1.一种车辆，包括：

第一传感器，获取所述车辆的前方信息；

第二传感器，获取所述车辆的周围信息；

第一控制器，基于所述前方信息执行自主驾驶功能；

第二控制器，基于所述车辆的前方信息和所述车辆的周围信息执行所述自主驾驶功能；以及

通信单元，将所述车辆的前方信息和所述车辆的周围信息传送到所述第二控制器；

其中当判断所述第一控制器发生故障时，所述第一控制器停止传送所述第一控制器的控制信号，并且

当判断所述第二控制器发生故障时，所述第二控制器停止传送所述第二控制器的控制信号。

2.根据权利要求1所述的车辆，进一步包括：

辅助控制器，判断所述第一控制器是否发生故障，

其中当判断所述第一控制器发生故障时，所述辅助控制器控制所述第一控制器停止通信，并且

所述第一传感器基于所述前方信息执行所述自主驾驶功能。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，

当判断所述第二控制器发生故障时，所述第二控制器停止从所述第二控制器向所述第一控制器传送控制信号。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，

当判断所述通信单元发生故障时，所述第二控制器将所述通信单元的故障信号传送到所述第一控制器。

5.根据权利要求1所述的车辆，进一步包括：

输出单元，当所述第一控制器、所述第二控制器或所述通信单元中的至少一个发生故障时输出第一警告信号。

6.根据权利要求5所述的车辆，其中，

当自输出所述第一警告信号起经过预定时间时，所述输出单元输出第二警告信号。

7.根据权利要求1所述的车辆，其中，

当所述车辆以大于预定速度的速度行驶时，所述第二控制器启动。

8.一种车辆的控制方法，所述方法包括：

第一传感器获取所述车辆的前方信息；

第二传感器获取所述车辆的周围信息；

第一控制器基于所述前方信息执行自主驾驶功能；

第二控制器基于所述车辆的前方信息和所述车辆的周围信息执行所述自主驾驶功能；

当判断所述第一控制器发生故障时，所述第一控制器停止传送控制信号；以及

当判断所述第二控制器发生故障时，所述第二控制器停止传送控制信号。

9.根据权利要求8所述的控制方法，进一步包括：

当判断所述第一控制器发生故障时，所述第一传感器基于所述前方信息执行所述自主驾驶功能。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其中，

所述第二控制器停止传送控制信号包括：

当判断所述第二控制器发生故障时，停止从所述第二控制器向所述第一控制器传送控制信号。

11.根据权利要求8所述的控制方法，进一步包括：

当判断通信单元发生故障时，将所述通信单元的故障信号传送到所述第一控制器。

12.根据权利要求8所述的控制方法，进一步包括：

当所述第一控制器、所述第二控制器或通信单元中的至少一个发生故障时输出第一警告信号。

13.根据权利要求12所述的控制方法，进一步包括：

当自输出所述第一警告信号起经过预定时间时输出第二警告信号。

14.根据权利要求8所述的控制方法，其中，

当所述车辆以大于预定速度的速度行驶时，所述第二控制器启动。

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