CN111857117A - 用于在自动驾驶期间解码gps消息的gps消息解码器 - Google Patents

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Abstract

在一个实施方式中，传感器单元从GPS传感器接收第一GPS消息，其中传感器单元联接在自动驾驶车辆(ADV)的感知与规划系统和多个传感器之间。传感器单元通过将第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定第一GPS消息的类型。每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个，并使用与第一GPS消息的类型相关联的解码算法对第一GPS消息的有效载荷进行解码。

Description

用于在自动驾驶期间解码GPS消息的GPS消息解码器
技术领域
本公开的实施方式总体涉及操作自动驾驶车辆。更具体地，本公开的实施方式涉及解码用于自动驾驶车辆的GPS消息。
背景技术
以自动驾驶模式运行(例如，无人驾驶)的车辆可将乘员、尤其是驾驶员从一些驾驶相关的职责中解放出来。当以自动驾驶模式运行时，车辆可使用车载传感器导航到各个位置，从而允许车辆在最少人机交互的情况下或在没有任何乘客的一些情况下行驶。
全球定位系统(GPS)广泛应用于自动驾驶车辆中，例如，在运动规划和控制中。然而，在自动驾驶车辆中使用GPS并没有共同的标准。大多数自动驾驶车辆系统所使用的GPRMC消息不能反映准确的时间信息。一些GPS模块供应商使用他们自己的协议，这使得难以覆盖不同的操作场景。
发明内容
在本公开的一方面，提供了一种用于对自动驾驶车辆的全球定位系统(GPS)消息进行解码的计算机实施的方法，所述方法包括：
在传感器单元处从GPS传感器接收第一GPS消息，其中，所述传感器单元联接在自动驾驶车辆(ADV)的感知与规划系统和多个传感器之间；
通过将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定所述第一GPS消息的类型，每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个；以及
使用与所述第一GPS消息的类型相关联的解码算法对所述第一GPS消息的有效载荷进行解码。
在本公开的另一方面，提供了传感器单元，包括：
传感器接口，联接到多个传感器，包括全球定位系统(GPS)传感器；
主机接口，通过总线联接到自动驾驶车辆(ADV)的感知与规划系统；
GPS解码器，联接到所述传感器接口和所述主机接口，其中，所述GPS解码器配置成
从所述GPS传感器接收第一GPS消息；
通过将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定所述第一GPS消息的类型，每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个；以及
使用与所述第一GPS消息的类型相关联的解码算法对所述第一GPS消息的有效载荷进行解码。
在本公开的又一方面，提供了自动驾驶系统，包括：
感知与规划系统，用于感知自动驾驶车辆周围的驾驶环境并规划轨迹以导航通过所述驾驶环境；
多个传感器，包括全球定位系统(GPS)传感器；和
传感器单元，联接到所述传感器和所述感知与规划系统，其中，所述传感器单元包括：
传感器接口，联接到所述多个传感器；
主机接口，联接到所述感知与规划系统；以及
GPS解码器，联接到所述传感器接口和所述主机接口，其中，所述GPS解码器配置成
从所述GPS传感器接收第一GPS消息；
通过将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定所述第一GPS消息的类型，每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个；以及
使用与所述第一GPS消息的类型相关联的解码算法对所述第一GPS消息的有效载荷进行解码。
附图说明
本公开的实施方式在附图的各图中以举例而非限制的方式示出，附图中的相同参考标记指示相似元件。
图1是示出根据一个实施方式的网络化系统的框图。
图2是示出根据一个实施方式的自动驾驶车辆的示例的框图。
图3A至图3B是示出根据一个实施方式的与自动驾驶车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。
图4A是示出根据一个实施方式的GPS模块和主机处理器的示例的框图。
图4B是示出根据一个实施方式的掩码表的框图。
图5示出了根据一个实施方式的GPS消息的示例。
图6A-6C示出了根据实施方式的用于检测指示消息的硬件模块的示例。
图7是根据一个实施方式的操作自动驾驶车辆的过程的流程图。
图8是示出根据一个实施方式的数据处理系统的框图。
具体实施方式
将参考以下所讨论的细节来描述本公开的各种实施方式和方面，附图将示出所述各种实施方式。下列描述和附图是本公开的说明，而不应当解释为对本公开进行限制。描述了许多特定细节以提供对本公开的各种实施方式的全面理解。然而，在某些情况下，并未描述众所周知的或常规的细节，以提供对本公开的实施方式的简洁讨论。
本说明书中对“一个实施方式”或“实施方式”的提及意味着结合该实施方式所描述的特定特征、结构或特性可包括在本公开的至少一个实施方式中。短语“在一个实施方式中”在本说明书中各个地方的出现不必全部指同一实施方式。
根据一个方面，传感器单元从GPS传感器接收第一GPS消息，其中传感器单元联接在自动驾驶车辆(ADV)的感知与规划系统和多个传感器之间。传感器单元通过将第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定第一GPS消息的类型。每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个，并使用与第一GPS消息的类型相关联的解码算法对第一GPS消息的有效载荷进行解码。然后基于第一GPS消息的所解码的有效载荷生成第二GPS消息。第二GPS消息采用可被自动驾驶系统的其他部件(例如感知与规划系统)识别或理解的通用格式，感知与规划系统设计用于感知车辆周围的驾驶环境并规划路径或轨迹以驾驶车辆在驾驶环境中导航。
在一个实施方式中，当匹配GPS消息的预定字段时，对于列表中的每个预定数据模式，例如从查找表获得与数据模式相关联的掩码。然后，将掩码应用于GPS消息以掩蔽不相关字段或数据以选择预定字段。然后将所选择的数据与预定的数据模式(例如，表示相应类型GPS消息的签名)进行比较。掩码基本上确定GPS消息中预定字段的位置。在一个实施方式中，掩码可被配置成遮罩和选择GPS消息的多个字段。GPS消息的多个字段可以被用来基于匹配规则共同表示GPS消息的类型。例如，GPS消息的第一字段和第二字段可以通过将掩码遮罩到GPS消息上来获得。GPS消息的类型可以基于第一和第二字段与它们各自的预定数据模式的匹配来确定。匹配规则可以指示可如何利用匹配来确定GPS消息的类型，例如，成功匹配之一或两者都成功匹配等。
