CN112327881A - 一种汽车自动驾驶系统架构以及该系统架构的应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种汽车自动驾驶系统架构，包括设置于汽车内部的中央处理器以及分别设置于汽车不同位置的若干个传感器，所述传感器与传感器之间、传感器与中央处理器之间均通过带有冗余构造的线缆结构相串行连接，所述线缆结构包括至少两条相互电磁屏蔽的子线缆，所述线缆结构用于实现传感器与中央处理器之间的数据交互，其中一个或部分子线缆断开时，剩余的子线缆仍旧能继续实现传感器与中央处理器之间的数据交互。本发明能够通过设置汽车自动驾驶系统架构的串行连接结构，实现了当线缆结构内部的子线缆全部断裂时，数据信息可以通过另一侧的线缆结构进行传输，保证使用汽车自动驾驶系统架构的安全，提高了汽车自动驾驶系统架构的适应性和适用范围。

Description

一种汽车自动驾驶系统架构以及该系统架构的应用方法
技术领域
本发明涉及布线架构技术领域，具体涉及一种汽车自动驾驶系统架构以及该系统架构的应用方法。
背景技术
现有技术中的布线系统100通常采用分散式分布，如图1所示：处理器104通过电缆与各个设备102一一连接的，当其中一条电缆发生故障时，通过该电缆连接的设备102的通讯被断开，导致这种布线系统的安全性存在较大隐患，当这种布线系统应用到自动驾驶系统时，对驾驶人的安全造成很大威胁。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种汽车自动驾驶系统架构以及该系统架构的应用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种汽车自动驾驶系统架构，包括设置于汽车内部的中央处理器以及分别设置于汽车不同位置的若干个传感器，所述传感器与传感器之间、传感器与中央处理器之间均通过带有冗余构造的线缆结构相串行连接，所述线缆结构包括至少两条相互电磁屏蔽的子线缆，所述线缆结构用于实现传感器与中央处理器之间的数据交互，其中一个或部分子线缆断开时，剩余的子线缆仍旧能继续实现传感器与中央处理器之间的数据交互。
所述中央处理器连接有CAN控制模块，所述中央处理器通过CAN控制模块与CAN总线连接，实现对汽车各个位置的情况进行监控和控制。
所述CAN总线控制模块包括设置于中央处理器内部的CAN控制器和CAN收发器，所述CAN控制器用于对从中央处理器接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器，所述CAN收发器用于对从CAN控制器接收到数据进行转化并传输给CAN总线。
所述线缆结构还包括围绕所述子线缆设置的外绝缘层，所述子线缆呈均匀并列分布。
所述子线缆包括至少两个的导体，围绕所述导体设置有内绝缘层，所述内绝缘层外还设置有导电屏蔽层，所述外绝缘层围绕设置于至少两个的所述子线缆的导电屏蔽层外侧。
同一线缆结构内的两个及以上的子线缆与线缆结构的输入输出端均为并联连接，使得各子线缆间输送信号互不影响。
同一个子线缆的导体之间相互间隔开并且通过内绝缘层彼此绝缘。
一种汽车自动驾驶系统架构的应用方法，包括下列步骤：
S1：将若干个传感器通过线缆结构与中央处理器连接，形成环路连接结构；
S2：传感器采集汽车的数据信息，并通过线缆结构将数据信息传输给中央处理器；
S3：中央处理器将线缆结构进行配对并创建冗余；
S4：中央处理器通过CAN控制模块实现与CAN总线之间进行数据传输；
S5：中央处理器将从CAN总线接收到的指令信息通过线缆结构传输给传感器。
所述步骤S4包括：
S4-1：中央处理器将接收到的数据信息传输给CAN控制器，CAN控制器将从中央处理器接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器；
S4-2：CAN收发器将从CAN控制器接收到数据进行转化并传输给CAN总线，CAN总线对接收到的数据信息进行处理分析并将指令信息传输给CAN收发器。
所述步骤S4还包括：
S4-3：CAN收发器将从CAN总线接收到的指令信息进行转化并传输给CAN控制器；
S4-4：CAN控制器将从CAN收发器接收到的指令信息进行处理并传输给中央处理器。
所述汽车自动驾驶系统架构的应用方法还包括步骤S6：
当线缆结构内部发生断裂时：
若线缆结构内部的部分子线缆发生断裂，该线缆结构仍可以实现数据传输；
若中央处理器一侧的线缆结构内的子线缆全部断裂，传感器与中央处理器之间仍可以通过另一侧的线缆结构实现数据传输。
本发明具有的优点和积极效果是：
