CN112965698B - 自动驾驶软件架构平台、构建方法和构建装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动驾驶软件架构平台、构建方法和构建装置，涉及自动驾驶技术领域，该自动驾驶软件架构平台包括：应用层和硬件层，应用层包括若干个节点，硬件层包括若干个功能模块，每个节点均用于调用相应的功能模块，功能模块用于实现自动驾驶中相应的功能；其中，若干个节点包括第一节点和第二节点，第一节点是第二节点的上游节点。通过下游节点监测上游节点的输出，上游节点的输出触发下游节点的执行，以保证数据传输的实时性，从而缓解了目前自动驾驶软件架构平台存在的实时性差、延迟高的技术问题。

Description

自动驾驶软件架构平台、构建方法和构建装置

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是涉及一种自动驾驶软件架构平台、构建方法和构建装置。

背景技术

自动驾驶是指依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆的技术。目前，行业中广泛应用的自动驾驶五级演进标准包括L0至L5：L0手工运维，具备辅助监控能力，所有动态任务都依赖人执行；L1辅助运维，系统基于已知规则重复性地执行某一子任务，提高重复性工作的执行效率；L2部分自治网络，系统可基于确定的外部环境，对特定单元实现闭环运维，降低对人员经验和技能的要求；L3有条件自治网络，在L2的能力基础上，系统可以实时感知环境变化，在特定领域内基于外部环境动态优化调整，实现基于意图的闭环管理。

目前L3及以上级别的自动驾驶功能对系统实时性及响应能力要求越来越高，同时应用程序的多样化也对系统的兼容性和易移植性也有很高的需求，目前的自动驾驶软件架构平台仍然存在实时性差、延迟高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驾驶软件架构平台、构建方法和构建装置，以缓解现有技术中存在的实时性差、延迟高的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种自动驾驶软件架构平台，该平台包括：应用层和硬件层；

所述应用层包括若干个节点，所述硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个所述节点均用于调用相应的所述功能模块，所述功能模块用于实现相应的功能；

其中，若干个所述节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点是所述第二节点的上游节点，所述第二节点是所述第一节点的下游节点；所述下游节点监测所述上游节点的输出，所述上游节点的输出触发所述下游节点调用所述功能模块。

在一些可能的实施方式中，每个所述功能模块对应一个任务线程；所述功能模块的输出写入环形缓冲区中，并且所述功能模块的输出通知与所述功能模块连接的下一个功能模块对应的线程的执行；若干个所述功能模块构成功能网。

在一些可能的实施方式中，该平台还包括：软件框架层；所述软件框架层包括通用接口，所述通用接口用于为若干个所述节点和相应所述功能模块之间的连接通路。

在一些可能的实施方式中，所述通用接口包括：创建、销毁、启动、停止、执行、事件、命令。

在一些可能的实施方式中，所述功能模块包括：感知功能模块、车辆检测功能模块、目标融合功能模块。

第二方面，本发明实施例提供了一种自动驾驶软件架构平台的构建方法，该方法包括：创建应用层和硬件层；所述应用层包括若干个节点，所述硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个所述节点均用于调用相应的所述功能模块，所述功能模块用于实现相应的功能；

其中，若干个节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点是所述第二节点的上游节点，所述第二节点是所述第一节点的下游节点；所述下游节点监测所述上游节点的输出，所述上游节点的输出触发所述下游节点调用所述功能模块。

在一些可能的实施方式中，该方法还包括：创建软件框架层；所述软件框架层包括通用接口，所述通用接口用于为若干个所述节点和相应所述功能模块之间的连接通路。

第三方面，本发明实施例提供了一种自动驾驶软件架构平台的构建装置，包括创建模块，所述创建模块用于：创建应用层和硬件层；所述应用层包括若干个节点，所述硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个所述节点均用于调用相应的所述功能模块，所述功能模块用于实现相应的功能；其中，若干个所述节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点是所述第二节点的上游节点，所述第二节点是所述第一节点的下游节点；所述下游节点监测所述上游节点的输出，所述上游节点的输出触发所述下游节点调用所述功能模块。

第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面任一项所述的方法的步骤。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述第二方面任一项所述的方法。

本发明提供了一种自动驾驶软件架构平台、构建方法和构建装置，该自动驾驶软件架构平台包括：应用层和硬件层，应用层包括若干个节点，硬件层包括若干个预先配置的功能模块，每个节点均用于调用相应的功能模块，功能模块用于实现自动驾驶中相应的功能；其中，若干个节点包括第一节点和第二节点，第一节点是第二节点的上游节点，第二节点是第一节点的下游节点，第二节点监测第一节点的输出，第一节点的输出触发第二节点调用功能模块。通过下游节点订阅上游节点的输出，上游节点的输出触发下游节点的执行，以保证了数据传输的实时性，从而缓解了目前自动驾驶软件架构平台存在的实时性差、延迟高的技术问题，实现了提高系统的实时性和快速响应能力的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种自动驾驶软件架构平台的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种自动驾驶软件架构平台构建方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种自动驾驶软件架构平台构建方法装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