根据另一个方面，自动驾驶系统的传感器单元包括：能够联接到一个或多个传感器(例如，LIDAR、RADAR、摄像机)的传感器接口，包括GPS接收机；能够联接到自动驾驶系统的感知与规划系统的主机接口(也称为主机)；以及联接到传感器接口和主机接口的GPS解码器。GPS解码器被配置成从GPS接收器或传感器接收第一GPS消息。GPS解码器通过将第一GPS消息的预定字段与预定数据模式或签名的列表相匹配来确定第一GPS消息的类型。每个数据模式对应于预定类型的GPS消息之一。一旦确定了GPS消息的类型，GPS解码器便使用与第一GPS消息的类型相关联的解码算法或方法解码第一GPS消息。传感器单元还包括GPS消息生成器，用于基于第一GPS消息的解码生成第二GPS消息。然后，第二GPS消息可以被自动驾驶系统的其他部件利用。根据另一方面，自动驾驶系统包括感知与规划系统、多个传感器以及联接到感知与规划系统和传感器的传感器单元。传感器单元包括如上所述的组件和功能。
图1是示出根据本公开的一个实施方式的自动驾驶车辆网络配置的框图。参考图1，网络配置100包括可通过网络102通信地联接到一个或多个服务器103至104的自动驾驶车辆101。尽管示出一个自动驾驶车辆，但多个自动驾驶车辆可通过网络102联接到彼此和/或联接到服务器103至104。网络102可以是任何类型的网络，例如，有线或无线的局域网(LAN)、诸如互联网的广域网(WAN)、蜂窝网络、卫星网络或其组合。服务器103至104可以是任何类型的服务器或服务器群集，诸如，网络或云服务器、应用服务器、后端服务器或其组合。服务器103至104可以是数据分析服务器、内容服务器、交通信息服务器、地图和兴趣点(MPOI)服务器或位置服务器等。
自动驾驶车辆是指可配置成处于自动驾驶模式下的车辆，在所述自动驾驶模式下车辆在极少或没有来自驾驶员的输入的情况下导航通过环境。这种自动驾驶车辆可包括传感器系统，所述传感器系统具有配置成检测与车辆运行环境有关的信息的一个或多个传感器。所述车辆和其相关联的控制器使用所检测的信息来导航通过所述环境。自动驾驶车辆101可在手动模式下、在全自动驾驶模式下或者在部分自动驾驶模式下运行。
在一个实施方式中，自动驾驶车辆101包括，但不限于，感知与规划系统110、车辆控制系统111、无线通信系统112、用户接口系统113和传感器系统115。自动驾驶车辆101还可包括普通车辆中包括的某些常用部件，诸如：发动机、车轮、方向盘、变速器等，所述部件可由车辆控制系统111和/或感知与规划系统110使用多种通信信号和/或命令进行控制，该多种通信信号和/或命令例如，加速信号或命令、减速信号或命令、转向信号或命令、制动信号或命令等。
部件110至115可经由互连件、总线、网络或其组合通信地联接到彼此。例如，部件110至115可经由控制器局域网(CAN)总线通信地联接到彼此。CAN总线是设计成允许微控制器和装置在没有主机的应用中与彼此通信的车辆总线标准。它是最初是为汽车内的复用电气布线设计的基于消息的协议，但也用于许多其它环境。
现在参考图2，在一个实施方式中，传感器系统115包括但不限于一个或多个摄像机211、全球定位系统(GPS)单元212、惯性测量单元(IMU)213、雷达单元214以及光探测和测距(LIDAR)单元215。GPS单元212可包括收发器，所述收发器可操作以提供关于自动驾驶车辆的位置的信息。IMU单元213可基于惯性加速度来感测自动驾驶车辆的位置和定向变化。雷达单元214可表示利用无线电信号来感测自动驾驶车辆的本地环境内的对象的系统。在一些实施方式中，除感测对象之外，雷达单元214可另外感测对象的速度和/或前进方向。LIDAR单元215可使用激光来感测自动驾驶车辆所处环境中的对象。除其它系统部件之外，LIDAR单元215还可包括一个或多个激光源、激光扫描器以及一个或多个检测器。摄像机211可包括用来采集自动驾驶车辆周围环境的图像的一个或多个装置。摄像机211可以是静物摄像机和/或视频摄像机。摄像机可以是可机械地移动的，例如，通过将摄像机安装在旋转和/或倾斜平台上。
传感器系统115还可包括其它传感器，诸如：声纳传感器、红外传感器、转向传感器、油门传感器、制动传感器以及音频传感器(例如，麦克风)。音频传感器可配置成从自动驾驶车辆周围的环境中采集声音。转向传感器可配置成感测方向盘、车辆的车轮或其组合的转向角度。油门传感器和制动传感器分别感测车辆的油门位置和制动位置。在一些情形下，油门传感器和制动传感器可集成为集成式油门/制动传感器。
在一个实施方式中，车辆控制系统111包括但不限于转向单元201、油门单元202(也称为加速单元)和制动单元203。转向单元201用来调整车辆的方向或前进方向。油门单元202用来控制电动机或发动机的速度，电动机或发动机的速度进而控制车辆的速度和加速度。制动单元203通过提供摩擦使车辆的车轮或轮胎减速而使车辆减速。应注意，如图2所示的部件可以以硬件、软件或其组合实施。
返回参考图1，无线通信系统112允许自动驾驶车辆101与诸如装置、传感器、其它车辆等外部系统之间的通信。例如，无线通信系统112可以与一个或多个装置直接无线通信，或者经由通信网络进行无线通信，诸如，通过网络102与服务器103至104通信。无线通信系统112可使用任何蜂窝通信网络或无线局域网(WLAN)，例如，使用WiFi，以与另一部件或系统通信。无线通信系统112可例如使用红外链路、蓝牙等与装置(例如，乘客的移动装置、显示装置、车辆101内的扬声器)直接通信。用户接口系统113可以是在车辆101内实施的外围装置的部分，包括例如键盘、触摸屏显示装置、麦克风和扬声器等。
自动驾驶车辆101的功能中的一些或全部可由感知与规划系统110控制或管理，尤其当在自动驾驶模式下操作时。感知与规划系统110包括必要的硬件(例如，处理器、存储器、存储装置)和软件(例如，操作系统、规划和路线安排程序)，以从传感器系统115、控制系统111、无线通信系统112和/或用户接口系统113接收信息，处理所接收的信息，规划从起始点到目的地点的路线或路径，随后基于规划和控制信息来驾驶车辆101。可替代地，感知与规划系统110可与车辆控制系统111集成在一起。
例如，作为乘客的用户可例如经由用户接口来指定行程的起始位置和目的地。感知与规划系统110获得行程相关数据。例如，感知与规划系统110可从MPOI服务器中获得位置和路线信息，所述MPOI服务器可以是服务器103至104的一部分。位置服务器提供位置服务，并且MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI。可替代地，此类位置和MPOI信息可本地高速缓存在感知与规划系统110的永久性存储装置中。