(1)本发明通过设置汽车自动驾驶系统架构的串行连接结构，实现了当线缆结构内部的子线缆全部断裂时，数据信息可以通过另一侧的线缆结构进行传输，保证了使用汽车自动驾驶系统架构的安全。
(2)本发明通过设置带有冗余构造的线缆结构，使得传感器与中央处理器之间可以更稳定的数据传输，实现了当线缆结构内部的一个或部分子线缆断裂时，剩余的子线缆仍然可以进行数据信息传输，提高了汽车自动驾驶系统架构的适应性和适用范围。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种汽车自动驾驶系统架构的现有技术的线路连接示意图；
图2是本发明的一种汽车自动驾驶系统架构的线路连接框图；
图3是本发明的一种汽车自动驾驶系统架构的应用方法的流程示意图；
图4是本发明的一种汽车自动驾驶系统架构的线缆结构的内部结构示意图；
图中：
100，现有技术中的布线系统、102，设备、104，处理器；
200，汽车自动驾驶系统架构、202，传感器、204，中央处理器、206，CAN控制模块、208，CAN控制器、210，CAN收发器、212，CAN总线；
300，线缆结构、302，第一导体、304，第二导体、308，第一子线缆、310，第二子线缆、312，内绝缘层、314，导电屏蔽层、316，外绝缘层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下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，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图2所示，本发明提供一种汽车自动驾驶系统架构，包括设置于汽车内部的中央处理器204以及分别设置于汽车不同位置的若干个传感器202，所述传感器202与传感器202之间、传感器202与中央处理器204之间均通过带有冗余构造的线缆结构300相串行连接，所述线缆结构300包括至少两条相互电磁屏蔽的子线缆，所述线缆结构用于实现传感器202与中央处理器204之间的数据交互，其中一个或部分子线缆断开时，剩余的子线缆仍旧能继续实现传感器202与中央处理器204之间的数据交互。
所述线缆结构300还包括围绕所述子线缆设置的外绝缘层316，所述子线缆呈均匀并列分布。
本发明的一种汽车自动驾驶系统架构应用于汽车的自动驾驶系统，具体如图2和图4所示，在实际的工作过程中，若干个传感器202与中央处理器204之间通过线缆结构300相串行连接，形成环路，中央处理器204通过CAN控制模块206与CAN总线212连接，实现对汽车各个位置的情况进行监控和控制；同一线缆结构300内的若干个子线缆分别对接收到的信号进行传输，使得在其中一个子线缆断裂时，可以通过其他子线缆进行数据传输，解决了现有技术中，当某一处电缆发生故障时，则通过该电缆连接的设备的通讯被断开的问题。
进一步地，所述中央处理器204连接有CAN控制模块206，所述中央处理器204通过CAN控制模块206与CAN总线212连接，实现对汽车各个位置的情况进行监控和控制。
所述CAN总线控制模块包括设置于中央处理器204内部的CAN控制器208和CAN收发器210，所述CAN控制器208用于对从中央处理器204接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器210，所述CAN收发器210用于对从CAN控制器208接收到数据进行转化并传输给CAN总线212。
进一步地，在本发明的实际工作中，如图2所示，传感器202通过线缆结构300将数据信息传输给中央处理器204，中央处理器204将接收到的数据信息传输给CAN控制器208，CAN控制器208将从中央处理器204接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器210，CAN收发器210将从CAN控制器208接收到数据进行转化并传输给CAN总线212，CAN总线212对接收到的数据信息进行处理分析并将指令信息传输给CAN收发器210，CAN收发器210将从CAN总线212接收到的指令信息进行转化并传输给CAN控制器208，CAN控制器208将从CAN收发器210接收到的指令信息进行处理并传输给中央处理器204，中央处理器204将从CAN总线212接收到的指令信息通过线缆结构300传输给传感器202，实现对汽车各个位置的情况进行监控和控制，解决了现有技术中，当某一处电缆发生故障时，通过该电缆连接的设备的通讯被断开，造成汽车监控中断的问题。
进一步地，所述子线缆包括至少两个的导体，围绕所述导体设置有内绝缘层312，所述内绝缘层312外还设置有导电屏蔽层314，所述外绝缘层316围绕设置于至少两个的所述子线缆的导电屏蔽层314外侧。
