CN112590784A - 一种客车用域控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种客车用域控制系统及方法，由VACU、前视摄像头和毫米波雷达三部分组成；本发明使用高性能高算力infineon三核TC275T芯片开发VACU硬件平台，基于毫米波雷达、前视摄像头实现环境感知，VACU进行多传感器感知融合、ADAS控制算法开发进行决策，发送给驱动电机、EBS系统或者ESC系统执行，实现FCW、PCW、LDW、限速识别预警RSR、车距监测预警、智能节能控制、碰撞缓解、自动紧急制动AEB与自适应巡航ACC等ADAS功能，VACU域控制器还可根据油门、刹车、挡位等驾驶员意图协调电机、电池及其他附件系统实现纯电动客车整车控制功能，取代纯电动客车VCU和辅助驾驶控制器，简化控制架构，减少ECU数量，避免多控制器资源冗余浪费，降低成本，大大提高功能安全等级。

Description

一种客车用域控制系统及方法

技术领域

本公开涉及汽车技术领域，具体涉及一种客车用域控制系统及方法，用于车辆的整车控制和高级辅助驾驶。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。

《营运客车安全技术条件JT/T 1094-2016》规定，车长大于9m的营运客车应装备符合JT/T 883规定的车道偏离预警系统(LDWS)，还应装备自动紧急制动系统(AEBS)；《营运车辆自动紧急制动系统性能要求和测试规程JTT1242-2019》，2019年4月1日实施，规定了车长大于11米的客车必须要加装自动紧急制动系统。

目前纯电动客车采用增加ADAS系统(ADAS控制器、前视摄像头和雷达)，来实现高级辅助驾驶功能，且整车控制功能需使用整车控制器实现，这种技术路线会造成控制器资源冗余浪费，成本增加，增加系统复杂度，降低功能安全等级。

发明人还发现，对于目前的客车驾驶员来说，长距离行驶会产生疲劳和感知性下降，容易在其他车辆逼近时难以预判车体之间的相对距离、速度和加速度，导致刮碰甚至造成交通事故，目前的电动客车VCU和辅助驾驶控制器为分离式设置，两个控制器之间进行数据传输和分析不仅会形成一定时间延迟、且在判断处理过程中容易产生数据偏差，难以形成精确地处理结果，使得不利于客车规避其他车辆，目前采用电动客车VCU和辅助驾驶控制器难以实现对于车体外部数据分析与车体驾驶控制的统一，难以结合形成对客车面临擦碰或事故时提前进行预判及时进行规避作用，对此如何对客车驾驶过程中车体自身及路面状况进行高精度的检测和执行以有效的规避车辆或行人是需要解决的难题。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提供一种客车用域控制系统，该系统可实现整车控制和高级辅助驾驶功能，VACU取代纯电动客车VCU和辅助驾驶控制器，简化控制架构，减少ECU数量，避免多控制器资源冗余浪费，降低成本，大大提高功能安全等级，对客车驾驶过程中车体自身及路面状况进行高精度的检测并形成统一，有效的进行规避车辆或行人，避免发生严重的交通事故。

第一方面，本公开提供了一种客车用域控制系统，包括：域控制器；

与域控制器连接的传感器模块、视频采集模块和执行器模块；

所述传感器模块用于采集车体周围障碍物信息，并将障碍物信息传输至域控制器；

所述视频采集模块用于采集路段数据，并将路段数据传输至域控制器；

所述域控制器用于处理障碍物信息和路段数据，并生成指令信号传输至执行器模块，执行器模块对车体进行缓刹和/或紧急制动。

第二方面，本公开还提供了一种客车用域控制系统的使用方法，包括：

利用传感器模块采集车体周围障碍物信息，并将障碍物信息传输至域控制器；

利用视频采集模块采集路段数据，并将路段数据传输至域控制器；

域控制器处理障碍物信息和路段数据，并生成指令信号传输至执行器模块，执行器模块对车体进行缓刹和/或紧急制动。

与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：

1、本发明使用高性能高算力infineon三核TC275T芯片开发VACU硬件平台，基于毫米波雷达、前视摄像头实现环境感知，VACU进行多传感器感知融合、ADAS控制算法开发进行决策，发送给驱动电机、EBS系统或者ESC系统执行，实现FCW、PCW、LDW、限速识别预警RSR、车距监测预警、智能节能控制、碰撞缓解、自动紧急制动AEB与自适应巡航ACC等ADAS功能，VACU域控制器还可根据油门、刹车、挡位等驾驶员意图协调电机、电池及其他附件系统实现纯电动客车整车控制功能，