当自动驾驶车辆101沿着路线移动时，感知与规划系统110也可从交通信息系统或服务器(TIS)获得实时交通信息。应注意，服务器103至104可由第三方实体进行操作。可替代地，服务器103至104的功能可与感知与规划系统110集成在一起。基于实时交通信息、MPOI信息和位置信息以及由传感器系统115检测或感测的实时本地环境数据(例如，障碍物、对象、附近车辆)，感知与规划系统110可规划最佳路线并且根据所规划的路线例如经由控制系统111来驾驶车辆101，以安全且高效到达指定目的地。
服务器103可以是数据分析系统，从而为各种客户执行数据分析服务。在一个实施方式中，数据分析系统103包括数据收集器121和机器学习引擎122。数据收集器121从各种车辆(自动驾驶车辆或由人类驾驶员驾驶的常规车辆)收集驾驶统计数据123。驾驶统计数据123包括指示所发出的驾驶指令(例如，油门、制动、转向指令)以及由车辆的传感器在不同的时间点捕捉到的车辆的响应(例如，速度、加速、减速、方向)的信息。驾驶统计数据123还可包括描述不同时间点下的驾驶环境的信息，例如，路线(包括起始位置和目的地位置)、MPOI、道路状况、天气状况等。
基于驾驶统计数据123，出于各种目的，机器学习引擎122生成或训练一组规则、算法和/或预测模型124，例如，用来自动驾驶车辆的规划和控制算法。然后算法124可上传到ADV上以在自动驾驶期间实时使用。
图3A和图3B是示出根据一个实施方式的与自动驾驶车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。系统300可实施为图1的自动驾驶车辆101的一部分，包括但不限于感知与规划系统110、控制系统111和传感器系统115。参考图3A至图3B，感知与规划系统110包括但不限于定位模块301、感知模块302、预测模块303、决策模块304、规划模块305、控制模块306和路线安排模块307。
模块301至307中的一些或全部可以以软件、硬件或其组合实施。例如，这些模块可安装在永久性存储装置352中、加载到存储器351中，并且由一个或多个处理器(未示出)执行。应注意，这些模块中的一些或全部可通信地联接到图2的车辆控制系统111的一些或全部模块或者与它们集成在一起。模块301至307中的一些可一起集成为集成模块。
定位模块301确定自动驾驶车辆300的当前位置(例如，利用GPS单元212)以及管理与用户的行程或路线相关的任何数据。定位模块301(又称作为地图与路线模块)管理与用户的行程或路线相关的任何数据。用户可例如经由用户接口登录并且指定行程的起始位置和目的地。定位模块301与自动驾驶车辆300的诸如地图与路线信息311的其它部件通信，以获得行程相关数据。例如，定位模块301可从位置服务器和地图与POI(MPOI)服务器获得位置和路线信息。位置服务器提供位置服务，并且MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI，从而可作为地图与路线信息311的一部分高速缓存。当自动驾驶车辆300沿着路线移动时，定位模块301也可从交通信息系统或服务器获得实时交通信息。
基于由传感器系统115提供的传感器数据和由定位模块301获得的定位信息，感知模块302确定对周围环境的感知。感知信息可表示普通驾驶员在驾驶员正驾驶的车辆周围将感知到的东西。感知可包括例如采用对象形式的车道配置、交通灯信号、另一车辆的相对位置、行人、建筑物、人行横道或其它交通相关标志(例如，停止标志、让行标志)等。车道配置包括描述一个或多个车道的信息，诸如，例如车道的形状(例如，直线或弯曲)、车道的宽度、道路中的车道数量、单向或双向车道、合并或分开车道、出口车道等。
感知模块302可包括计算机视觉系统或计算机视觉系统的功能，以处理并分析由一个或多个摄像机采集的图像，从而识别自动驾驶车辆环境中的对象和/或特征。所述对象可包括交通信号、道路边界、其它车辆、行人和/或障碍物等。计算机视觉系统可使用对象识别算法、视频跟踪以及其它计算机视觉技术。在一些实施方式中，计算机视觉系统可绘制环境地图，跟踪对象，以及估算对象的速度等。感知模块302也可基于由诸如雷达和/或LIDAR的其它传感器提供的其它传感器数据来检测对象。
针对每个对象，预测模块303预测对象在这种情况下将如何表现。预测是基于感知数据执行的，该感知数据在考虑一组地图/路线信息311和交通规则312的时间点感知驾驶环境。例如，如果对象为相反方向上的车辆且当前驾驶环境包括十字路口，则预测模块303将预测车辆是否可能会笔直向前移动或转弯。如果感知数据表明十字路口没有交通灯，则预测模块303可能会预测车辆在进入十字路口之前可能需要完全停车。如果感知数据表明车辆目前处于左转唯一车道或右转唯一车道，则预测模块303可能预测车辆将更可能分别左转或右转。
针对每个对象，决策模块304作出关于如何处置对象的决定。例如，针对特定对象(例如，交叉路线中的另一车辆)以及描述对象的元数据(例如，速度、方向、转弯角度)，决策模块304决定如何与所述对象相遇(例如，超车、让行、停止、超过)。决策模块304可根据诸如交通规则或驾驶规则312的规则集来作出此类决定，所述规则集可存储在永久性存储装置352中。
路线安排模块307配置成提供从起始点到目的地点的一个或多个路线或路径。对于从起始位置到目的地位置的给定行程，例如从用户接收的给定行程，路线安排模块307获得路线与地图信息311，并确定从起始位置至到达目的地位置的所有可能路线或路径。路线安排模块307可生成地形图形式的参考线，它确定了从起始位置至到达目的地位置的每个路线。参考线是指不受其它诸如其它车辆、障碍物或交通状况的任何干扰的理想路线或路径。即，如果道路上没有其它车辆、行人或障碍物，则ADV应精确地或紧密地跟随参考线。然后，将地形图提供至决策模块304和/或规划模块305。决策模块304和/或规划模块305检查所有可能的路线，以根据由其它模块提供的其它数据选择和更改最佳路线中的一个，其中，其它数据诸如为来自定位模块301的交通状况、由感知模块302感知到的驾驶环境以及由预测模块303预测的交通状况。根据时间点下的特定驾驶环境，用于控制ADV的实际路径或路线可能接近于或不同于由路线安排模块307提供的参考线。
基于针对所感知到的对象中的每个的决定，规划模块305使用由路线安排模块307提供的参考线作为基础，为自动驾驶车辆规划路径或路线以及驾驶参数(例如，距离、速度和/或转弯角度)。换言之，针对给定的对象，决策模块304决定对该对象做什么，而规划模块305确定如何去做。例如，针对给定的对象，决策模块304可决定超过所述对象，而规划模块305可确定在所述对象的左侧还是右侧超过。规划和控制数据由规划模块305生成，包括描述车辆300在下一移动循环(例如，下一路线/路径段)中将如何移动的信息。例如，规划和控制数据可指示车辆300以30英里每小时(mph)的速度移动10米，随后以25mph的速度变到右侧车道。