进一步地，在实施例中，所述子线缆的数量为两个，分别为第一子线缆308与第二子线缆310，所述子线缆内的导体的数量为两个，分别为第一导体302和第二导体304，且呈平行分布。
同一线缆结构300内的两个及以上的子线缆与线缆结构300的输入输出端均为并联连接，使得各子线缆间输送信号互不影响。
同一个子线缆的导体之间相互间隔开并且通过内绝缘层312彼此绝缘。
进一步地，在本发明的实际工作中，如图4所示，同一线缆结构300内的若干个子线缆分别对接收到的信号进行传输，使得在其中一个子线缆断裂时，可以通过其他子线缆进行数据传输，解决了现有技术中，当某一处电缆发生故障时，则通过该电缆连接的设备的通讯被断开的问题。
进一步地，如图3所示，一种汽车自动驾驶系统架构的应用方法，
包括下列步骤：
S1：将若干个传感器202通过线缆结构300与中央处理器204连接，形成环路连接结构；
S2：传感器202采集汽车的数据信息，并通过线缆结构300将数据信息传输给中央处理器204；
S3：中央处理器204将线缆结构300进行配对并创建冗余；
S4：中央处理器204通过CAN控制模块206实现与CAN总线212之间进行数据传输；
S5：中央处理器204将从CAN总线212接收到的指令信息通过线缆结构300传输给传感器202。
所述步骤S4包括：
S4-1：中央处理器204将接收到的数据信息传输给CAN控制器208，CAN控制器208将从中央处理器204接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器210；
S4-2：CAN收发器210将从CAN控制器208接收到数据进行转化并传输给CAN总线212，CAN总线212对接收到的数据信息进行处理分析并将指令信息传输给CAN收发器210。
所述步骤S4还包括：
S4-3：CAN收发器210将从CAN总线212接收到的指令信息进行转化并传输给CAN控制器208；
S4-4：CAN控制器208将从CAN收发器210接收到的指令信息进行处理并传输给中央处理器204。
所述汽车自动驾驶系统架构200的应用方法还包括步骤S6：
当线缆结构300内部发生断裂时：
若线缆结构300内部的部分子线缆发生断裂，该线缆结构300仍可以实现数据传输；
若中央处理器204一侧的线缆结构300内的子线缆全部断裂，传感器202与中央处理器204之间仍可以通过另一侧的线缆结构300实现数据传输。
本发明的工作原理和工作过程如下：
将若干个传感器202与中央处理器204之间通过线缆结构300相串行连接，形成环路；
在汽车自动驾驶过程中，传感器202采集汽车各个位置的数据信息，并通过线缆结构300将数据信息传输给中央处理器204，中央处理器204将线缆结构300进行配对并创建冗余，使得避免出现数据信息丢失的现象；
中央处理器204将接收到的数据信息传输给CAN控制器208，CAN控制器208将从中央处理器204接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器210，CAN收发器210将从CAN控制器208接收到数据进行转化并传输给CAN总线212，CAN总线212对接收到的数据信息进行处理分析并将指令信息传输给CAN收发器210，CAN收发器210将从CAN总线212接收到的指令信息进行转化并传输给CAN控制器208，CAN控制器208将从CAN收发器210接收到的指令信息进行处理并传输给中央处理器204，中央处理器204将从CAN总线212接收到的指令信息通过线缆结构300传输给传感器202，实现对汽车各个位置的情况进行监控和控制；
当线缆结构300内部发生断裂时：
若线缆结构300内部的部分子线缆发生断裂，该线缆结构300通过其内部的未断裂的子线缆进行通信实现数据传输；
若中央处理器204一侧的线缆结构300内的子线缆全部断裂，传感器202与中央处理器204之间通过另一侧的线缆结构300内部的子线缆实现数据传输，使得该自动驾驶系统的通信线路更为稳定，且结构更坚固。
