CN113093738A - 一种无人集卡控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人集卡控制系统及其控制方法，该系统包括：中央网关，其上连接有第一CAN总线网络和第二CAN总线网络，中央网关用于实现多路CAN总线网络之间的报文转发；通过第二CAN总线网络与中央网关连接的远程终端，其用于转发云平台发出的调度指令；连于第二CAN总线网络的智能控制模块，其用于从远程终端获取调度指令并根据调度指令生成系统控制指令；连于第二CAN总线网络的底盘控制模块，其用于根据系统控制指令实现对整车的行驶路线与制动控制；连于第一CAN总线网络的动力驱动模块，其用于根据系统控制指令为整车提供动力。缩短信息传输路线，避免了多次转发造成的信息延时或丢失，提高了车辆CAN总线的信息传输效率。

Description

一种无人集卡控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆控制系统技术领域，特别涉及一种无人集卡控制系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着自动驾驶技术、传感器技术、云计算技术、车路协同技术等的快速发展，无人驾驶车辆的智能控制系统、远程控制系统的功能和性能也不断提高。

目前，无人驾驶车辆集成有动力驱动技术、车辆状态感知以及车辆制动控制等技术，这使得无人驾驶车辆所做出的智能行驶同时收到环境感知、智能决策、车辆状态感知和车辆控制等功能模块信息交互的结果。其中，无人驾驶车辆的制动系统是车辆行车安全、快速减速、定点及紧急停车的有效执行系统，其制动响应特性、制动力可控性和制动效果等的性能优劣直接影响着无人驾驶车辆的性能。

而针对提供上述各功能模块进行信息交互的系统设计，相关技术中，来自云平台或远程控制中心的车辆决策信息需经由网关进行统一校验再转发至功能模块中的各执行单元，致使功能实现的路劲较长，容易造成信息转发延时或丢失，从而降低了各功能模块间的信息交互，甚至影响到制动性能的优劣。

因此，有必要设计一种新的无人集卡控制系统及其控制方法，以克服上述问题。

发明内容

本发明实施例提供一种无人集卡控制系统及其控制方法，以解决相关技术中

第一方面，提供了一种无人集卡控制系统，其特征在于，其包括：中央网关，其上连接有第一CAN总线网络和第二CAN总线网络，所述中央网关用于实现多路CAN总线网络之间的报文转发；通过所述第二CAN总线网络与所述中央网关连接的远程终端，其通过无线网络与云平台通信，且所述远程终端用于转发所述云平台发出的调度指令；连于所述第二CAN总线网络的智能控制模块，所述智能控制模块通过高速通讯线路与所述远程终端连接，并用于从所述远程终端获取所述调度指令并根据所述调度指令生成系统控制指令；连于所述第二CAN总线网络的底盘控制模块，其用于从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令实现对整车的行驶路线与制动控制；连于所述第一CAN总线网络的的动力驱动模块，其用于从所述中央网关接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令为整车提供动力。

在一些实施例中，所述无人集卡控制系统包括感知模块，所述感知模块连于第二CAN总线网络，其用于实时获取整车周围路况并生成路况信息；所述智能控制模块与所述感知模块连接，并用于根据所述路况信息调整所述系统控制指令。

在一些实施例中，所述无人集卡控制系统包括路侧设备，所述路侧设备用于获取路侧环境信息并通过无线网络将所述路侧环境信息发送至所述云平台；所述智能控制模块用于通过所述远程终端接收所述路侧环境信息并依据所述环境信息调整所述系统控制指令。

在一些实施例中，所述无人集卡控制系统包括感知模块，所述感知模块连于第二CAN总线网络，其用于实时获取整车周围路况并生成路况信息；所述远程终端与所述感知模块连接，其用于将所述路况信息反馈至所述云平台并转发云平台的行车指令；所述底盘控制模块用于通过第二CAN总线网络接收所述行车指令，并根据所述行车指令实现对整车的行驶路线与制动控制；所述动力驱动模块用于通过所述中央网关接收所述行车指令并根据所述行车指令为整车提供动力。