基于规划和控制数据，控制模块306根据由规划和控制数据限定的路线或路径通过将适当的命令或信号发送到车辆控制系统111来控制并驾驶自动驾驶车辆。所述规划和控制数据包括足够的信息，以沿着路径或路线在不同的时间点使用适当的车辆设置或驾驶参数(例如，油门、制动、转向命令)将车辆从路线或路径的第一点驾驶到第二点。
在一个实施方式中，规划阶段在多个规划周期(也称作为驾驶周期)中执行，例如，在每个时间间隔为100毫秒(ms)的周期中执行。对于规划周期或驾驶周期中的每一个，将基于规划和控制数据发出一个或多个控制命令。即，对于每100ms，规划模块305规划下一个路线段或路径段，例如，包括目标位置和ADV到达目标位置所需要的时间。可替代地，规划模块305还可规定具体的速度、方向和/或转向角等。在一个实施方式中，规划模块305为下一个预定时段(诸如，5秒)规划路线段或路径段。对于每个规划周期，规划模块305基于在前一周期中规划的目标位置规划用于当前周期(例如，下一个5秒)的目标位置。控制模块306然后基于当前周期的规划和控制数据生成一个或多个控制命令(例如，油门、制动、转向控制命令)。
应注意，决策模块304和规划模块305可集成为集成模块。决策模块304/规划模块305可包括导航系统或导航系统的功能，以确定自动驾驶车辆的驾驶路径。例如，导航系统可确定用于影响自动驾驶车辆沿着以下路径移动的一系列速度和前进方向：所述路径在使自动驾驶车辆沿着通往最终目的地的基于车行道的路径前进的同时，基本上避免感知到的障碍物。目的地可根据经由用户接口系统113进行的用户输入来设定。导航系统可在自动驾驶车辆正在运行的同时动态地更新驾驶路径。导航系统可将来自GPS系统和一个或多个地图的数据合并，以确定用于自动驾驶车辆的驾驶路径。
系统架构可以表示如图3A和3B所示的自动驾驶系统的系统架构。系统架构自上而下包括，但不限于，应用层、规划和控制(PNC)层、感知层、驱动器层、固件层和硬件层。应用层可以包括与自动驾驶车辆的用户或乘客交互的用户接口或配置应用，例如，与用户接口系统113相关联的功能。PNC层可以包括至少规划模块305和控制模块306的功能。感知层可以包括至少感知模块302的功能。在一个实施方式中，存在包括预测模块303和/或决策模块304的功能的附加层。可替代地，这些功能可以包括在PNC层和/或感知层中。系统架构还包括驱动器层、固件层和硬件层。固件层可表示至少传感器系统115的功能，其可以以现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的形式实现。硬件层可以表示自动驾驶车辆的硬件，诸如控制系统111。应用层、规划和控制层以及感知层可以经由设备驱动器层与固件层和硬件层通信。
图4A是示出根据本公开的一个实施方式的联接至传感器412和主机系统110的全球定位系统(GPS)模块212的示例的框图。主机系统110表示如上所述的规划和控制系统，该规划和控制系统可包括如图3A和3B中所示的模块中的至少一些。GPS模块212可为如图2所示的GPS单元212。如图4A所示，GPS模块212包括全球定位系统(GPS)硬件模块402，其在GPS处理模块402的外部与外部GPS接收器模块(“接收器”)400联接。GPS处理模块402可以是在图2的传感器与感知与规划系统110之间联接的传感器单元的一部分。传感器单元可以以FPGA装置或ASIC(专用集成电路)装置的形式实现。在一个实施方式中，传感器单元当中包括一个或多个传感器数据处理模块(也简称为传感器处理模块)、数据传送模块和传感器控制模块或逻辑。这些模块可经由传感器接口(诸如PCIe总线)与传感器412通信以及经由主机接口与主机系统110通信。可选地，可利用内部或外部缓冲器来缓冲数据，以进行处理。
对于接收路径或上游方向，传感器处理模块配置成经由传感器接口从传感器接收传感器数据并处理该传感器数据(例如，格式转换、错误检查)，其中，传感器数据可临时存储在缓冲器中。数据传送模块配置成使用与主机接口兼容的通信协议将处理的数据传送至主机系统110。类似地，对于传输路径或下游方向，数据传送模块配置成从主机系统110接收数据或命令。数据然后由传感器处理模块处理成与相应传感器兼容的格式。然后将处理的数据传输至传感器。
传感器控制模块或逻辑配置成响应于经由主机接口从主机系统(例如，感知模块302)接收的命令来控制传感器412的某些操作，诸如，例如对激活捕捉传感器数据的定时。主机系统110可配置传感器412，从而以协作和/或同步的方式捕捉传感器数据，使得传感器数据可用于感知任一时间点下车辆周围的驾驶环境。
传感器接口可包括以下中的一个或多个：以太网、USB(通用串行总线)、LTE(长期演进)或蜂窝、WiFi、GPS、摄像机、CAN、串行(例如，通用异步收发器或UART)、SIM(用户识别模块)卡和其它通用输入/输出(GPIO)接口。主机接口可以是任何高速或高带宽接口，诸如PCIe(外围部件互连或PCI快速)接口。传感器412可包括在自动驾驶车辆中使用的各种传感器，诸如，例如摄像机、LIDAR装置、RADAR装置、GPS接收器、IMU、超声波传感器、GNSS(全球导航卫星系统)接收器、LTE或蜂窝SIM卡、车辆传感器(例如，油门、制动器、转向传感器)和系统传感器(例如，温度、湿度、压力传感器)等。
例如，摄像机可经由以太网或GPIO接口进行联接。GPS传感器可经由USB或特定GPS接口进行联接。车辆传感器可经由CAN接口进行联接。RADAR传感器或超声波传感器可经由GPIO接口进行联接。LIDAR装置可经由以太网接口进行联接。外部SIM模块可经由LTE接口进行联接。类似地，内部SIM模块可插入到传感器单元的SIM插座上。出于调试的目的，诸如UART的串行接口可与控制台系统联接。应注意，传感器412可以是任何类型的传感器并由各种销售商或供应商提供。传感器处理模块配置成处理不同类型的传感器及其相应的数据格式和通信协议。
返回参照图4A，在一个实施方式中，GPS处理模块402包括GPS消息解码器404，其被配置为从GPS处理模块402外部的GPS接收器模块400接收多个GPS消息(例如图5所示的GPS消息500、502)作为输入，其中每个GPS消息包括指示消息(例如，图5所示的指示消息500)，其指示在指示消息之后的GPS消息是有效的；和在指示消息之后的有效GPS消息(例如，图5所示的GPS消息502)，其中有效GPS消息至少包括位置和时间信息。GPS消息解码器404还被配置成解码指示GPS消息是有效的指示消息，并且在解码指示消息之后解码有效GPS消息。
如上所述，GPS消息可能根据特定GPS收发器供应商以多种格式实现。为了正确地解码GPS消息，例如指示消息500和有效载荷502，重要的是确定GPS消息的类型或销售商，以便调用适当的GPS解码方法或算法。在一个实施方式中，GPS处理模块402维护掩码表430，该掩码表430存储掩码列表以表示某些类型的GPS消息，该GPS消息可由各种GPS供应商提供。当接收到GPS消息时，GPS消息解码器基于存储在掩码表430中的信息来确定GPS消息的类型或供应商。