自动驾驶是指依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆的技术。目前，行业中广泛应用的自动驾驶五级演进标准包括L0至L5：L0手工运维，具备辅助监控能力，所有动态任务都依赖人执行；L1辅助运维，系统基于已知规则重复性地执行某一子任务，提高重复性工作的执行效率；L2部分自治网络，系统可基于确定的外部环境，对特定单元实现闭环运维，降低对人员经验和技能的要求；L3有条件自治网络，在L2的能力基础上，系统可以实时感知环境变化，在特定领域内基于外部环境动态优化调整，实现基于意图的闭环管理。目前L3及以上级别的自动驾驶功能对系统实时性及响应能力要求越来越高，同时应用程序的多样化也对系统的兼容性和易移植性也有很高的需求，目前的自动驾驶软件架构平台仍然存在实时性差、延迟高的问题。

基于此，本发明实施例提供了一种自动驾驶软件架构平台、构建方法和构建装置，通过该自动驾驶软件构架平台可以缓解现有技术中存在的实时性差、延迟高的技术问题。为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种自动驾驶软件架构平台进行详细介绍。

参见图1所示的一种自动驾驶软件架构平台的结构示意图，该自动驾驶软件架构平台主要包括：应用层110和硬件层130；

应用层包括若干个节点，硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个节点均用于调用相应的功能模块，功能模块用于实现自动驾驶中相应的功能；

其中，若干个节点包括第一节点和第二节点，第一节点是第二节点的上游节点，第二节点是第一节点的下游节点；下游节点监测上游节点的输出，上游节点的输出触发下游节点调用功能模块。

也就是说，第一节点的输出可以作为第二节点的输入，两个节点由此关联。

该自动驾驶软件架构平台还可以包括：软件框架层120，该软件框架层包括通用接口，所述通用接口用于为若干个所述节点和相应所述功能模块之间的连接通路。作为一个具体的示例，通用接口可以包括：创建、销毁、启动、停止、执行、支持事件、支持命令等。

在一些实施例中，功能模块可以是：感知功能模块、车辆检测功能模块、目标融合功能模块等。其中，每个所述功能模块对应一个任务线程；所述功能模块的输出写入环形缓冲区中，并且所述功能模块的输出通知与所述功能模块连接的下一个功能模块对应的线程的执行；若干个所述功能模块构成功能网。

作为一个具体的示例，每个线程之间的同步通过环形缓冲区(即，环形buff)实现，每个功能模块的输出向环形buff中写入数据后通知与其连接的下一线程，构成功能网。通过上述以空间换时间的策略，可有效提高系统的实时性和快速响应能力。

在一些实施例中，各个节点之间支持事件、命令、广播等服务，多进程之间支持通知和共享内存服务；还可以通过对操作系统接口和通用算法进行封装，从而提高可移植性，支持应用开发的快速迭代；对每个节点封装对应的共通函数(如，start函数、stop函数、proc函数)，应用层通过配置实现共通函数使用该软件架构平台，对相应字段进行配置，不用考虑内部配置，由软件架构平台自动调度，免去应用程序重复写代码的工作。

本申请实施例提供的自动驾驶软件架构平台通过下游节点订阅上游节点的输出，上游节点的输出触发下游节点的执行，以保证了数据传输的实时性，从而缓解了目前自动驾驶软件架构平台存在的实时性差、延迟高的技术问题，实现了提高系统的实时性和快速响应能力的效果。

该自动驾驶软件架构平台既可以支持线程间的通讯，也可以支持进程间的通讯；可以管理两个进程或多个进程之间不同的数据同步，从而保证不同的应用场景，结合已经定制的功能组件满足不同的应用场景。

另一方面，本申请实施例还提供了一种自动驾驶软件架构平台构建方法，参见图2所示的一种自动驾驶软件架构平台构建方法的流程示意图，该方法可以由电子设备执行，主要包括以下S110至S120：

S110，创建应用层和硬件层。

其中，应用层包括若干个节点，硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个节点均用于调用相应的功能模块，功能模块用于实现相应的功能；作为一个具体的示例，功能模块可以包括：感知功能模块、车辆检测功能模块、目标融合功能模块等。

在一种实施方式中，若干个节点包括第一节点和第二节点，第一节点是第二节点的上游节点，第二节点是第一节点的下游节点；下游节点监测上游节点的输出，上游节点的输出触发下游节点调用功能模块。

每个功能模块对应一个任务线程；功能模块的输出写入环形缓冲区中，并且功能模块的输出通知与功能模块连接的下一个功能模块对应的线程的执行；若干个功能模块构成功能网。

S120，创建软件框架层。

其中，软件框架层包括通用接口，通用接口用于为若干个节点和相应功能模块之间的连接通路。作为一个具体的示例，通用接口一般可以包括：创建、销毁、启动、停止、执行、支持事件、支持命令等功能。