2、本公开采用传感器模块采集车体周围障碍物信息，并将障碍物信息传输至域控制器；视频采集模块采集路段数据，并将路段数据传输至域控制器；域控制器处理障碍物信息和路段数据，并生成指令信号传输至执行器模块，执行器模块对车体进行缓刹和/或紧急制动；该系统可实现整车控制和高级辅助驾驶功能，VACU域控制器取代纯电动客车VCU和辅助驾驶控制器，简化控制架构，减少ECU数量，避免多控制器资源冗余浪费，降低成本，大大提高功能安全等级，本公开通过一个控制器对客车行驶过程中进行数据采集和辅助驾驶控制，降低了数据传输延迟，提高了检测精度，有利于及时有效的对客车行驶过程中的突发状况进行处理，对客车驾驶过程中车体自身及路面状况进行高精度的检测并形成统一，有效的进行规避车辆或行人，避免发生严重的交通事故。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明的系统架构及功能方框图；

图2为本公开的纯电动客车CAN网络架构图；

图中，1、VACU域控制器，2、前视摄像头，3、毫米波雷达。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

实施例1

如图1所示，本公开提供了一种客车用域控制系统，包括：域控制器；

与域控制器连接的传感器模块、视频采集模块和执行器模块；

所述传感器模块用于采集车体周围障碍物信息，并将障碍物信息传输至域控制器；

所述视频采集模块用于采集路段数据，并将路段数据传输至域控制器；

所述域控制器用于处理障碍物信息和路段数据，并生成指令信号传输至执行器模块，执行器模块对车体进行缓刹和/或紧急制动。

进一步的，所述路段数据包括车体前方障碍物及目标的车距、相对速度、相对加速度、车道线和限速牌识别。

进一步的，所述障碍物信息包括车体与障碍物距离、障碍物类型和障碍物与车体相对加速度。

进一步的，所述视频采集模块包括前视摄像头，具体的所述前视摄像头用于检测前方障碍物及目标的车距、相对速度、相对加速度、车道线和限速牌识别，根据TTC时间发出报警提示；

进一步的，所述传感器模块包括毫米波雷达；所述毫米波雷达检测目标障碍物信息，检测距离远、可靠性高、不受光线等影响，但是对于行人的分辨率低，需要跟前视摄像头进行融合。

进一步的，还包括与域控制器连接的报警模块，所述报警模块包括但不限于报警器、报警灯或振动报警安全带，报警方式可包括声音报警、灯光报警以及安全带振动报警的方式。

进一步的，还包括与域控制器连接的油泵DCAC、气泵DCAC、DCDC、低压DCAC、绝缘检测单元、EBS或ESC、远程监控、BMS和烟雾报警模块。DCDC是将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级直流电源的装置；油泵DCAC控制器用于控制油泵动作，气泵DCAC控制器用于控制气泵动作。烟雾报警模块可采用烟雾报警器进行烟雾报警。远程监控可以采用远程视频监控系统，通过标准电话线、网络、移动宽带及ISDN数据线或直接连接，并能够控制云台/镜头、存储视频监控图像。

进一步的，所述执行器模块包括电机控制器、仪表和EBS/ESC系统，域控制器通过CAND发送给电机控制器指令信号进行缓刹，通过CANC发送给仪表显示状态及EBS或ESC系统进行自动紧急制动。

进一步的，所述域控制器采用VACU域控制器，VACU域控制器通过CAN网络总线与传感器模块、执行器模块和视频采集模块连接。所述VACU域控制器采用高性能高算力infineon三核TC275T芯片开发VACU硬件平台。VACU进行多传感器感知融合、ADAS控制算法开发进行决策，发送给驱动电机、EBS系统或者ESC系统执行，实现FCW、PCW、LDW、限速识别预警RSR、车距监测预警、智能节能控制、碰撞缓解、自动紧急制动AEB与自适应巡航ACC等ADAS功能，VACU域控制器还可根据油门、刹车、挡位等驾驶员意图协调电机、电池及其他附件系统实现纯电动客车整车控制功能。

进一步的，所述的VACU域控制器主芯片采用32位infineon TC275T汽车级MCU，主频200MHz，Flash 4M，SRAM 472K，支持浮点数运算；SBC芯片采用infineon TLF35584QVVS2汽车级芯片，性能稳定；采用6路CAN总线，其中CANA支持特定针帧唤醒，其中CANC支持CANFD功能；15路12位精度模拟量输入和25路高低可配的数字量输入，16路底边驱动和12路高边驱动，支持车载以太网通讯。

进一步的，所述的VACU域控制器底层软件和应用层软件基于V字型开发流程，其中底层软件开发基于AUTOSAR软件架构，包括应用层、服务层、ECU抽象层和微控制器抽象层，底层软件开发包括系统上下电、bootloader、单片机底层驱动模块、硬件外设驱动模块和操作系统等；应用层软件开发使用simulink/stateflow开发包括VACU settings、CCP配置、硬线输入模块、CANC接收模块、CAND接收模块、前视摄像头毫米波雷达CANA接收模块、整车控制算法模块、感知融合算法模块、目标的选择及ADAS控制算法模块、高低边驱动模块、CANC发送模块、CAND发送模块、DM1故障诊断模块等。