在一个实施方式中，当消息解码器404从GPS传感器接收第一GPS消息时，消息解码器404通过将第一GPS消息的预定字段与存储在掩码表430中的预定数据模式的列表相匹配来确定第一GPS消息的类型。图4B示出了根据一个实施方式的掩码表430的示例。在此示例中，掩码表430被实现为查找表。
参考图4B，掩码表430包括多个条目并且每个条目对应于GPS消息的类型431之一。每个条目将特定类型431映射到一组属性或参数，该一组属性或参数可用于唯一地确定特定GPS消息的类型。一组属性包括掩码432、一个或多个数据模式或签名433以及可选的匹配规则434。在一个实施方式中，当匹配时，每个预定数据模式433唯一地表示GPS消息的预定类型431之一。
在一个实施方式中，响应于第一GPS消息，消息解码器404从掩码表430获取掩码432和数据模式433的列表。对于每个条目，消息解码器404将条目432的掩码应用于第一GPS消息以选择预定的数据字段并掩蔽第一GPS消息的剩余数据。然后，消息解码器404将第一GPS消息的选定字段与数据模式433进行比较，以确定它们是否匹配。如果它们匹配，则对应于匹配条目的类型可以被用作第一GPS消息的类型。
然后，消息解码器404使用与第一GPS消息的类型相关联的解码算法(即，对应于匹配条目的解码算法)解码第一GPS消息的有效载荷。然后，由GPS消息生成器408基于第一GPS消息的解码的有效载荷生成第二GPS消息。第二GPS消息采用可被自动驾驶系统的其他组件识别或理解的通用格式，例如主机系统110，其设计用于感知车辆周围的驾驶环境并规划路径或轨迹以驾驶车辆导航驾驶环境。
掩码基本上确定GPS消息中预定字段的位置。在一个实施方式中，掩码可被配置成遮罩和选择GPS消息的多个字段。GPS消息的多个字段可用于基于匹配规则(如匹配规则434)共同表示GPS消息的类型。例如，GPS消息的第一字段和第二字段可以通过将掩码遮罩到GPS消息上来获得。GPS消息的类型可以基于第一和第二字段与它们各自的预定数据模式的匹配来确定。匹配规则434可以指示如何利用匹配来确定GPS消息的类型。
例如，GPS消息的第一字段与第一数据模式匹配，GPS消息的第二字段与第二数据模式匹配。一个匹配规则可以规定，如果第一字段和第二字段中的任何一个匹配其各自的模式，则可以确定相应类型的GPS消息。另一个匹配规则可要求第一字段和第二字段两者都必须匹配它们各自的数据模式。
在一个实施方式中，GPS处理模块402还包括联接到GPS消息解码器404并联接到GPS消息发生器模块408的配置器406。配置器406被配置成为GPS消息解码器404和GPS消息生成模块408选择不同的模式。GPS消息发生器模块408被配置为从GPS消息解码器404接收解码的GPS消息，并生成解码后的有效GPS消息且将其作为输出发送到自动驾驶车辆中的一个或多个传感器、一个或多个传感器处理模块和/或主机110。一个或多个传感器可以对应于图2所示的一个或多个传感器(211,213,214或215)。在一个实施方式中，GPS消息生成器模块308的输出可以是紧接指示消息(例如消息500)或在其之后的国家海洋电子协会(NMEA)GPS移动RMC语句(GPRMC)消息(例如消息502)，如图5的示例所示。
在一个实施方式中，GPS消息解码器404可以包括用于识别或解码指示消息的掩码和匹配电路。在替代实施方式中，GPS消息解码器404可以包括逻辑门，例如用于识别或解码指示消息的AND(与)门或OR(或)门。掩码可以用来掩蔽某些不相关的数据，使得只有数据的特定部分被选择以进行处理。GPS消息的所选择部分可以被用来唯一地表示已经由特定供应商实现的GPS消息的类型。通过掩蔽相关的数据字段并且仅比较预定的数据字段，可以快得多地执行该过程。也就是说，特定类型的每个GPS消息均包括消息的特定位置处的特定数据模式。该掩码被用于选择在特定位置的数据，以确定用于解码的GPS消息的类型。
参照图4A和图5，示出了多个GPS消息500、502的示例，多个GPS消息500、502从外部GPS模块400接收作为到GPS消息解码器404的输入。为了简单起见，仅显示两条GPS消息。然而，本领域技术人员将理解，许多GPS消息由外部GPS模块400通过空中接收并输入到GPS消息解码器404。如图5所示，多个GPS消息包括：指示消息500，指示消息500指示在指示消息500之后的GPS消息有效；以及在指示消息500之后的有效GPS消息502。一旦指示消息500被GPS消息解码器404解码或识别，随后的GPS消息502便被认为是有效GPS消息，包括有效信息，例如自动驾驶车辆的时间和位置。该过程由GPS消息解码器404重复，以便在输入到GPS消息解码器404的许多GPS消息中解码有效GPS消息。“最佳位置”消息和GPRMC消息分别是指示消息500和有效GPS消息502的一个示例。任何合适的GPS消息都可以用作指示消息和有效GPS消息。图5所示的示例中的有效GPS消息是GPRMC消息，并且GPRMC消息可以由GPS消息解码器404适当地解码。可以使用参考图6A-6C描述的几种技术来解码或识别指示消息500。
图6A示出了根据一个实施方式的可用于解码指示消息500的掩码和匹配电路600的示例。掩码和匹配电路600可以包括合适的基于CAM的搜索和匹配电路来解码指示消息500。例如，可以检测/解码指示消息500的仅前N个字符(例如，前8个字符：$BestPos)，而不是解码可能包括过多字符(例如，大约100个字符)的整个指示消息500。解码后的前N个字符然后被用来将前N个字符匹配到完整的指示消息，例如，完整的最佳位置(Best Position)消息，它可以包括多个不同的字段，如“有效”字段，指示在后续的GPS消息502中包含的信息(例如，时间和位置)是有效的。在一个实施方式中，N是整数≥1但远小于完整指示消息中的整个字符数，例如，1≤N≤20。
图6B和6C示出了根据本公开的实施方式的可用于解码指示消息500的逻辑门的示例。在一个实施方式中，如图6B所示，与门602可用作逻辑门，以接收二进制值(例如逻辑值)作为与门602的输入，从而产生逻辑一输出，其指示消息500已被检测或解码。例如，当对指示消息500中的某些不同字段(例如，第一字段($BestPos)和另一字段(有效))进行解码时，逻辑一作为与门602的输入被接收。有效字段指示在后续GPS消息(例如，GPS消息502)中包含的信息(例如，时间、位置)是有效的。因此，在对这两个字段进行解码时，在与门602处接收逻辑一，产生逻辑一输出，其指示消息500已被解码并且随后的GPS消息(例如GPS消息502)是有效的。