本发明的特点在于：通过设置汽车自动驾驶系统架构200的串行连接结构，实现了当线缆结构300内部的子线缆全部断裂时，数据信息可以通过另一侧的线缆结构300进行传输，保证了使用汽车自动驾驶系统架构200的安全；通过设置带有冗余构造的线缆结构200，使得传感器202与中央处理器204之间可以更稳定的数据传输，实现了当线缆结构300内部的一个或部分子线缆断裂时，剩余的子线缆仍然可以进行数据信息传输，提高了汽车自动驾驶系统架构200的适应性和适用范围。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车自动驾驶系统架构，其特征在于，包括设置于汽车内部的中央处理器(204)以及分别设置于汽车不同位置的若干个传感器(202)，所述传感器(202)与传感器(202)之间、传感器(202)与中央处理器(204)之间均通过带有冗余构造的线缆结构(300)相串行连接，所述线缆结构(300)包括至少两条相互电磁屏蔽的子线缆，所述线缆结构用于实现传感器(202)与中央处理器(204)之间的数据交互，其中一个或部分子线缆断开时，剩余的子线缆仍旧能继续实现传感器(202)与中央处理器(204)之间的数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶系统架构，其特征在于，所述中央处理器(204)连接有CAN控制模块(206)，所述中央处理器(204)通过CAN控制模块(206)与CAN总线(212)连接，实现对汽车各个位置的情况进行监控和控制。
3.根据权利要求2所述的一种汽车自动驾驶系统架构，其特征在于，所述CAN总线控制模块包括设置于中央处理器(204)内部的CAN控制器(208)和CAN收发器(210)，所述CAN控制器(208)用于对从中央处理器(204)接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器(210)，所述CAN收发器(210)用于对从CAN控制器(208)接收到数据进行转化并传输给CAN总线(212)。
4.根据权利要求1所述的一种汽车自动驾驶系统架构，其特征在于，所述线缆结构(300)还包括围绕所述子线缆设置的外绝缘层(316)，所述子线缆呈均匀并列分布。
5.根据权利要求4所述的一种汽车自动驾驶系统架构，其特征在于，所述子线缆包括至少两个的导体，围绕所述导体设置有内绝缘层(312)，所述内绝缘层(312)外还设置有导电屏蔽层(314)，所述外绝缘层(316)围绕设置于至少两个的所述子线缆的导电屏蔽层(314)外侧。
6.根据权利要求5所述的一种汽车自动驾驶系统架构，其特征在于，同一线缆结构(300)内的两个及以上的子线缆与线缆结构(300)的输入输出端均为并联连接，使得各子线缆间输送信号互不影响。
7.根据权利要求6所述的一种汽车自动驾驶系统架构，其特征在于，同一个子线缆的导体之间相互间隔开并且通过内绝缘层(312)彼此绝缘。
8.一种汽车自动驾驶系统架构的应用方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1：将若干个传感器(202)通过线缆结构(300)与中央处理器(204)连接，形成环路连接结构；
S2：传感器(202)采集汽车的数据信息，并通过线缆结构(300)将数据信息传输给中央处理器(204)；
S3：中央处理器(204)将线缆结构(300)进行配对并创建冗余；
S4：中央处理器(204)通过CAN控制模块(206)实现与CAN总线(212)之间进行数据传输；
S5：中央处理器(204)将从CAN总线(212)接收到的指令信息通过线缆结构(300)传输给传感器(202)；
S6：当线缆结构(300)内部发生断裂时：
若线缆结构(300)内部的部分子线缆发生断裂，该线缆结构(300)仍可以实现数据传输；
若中央处理器(204)一侧的线缆结构(300)内的子线缆全部断裂，传感器(202)与中央处理器(204)之间仍可以通过另一侧的线缆结构(300)实现数据传输。
9.根据权利要求8所述的一种汽车自动驾驶系统架构的应用方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S4-1：中央处理器(204)将接收到的数据信息传输给CAN控制器(208)，CAN控制器(208)将从中央处理器(204)接收到的数据进行处理并传输给CAN收发器(210)；
S4-2：CAN收发器(210)将从CAN控制器(208)接收到数据进行转化并传输给CAN总线(212)，CAN总线(212)对接收到的数据信息进行处理分析并将指令信息传输给CAN收发器(210)。
10.根据权利要求9所述的一种汽车自动驾驶系统架构的应用方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：
S4-3：CAN收发器(210)将从CAN总线(212)接收到的指令信息进行转化并传输给CAN控制器(208)；
S4-4：CAN控制器(208)将从CAN收发器(210)接收到的指令信息进行处理并传输给中央处理器(204)。
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