具体的，VACU settings：用于设置4路CAN通道刷写及通道设置和波特率等配置信息；CCP配置：用于CCP标定的配置；硬线输入模块：用于硬件使能信号的接收处理；CANC接收模块：用于CANC通道报文的接收；CAND接收模块：用于CAND通道报文的接收；前视摄像头毫米波雷达CANA接收模块：用于前视摄像头和毫米波雷达的CAN报文接收；整车控制算法模块：根据硬线使能信号和CAN报文信号开发整车控制算法；感知融合算法模块：根据接收的前视摄像头和毫米波雷达报文信息进行感知融合计算；目标的选择及ADAS控制算法模块：融合计算后进行目前障碍物的选择和ADAS控制功能开发；高低边驱动模块：使用硬线高低电平驱动继电器或其他部件工作；CANC发送模块：用于CANC通道报文的发送；CAND发送模块：用于CAND通道报文的发送；DM1故障诊断模块:用于DM1故障诊断及发送。

进一步的，CAN网络架构5所示，纯电动客车VACU域控制器1在CANA、CANC和CAND，实现整车控制协调与ADAS功能，其中在CANA接收前视摄像头2和毫米波雷达3传感器的信息，通过感知融合、目标筛选、计算及决策，通过CAND发送给电机控制器进行缓刹，通过CANC发送给仪表显示状态及EBS或ESC系统进行自动紧急制动。

实施例2

本公开还提供了一种客车用域控制系统的使用方法，包括：

利用传感器模块采集车体周围障碍物信息，并将障碍物信息传输至域控制器；

利用视频采集模块采集路段数据，并将路段数据传输至域控制器；

域控制器处理障碍物信息和路段数据，并生成指令信号传输至执行器模块，执行器模块对车体进行缓刹和/或紧急制动。

具体的，使用高性能高算力infineon三核TC275T芯片开发VACU硬件平台，基于毫米波雷达、前视摄像头实现环境感知，VACU进行多传感器感知融合、ADAS控制算法开发进行决策，发送给驱动电机、EBS系统或者ESC系统执行，实现FCW、PCW、LDW、限速识别预警RSR、车距监测预警、智能节能控制、碰撞缓解、自动紧急制动AEB与自适应巡航ACC等ADAS功能，VACU域控制器还可根据油门、刹车、挡位等驾驶员意图协调电机、电池及其他附件系统实现纯电动客车整车控制功能；

其中在CANA接收前视摄像头2和毫米波雷达3传感器的信息，通过感知融合、目标筛选、计算及决策，通过CAND发送给电机控制器进行缓刹，通过CANC发送给仪表显示状态及EBS或ESC系统进行自动紧急制动。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种客车用域控制系统，其特征在于，包括：域控制器；

与域控制器连接的传感器模块、视频采集模块和执行器模块；

所述传感器模块用于采集车体周围障碍物信息，并将障碍物信息传输至域控制器；

所述视频采集模块用于采集路段数据，并将路段数据传输至域控制器；

所述域控制器用于处理障碍物信息和路段数据，并生成指令信号传输至执行器模块，执行器模块对车体进行缓刹和/或紧急制动。

2.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，所述域控制器采用VACU域控制器，VACU域控制器通过CAN网络总线与传感器模块、执行器模块和视频采集模块连接。

3.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，所述的VACU域控制器底层软件和应用层软件基于V字型开发流程，其中底层软件开发基于AUTOSAR软件架构，包括应用层、服务层、ECU抽象层和微控制器抽象层。

4.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，所述应用层软件开发使用simulink/stateflow开发，包括CANA接收模块、整车控制算法模块、感知融合算法模块、目标的选择及ADAS控制算法模块、高低边驱动模块、CANC发送模块、CAND发送模块和DM1故障诊断模块。

5.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，所述传感器模块包括毫米波雷达；所述毫米波雷达检测目标障碍物信息。

6.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，还包括与域控制器连接的报警模块，所述报警模块包括但不限于报警器、报警灯或振动报警安全带。

7.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，所述视频采集模块包括前视摄像头，具体的所述前视摄像头用于检测前方障碍物及目标的车距、相对速度、相对加速度、车道线和限速牌识别。

8.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，还包括与域控制器连接的油泵DCAC、气泵DCAC、DCDC、低压DCAC、绝缘检测单元、EBS或ESC、远程监控、BMS和烟雾报警模块。

9.如权利要求1所述的客车用域控制系统，其特征在于，所述执行器模块包括电机控制器、仪表和EBS/ESC系统，域控制器通过CAND发送给电机控制器指令信号进行缓刹，通过CANC发送给仪表显示状态及EBS或ESC系统进行自动紧急制动。

10.一种客车用域控制系统的使用方法，其特征在于，包括：

利用传感器模块采集车体周围障碍物信息，并将障碍物信息传输至域控制器；

利用视频采集模块采集路段数据，并将路段数据传输至域控制器；

域控制器处理障碍物信息和路段数据，并生成指令信号传输至执行器模块，执行器模块对车体进行缓刹和/或紧急制动。

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