在如图6C所示的一个实施方式中，逻辑门可以包括或门604，其接收二进制值(例如，逻辑门)作为或门604的输入，产生逻辑一输出，其指示指示消息500已被检测或解码。例如，当对指示消息500内的某些不同字段(例如，第一字段($BestPos)和另一字段(有效))进行解码时，逻辑一被接收作为或门604的输入。有效字段指示在后续GPS消息(例如，GPS消息502)中包含的信息(例如，时间、位置)是有效的。因此，在对这两个字段进行解码时，在或门604处接收逻辑一，产生逻辑一输出，其指示消息500已被解码并且随后的GPS消息(例如，GPS消息502)是有效的。在替代实施方式中，上述字段中的任何一个可以在或门处作为输入(例如，逻辑输入)被检测和接收，而另一输入是产生逻辑一输出的逻辑零。
图7是根据一个实施方式的操作自动驾驶车辆的过程700的流程图。过程700可以由处理逻辑来执行，该处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，过程700可以由GPS消息解码器404执行。参照图7，在操作702中，传感器单元的处理逻辑接收第一GPS消息，其中传感器单元联接在ADV的感知与规划系统和一组传感器之间。在操作704中，处理逻辑通过将第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定第一GPS消息的类型。每个数据模式均表示预定类型的GPS消息之一。在操作706中，处理逻辑使用对应于所确定的GPS消息的类型的解码方法或算法对第一GPS消息的有效载荷进行解码。
应注意，如上文示出和描述的部件中的一些或全部可在软件、硬件或其组合中实施。例如，此类部件可实施为安装并存储在永久性存储装置中的软件，所述软件可通过处理器(未示出)加载在存储器中并在存储器中执行以实施贯穿本申请所述的过程或操作。可替代地，此类部件可实施为编程或嵌入到专用硬件(诸如，集成电路(例如，专用集成电路或ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA))中的可执行代码，所述可执行代码可经由来自应用的相应驱动程序和/或操作系统来访问。此外，此类部件可实施为处理器或处理器内核中的特定硬件逻辑，作为可由软件部件通过一个或多个特定指令访问的指令集的一部分。
图8是示出可与本公开的一个实施方式一起使用的数据处理系统的示例的框图。例如，系统1500可表示以上所述的执行上述过程或方法中的任一个的任何数据处理系统，例如，图1的感知与规划系统110或者服务器103至104中的任一个。系统1500可包括许多不同的部件。这些部件可实施为集成电路(IC)、集成电路的部分、分立电子装置或适用于电路板(诸如，计算机系统的主板或插入卡)的其它模块或者实施为以其它方式并入计算机系统的机架内的部件。
还应注意，系统1500旨在示出计算机系统的许多部件的高阶视图。然而，应当理解的是，某些实施例中可具有附加的部件，此外，其它实施例中可具有所示部件的不同布置。系统1500可表示台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、服务器、移动电话、媒体播放器、个人数字助理(PDA)、智能手表、个人通信器、游戏装置、网络路由器或集线器、无线接入点(AP)或中继器、机顶盒或其组合。此外，虽然仅示出了单个机器或系统，但是术语“机器”或“系统”还应当理解为包括单独地或共同地执行一个(或多个)指令集以执行本文所讨论的任何一种或多种方法的机器或系统的任何集合。
在一个实施方式中，系统1500包括通过总线或互连件1510连接的处理器1501、存储器1503以及装置1505至1508。处理器1501可表示其中包括单个处理器内核或多个处理器内核的单个处理器或多个处理器。处理器1501可表示一个或多个通用处理器，诸如，微处理器、中央处理单元(CPU)等。更具体地，处理器1501可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、或实施其它指令集的处理器、或实施指令集组合的处理器。处理器1501还可以是一个或多个专用处理器，诸如，专用集成电路(ASIC)、蜂窝或基带处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器、图形处理器、通信处理器、加密处理器、协处理器、嵌入式处理器、或者能够处理指令的任何其它类型的逻辑。
处理器1501(其可以是低功率多核处理器套接口，诸如超低电压处理器)可充当用于与所述系统的各种部件通信的主处理单元和中央集线器。这种处理器可实施为片上系统(SoC)。处理器1501配置成执行用于执行本文所讨论的操作和步骤的指令。系统1500还可包括与可选的图形子系统1504通信的图形接口，图形子系统1504可包括显示控制器、图形处理器和/或显示装置。
处理器1501可与存储器1503通信，存储器1503在一个实施方式中可经由多个存储器装置实施以提供给定量的系统存储。存储器1503可包括一个或多个易失性存储(或存储器)装置，诸如，随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)或者其它类型的存储装置。存储器1503可存储包括由处理器1501或任何其它装置执行的指令序列的信息。例如，各种操作系统、装置驱动程序、固件(例如，输入输出基本系统或BIOS)和/或应用的可执行代码和/或数据可加载到存储器1503中并由处理器1501执行。操作系统可以是任何类型的操作系统，例如，机器人操作系统(ROS)、来自
Figure BDA0002312147710000191
公司的
Figure BDA0002312147710000192
操作系统、来自苹果公司的Mac
Figure BDA0002312147710000201
来自
Figure BDA0002312147710000202
公司的
Figure BDA0002312147710000203
LINUX、UNIX，或者其它实时或嵌入式操作系统。
系统1500还可包括IO装置，诸如装置1505至1508，包括网络接口装置1505、可选的输入装置1506，以及其它可选的IO装置1507。网络接口装置1505可包括无线收发器和/或网络接口卡(NIC)。所述无线收发器可以是WiFi收发器、红外收发器、蓝牙收发器、WiMax收发器、无线蜂窝电话收发器、卫星收发器(例如，全球定位系统(GPS)收发器)或其它射频(RF)收发器或者它们的组合。NIC可以是以太网卡。
输入装置1506可包括鼠标、触摸板、触敏屏幕(其可与显示装置1504集成在一起)、指针装置(诸如，手写笔)和/或键盘(例如，物理键盘或作为触敏屏幕的一部分显示的虚拟键盘)。例如，输入装置1506可包括联接到触摸屏的触摸屏控制器。触摸屏和触摸屏控制器例如可使用多种触敏技术(包括但不限于电容、电阻、红外和表面声波技术)中的任一种，以及其它接近传感器阵列或用于确定与触摸屏接触的一个或多个点的其它元件来检测其接触和移动或间断。