该实施方式提供的自动驾驶软件架构平台构建方法，可以构建出上述任意一种实施方式中所述的自动驾驶软件平台，利用该自动驾驶软件平台可有效提高系统的实时性和快速响应能力，且对于应用软件的快速迭代开发有着重要意义。

本申请实施例还提供了一种自动驾驶软件架构平台构建装置，参照图3，该装置包括：

第一创建模块310，用于创建应用层和硬件层。

其中，应用层包括若干个节点，硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个节点均用于调用相应的功能模块，功能模块用于实现相应的功能；作为一个具体的示例，功能模块可以包括：感知功能模块、车辆检测功能模块、目标融合功能模块等。在一种实施方式中，若干个节点包括第一节点和第二节点，第一节点是第二节点的上游节点，第二节点是第一节点的下游节点；下游节点监测上游节点的输出，上游节点的输出触发下游节点调用功能模块。

第二创建模块320，用于创建软件框架层。其中，软件框架层包括通用接口，通用接口用于为若干个节点和相应功能模块之间的连接通路。作为一个具体的示例，通用接口一般可以包括：创建接口、销毁接口、启动接口、停止接口、执行接口、支持事件接口、支持命令接口等。

本申请实施例所提供的自动驾驶软件架构平台构建装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。本申请实施例提供的自动驾驶软件架构平台构建装置与上述实施例提供的自动驾驶软件架构平台构建方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

此外，本申请实施例提供的任意一种自动驾驶软件架构平台可以应用于自动驾驶汽车，利用该自动驾驶软件平台的自动驾驶汽车，可以在实际应用场景中对各传感器输入数据进行快速响应，并且快速执行自动驾驶应用，实现对车辆的实时有效控制。

本申请实施例还提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法。

图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备400包括：处理器40，存储器41，总线42和通信接口43，所述处理器40、通信接口43和存储器41通过总线42连接；处理器40用于执行存储器41中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口43(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线42可以是ISA总线、PCI总线、CAN总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器41用于存储程序，所述处理器40在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器40中，或者由处理器40实现。

处理器40可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器40中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器40可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器40读取存储器41中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

对应于上述方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法的步骤。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应注意到：相似的标号和字母在附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自动驾驶软件架构平台，其特征在于，包括：应用层、硬件层和软件框架层；

所述应用层包括若干个节点，所述硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个所述节点均用于调用相应的所述功能模块，所述功能模块用于实现自动驾驶中相应的功能；

其中，若干个节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点是所述第二节点的上游节点；所述第二节点是所述第一节点的下游节点；所述下游节点监测所述上游节点的输出，所述上游节点的输出触发所述下游节点调用所述功能模块；

每个所述功能模块对应一个任务线程；所述功能模块的输出写入环形缓冲区中，并且所述功能模块的输出通知与所述功能模块连接的下一个功能模块对应的线程的执行；若干个所述功能模块构成功能网；

所述软件框架层包括通用接口，所述通用接口用于为若干个所述节点和相应所述功能模块之间的连接通路。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶软件架构平台，其特征在于，所述通用接口包括：创建、销毁、启动、停止、执行、事件、命令。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶软件架构平台，其特征在于，所述功能模块包括：感知功能模块、车辆检测功能模块、目标融合功能模块。

4.一种自动驾驶软件架构平台的构建方法，其特征在于，包括：

创建应用层和硬件层；所述应用层包括若干个节点，所述硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个所述节点均用于调用相应的所述功能模块，所述功能模块用于实现相应的功能；其中，若干个所述节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点是所述第二节点的上游节点，所述第二节点是所述第一节点的下游节点；所述下游节点监测所述上游节点的输出，所述上游节点的输出触发所述下游节点调用所述功能模块；

所述功能模块对应一个任务线程；所述功能模块的输出写入环形缓冲区中，并且所述功能模块的输出通知与所述功能模块连接的下一个功能模块对应的线程的执行；若干个所述功能模块构成功能网；

创建软件框架层；所述软件框架层包括通用接口，所述通用接口用于为若干个所述节点和相应所述功能模块之间的连接通路。

5.一种自动驾驶软件架构平台的构建装置，其特征在于，包括创建模块，所述创建模块用于：创建应用层和硬件层；所述应用层包括若干个节点，所述硬件层包括若干个预先配置的功能模块；每个所述节点均用于调用相应的所述功能模块，所述功能模块用于实现相应的功能；其中，若干个所述节点包括第一节点和第二节点，所述第一节点是所述第二节点的上游节点，所述第二节点是所述第一节点的下游节点；所述下游节点监测所述上游节点的输出，所述上游节点的输出触发所述下游节点调用所述功能模块；

所述功能模块对应一个任务线程；所述功能模块的输出写入环形缓冲区中，并且所述功能模块的输出通知与所述功能模块连接的下一个功能模块对应的线程的执行；若干个所述功能模块构成功能网；

所述创建模块还用于：创建软件框架层；所述软件框架层包括通用接口，所述通用接口用于为若干个所述节点和相应所述功能模块之间的连接通路。

6.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求4所述的方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行所述权利要求4所述的方法。