IO装置1507可包括音频装置。音频装置可包括扬声器和/或麦克风，以促进支持语音的功能，诸如语音识别、语音复制、数字记录和/或电话功能。其它IO装置1507还可包括通用串行总线(USB)端口、并行端口、串行端口、打印机、网络接口、总线桥(例如，PCI-PCI桥)、传感器(例如，诸如加速度计运动传感器、陀螺仪、磁强计、光传感器、罗盘、接近传感器等)或者它们的组合。装置1507还可包括成像处理子系统(例如，摄像机)，所述成像处理子系统可包括用于促进摄像机功能(诸如，记录照片和视频片段)的光学传感器，诸如电荷联接装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器。某些传感器可经由传感器集线器(未示出)联接到互连件1510，而诸如键盘或热传感器的其它装置可根据系统1500的具体配置或设计由嵌入式控制器(未示出)控制。
为了提供对诸如数据、应用、一个或多个操作系统等信息的永久性存储，大容量存储装置(未示出)也可联接到处理器1501。在各种实施方式中，为了实现更薄且更轻的系统设计并且改进系统响应性，这种大容量存储装置可经由固态装置(SSD)来实施。然而，在其它实施方式中，大容量存储装置可主要使用硬盘驱动器(HDD)来实施，其中较小量的SSD存储装置充当SSD高速缓存以在断电事件期间实现上下文状态以及其它此类信息的非易失性存储，从而使得在系统活动重新启动时能够实现快速通电。另外，闪存装置可例如经由串行外围接口(SPI)联接到处理器1501。这种闪存装置可提供系统软件的非易失性存储，所述系统软件包括所述系统的BIOS以及其它固件。
存储装置1508可包括计算机可访问的存储介质1509(也称为机器可读存储介质或计算机可读介质)，其上存储有体现本文所述的任何一种或多种方法或功能的一个或多个指令集或软件(例如，模块、单元和/或逻辑1528)。处理模块/单元/逻辑1528可表示上述部件中的任一个，例如规划模块305、控制模块306。处理模块/单元/逻辑1528还可在其由数据处理系统1500、存储器1503和处理器1501执行期间完全地或至少部分地驻留在存储器1503内和/或处理器1501内，数据处理系统1500、存储器1503和处理器1501也构成机器可访问的存储介质。处理模块/单元/逻辑1528还可通过网络经由网络接口装置1505进行传输或接收。
计算机可读存储介质1509也可用来永久性地存储以上描述的一些软件功能。虽然计算机可读存储介质1509在示例性实施方式中被示为单个介质，但是术语“计算机可读存储介质”应当被认为包括存储所述一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“计算机可读存储介质”还应当被认为包括能够存储或编码指令集的任何介质，所述指令集用于由机器执行并且使得所述机器执行本公开的任何一种或多种方法。因此，术语“计算机可读存储介质”应当被认为包括但不限于固态存储器以及光学介质和磁性介质，或者任何其它非暂时性机器可读介质。
本文所述的处理模块/单元/逻辑1528、部件以及其它特征可实施为分立硬件部件或集成在硬件部件(诸如，ASICS、FPGA、DSP或类似装置)的功能中。此外，处理模块/单元/逻辑1528可实施为硬件装置内的固件或功能电路。此外，处理模块/单元/逻辑1528可以以硬件装置和软件部件的任何组合来实施。
应注意，虽然系统1500示出为具有数据处理系统的各种部件，但是并不旨在表示使部件互连的任何特定架构或方式；因为此类细节和本公开的实施方式没有密切关系。还应当认识到，具有更少部件或可能具有更多部件的网络计算机、手持计算机、移动电话、服务器和/或其它数据处理系统也可与本公开的实施方式一起使用。
前述详细描述中的一些部分已经根据在计算机存储器内对数据位的运算的算法和符号表示而呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域中的技术人员所使用的方式，以将他们的工作实质最有效地传达给本领域中的其他技术人员。本文中，算法通常被认为是导致所期望结果的自洽操作序列。这些操作是指需要对物理量进行物理操控的操作。
然而，应当牢记，所有这些和类似的术语均旨在与适当的物理量关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标记。除非在以上讨论中以其它方式明确地指出，否则应当了解，在整个说明书中，利用术语(诸如所附权利要求书中所阐述的术语)进行的讨论是指计算机系统或类似电子计算装置的动作和处理，所述计算机系统或电子计算装置操控计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据，并将所述数据变换成计算机系统存储器或寄存器或者其它此类信息存储装置、传输或显示装置内类似地表示为物理量的其它数据。
本公开的实施方式还涉及用于执行本文中的操作的设备。这种计算机程序存储在非暂时性计算机可读介质中。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机构。例如，机器可读(例如，计算机可读)介质包括机器(例如，计算机)可读存储介质(例如，只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存存储器装置)。
前述附图中所描绘的过程或方法可由处理逻辑来执行，所述处理逻辑包括硬件(例如，电路、专用逻辑等)、软件(例如，体现在非暂时性计算机可读介质上)或两者的组合。尽管所述过程或方法在上文是依据一些顺序操作来描述的，但是应当了解，所述操作中的一些可按不同的顺序执行。此外，一些操作可并行地执行而不是顺序地执行。
本公开的实施方式并未参考任何特定的编程语言进行描述。应认识到，可使用多种编程语言来实施如本文描述的本公开的实施方式的教导。
在以上的说明书中，已经参考本公开的具体示例性实施方式对本公开的实施方式进行了描述。将显而易见的是，在不脱离所附权利要求书中阐述的本公开的更宽泛精神和范围的情况下，可对本发明作出各种修改。因此，应当在说明性意义而不是限制性意义上来理解本说明书和附图。

Claims (20)

1.一种用于对自动驾驶车辆的GPS消息进行解码的计算机实施的方法，所述方法包括：
在传感器单元处从GPS传感器接收第一GPS消息，其中，所述传感器单元联接在自动驾驶车辆的感知与规划系统和多个传感器之间；
通过将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定所述第一GPS消息的类型，每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个；以及
使用与所述第一GPS消息的类型相关联的解码算法对所述第一GPS消息的有效载荷进行解码。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
至少基于所述第一GPS消息的所解码的有效载荷生成第二GPS消息；以及
通过总线将所述第二GPS消息从所述传感器单元传输到所述感知与规划系统，其中，所述第二GPS消息符合所述感知与规划系统可识别的预定消息格式。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一GPS消息的类型包括匹配所述第一GPS消息的所述预定字段的前N个字符，其中N是大于等于1的整数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配包括：
对于所述列表中的每个预定数据模式，获得对应于所述预定数据模式的掩码；
通过使用所述掩码来掩蔽所述第一GPS消息的剩余部分来选择所述第一GPS消息的一部分；
将所述第一GPS消息的所选择的部分与所述预定数据模式进行比较。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述掩码用于确定所述第一GPS消息内的所述部分的位置。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一GPS消息的所选择的部分包括与第一字段相关联的第一部分和与第二字段相关联的第二部分，以及其中，所述方法还包括：
在所述第一部分和与所述掩码相关联的第一预定数据模式之间执行第一匹配操作；
在所述第二部分和与所述掩码相关联的第二预定数据模式之间执行第二匹配操作；以及
基于所述第一匹配操作的第一结果和所述第二匹配操作的第二结果来确定所述第一GPS消息的类型。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
确定与所述第一匹配操作和所述第二匹配操作相关联的匹配规则；以及
基于所述第一结果和所述第二结果之间的匹配规则执行逻辑操作，以确定所述第一GPS消息的类型。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述逻辑操作包括基于所述匹配规则确定的逻辑或操作或逻辑和操作。
9.传感器单元，包括：
传感器接口，联接到多个传感器，包括GPS传感器；
主机接口，通过总线联接到自动驾驶车辆的感知与规划系统；
GPS解码器，联接到所述传感器接口和所述主机接口，其中，所述GPS解码器配置成
从所述GPS传感器接收第一GPS消息；
通过将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定所述第一GPS消息的类型，每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个；以及
使用与所述第一GPS消息的类型相关联的解码算法对所述第一GPS消息的有效载荷进行解码。
10.根据权利要求9所述的传感器单元，其中，所述传感器单元还包括GPS消息发生器，所述GPS消息发生器配置为：
至少基于所述第一GPS消息的所解码的有效载荷生成第二GPS消息；以及
将所述第二GPS消息传输到所述感知与规划系统，其中，所述第二GPS消息符合所述感知与规划系统可识别的预定消息格式。
11.根据权利要求9所述的传感器单元，其中，在确定第一GPS消息的类型时，所述GPS解码器进一步匹配所述第一GPS消息的所述预定字段的前N个字符，其中N是大于等于1的整数。
12.根据权利要求9所述的传感器单元，其中，在将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配时，所述GPS解码器配置为：
对于所述列表中的每个预定数据模式，获得对应于所述预定数据模式的掩码；
通过使用所述掩码来掩蔽所述第一GPS消息的剩余部分来选择所述第一GPS消息的一部分；
将所述第一GPS消息的所选择的部分与所述预定数据模式进行比较。
13.根据权利要求12所述的传感器单元，其中，所述掩码用于确定所述第一GPS消息内的所述部分的位置。
14.根据权利要求12所述的传感器单元，其中，所述第一GPS消息的所选择的部分包括与第一字段相关联的第一部分和与第二字段相关联的第二部分，以及其中，所述GPS解码器进一步配置为：
在所述第一部分和与所述掩码相关联的第一预定数据模式之间执行第一匹配操作；
在所述第二部分和与所述掩码相关联的第二预定数据模式之间执行第二匹配操作；以及
基于所述第一匹配操作的第一结果和所述第二匹配操作的第二结果来确定所述第一GPS消息的类型。
15.根据权利要求14所述的传感器单元，其中，所述GPS解码器进一步配置为：
确定与所述第一匹配操作和所述第二匹配操作相关联的匹配规则；以及
基于所述第一结果和所述第二结果之间的匹配规则执行逻辑操作，以确定所述第一GPS消息的类型。
16.根据权利要求15所述的传感器单元，其中，所述逻辑操作包括基于所述匹配规则确定的逻辑或操作或逻辑和操作。
17.自动驾驶系统，包括：
感知与规划系统，用于感知自动驾驶车辆周围的驾驶环境并规划轨迹以导航通过所述驾驶环境；
多个传感器，包括GPS传感器；和
传感器单元，联接到所述传感器和所述感知与规划系统，其中，所述传感器单元包括：
传感器接口，联接到所述多个传感器；
主机接口，联接到所述感知与规划系统；以及
GPS解码器，联接到所述传感器接口和所述主机接口，其中，
所述GPS解码器配置成
从所述GPS传感器接收第一GPS消息；
通过将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配来确定所述第一GPS消息的类型，每个预定数据模式均对应于多个预定类型的GPS消息中的一个；以及
使用与所述第一GPS消息的类型相关联的解码算法对所述第一GPS消息的有效载荷进行解码。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述传感器单元还包括GPS消息发生器，所述GPS消息发生器配置为：
至少基于所述第一GPS消息的所解码的有效载荷生成第二GPS消息；以及
将所述第二GPS消息传输到所述感知与规划系统，其中，所述第二GPS消息符合所述感知与规划系统可识别的预定消息格式。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，在确定第一GPS消息的类型时，所述GPS解码器进一步匹配所述第一GPS消息的所述预定字段的前N个字符，其中N是大于等于1的整数。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，在将所述第一GPS消息的预定字段与预定数据模式的列表相匹配时，所述GPS解码器配置为：
对于所述列表中的每个预定数据模式，获得对应于所述预定数据模式的掩码；
通过使用所述掩码来掩蔽所述第一GPS消息的剩余部分来选择所述第一GPS消息的一部分；
将所述第一GPS消息的所选择的部分与所述预定数据模式进行比较。
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