在一些实施例中，所述无人集卡控制系统包括路侧设备，所述路侧设备用于获取路侧环境信息并通过无线网络将所述路侧环境信息发送至所述云平台；所述云平台用于根据路侧设备提供的路侧环境信息、远程终端反馈的所述路况信息调整所述行车指令。

在一些实施例中，所述中央网关上还连有第三CAN总线网络，其上连有外置大屏；所述中央网关还用于监控CAN总线上的报文收发情况并发出报文异常信息；所述远程终端与所述第三CAN总线网络连接，其用于将来自所述底盘控制模块和所述动力驱动模块的故障信息以及来自所述中央网关的报文异常信息发送至云平台，并在需要报警时发送报警信息至所述外置大屏。

在一些实施例中，所述底盘控制模块中设有前转向控制器和后转向控制器，所述前转向控制器用于控制设于所述动力驱动模块中的前转向油泵，所述后转向控制器用于控制设于所述动力驱动模块中的后转向油泵；所述动力驱动模块中设有前主驱电机控制器和后主驱电机控制器，所述前主驱控制器用于控制前主驱电机，所述后主驱控制器用于控制后主驱电机；所述智能控制模块用于在一个所述转向控制器、转向油泵或主驱电机控制器故障时，控制另一所述转向控制器、转向油泵或主驱电机控制器执行转向或驱动。

第二方面，还提供一种无人集卡控制系统的控制方法，其特征在于，其包括步骤：远程终端将来自云平台的调度指令转发至智能控制模块；智能控制模块接收所述调度指令后生成系统控制指令并将所述系统控制指令发送至第二CAN总线网络；中央网关从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并转发至第一CAN总线网络；底盘控制模块从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令实现对整车的行驶路线与制动控制；动力驱动模块从第一CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令为整车提供动力。

在一些实施例中，所述智能控制模块接收所述调度指令并生成系统控制指令，还包括：感知模块实时获取整车周围路况的路况信息并将所述路况信息发送至所述智能控制模块；所述智能控制模块根据所述调度指令、所述路况信息生成所述系统控制指令。

在一些实施例中，所述无人集卡控制系统的控制方法，包括步骤：远程终端将来自云平台的行车指令转发至第二CAN总线网络；中央网关从所述第二CAN总线网络接收所述行车指令并转发至第一CAN总线网络；所述底盘控制模块从所述第二CAN总线网络接收所述行车指令并根据所述行车指令实现对整车的行驶路线与制动控制；所述动力驱动模块从所述第一CAN总线网络接收所述行车指令并根据所述行车指令为整车提供动力。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种无人集卡控制系统及其控制方法，由于云平台的调度指令可通过远程终端直接到达智能控制模块，智能控制模块在第二CAN网络内部实现对底盘控制模块的控制而不需要经过中央网关转发控制指令，因此缩短了用以功能实现的信息传输路线，避免了经过多次网关转发或多节点转发而造成的信息延时或丢失，提高了车辆CAN总线的信息传输效率。同时，在智能控制模块对动力驱动模块进行控制时由中央网关校验并转发控制指令，实现“安全访问”，可在指令出错时起到一定的“安全隔离”的效果，及时“隔离”动力驱动模块，避免整车被“错误指令”控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例一提供的无人集卡控制系统的示意图；

图2为本发明实施例二提供的无人集卡控制系统的示意图；

图3为本发明实施例三提供的无人集卡控制系统的示意图；

图4为本发明实施例四提供的无人集卡控制系统的示意图；

图5为本发明实施例五提供的无人集卡控制系统的控制方法流程示意图；

图6为本发明实施例六提供的无人集卡控制系统的控制方法流程示意图。

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的一部分实施例，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的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。

如图1所示，实施例一提供了一种无人集卡控制系统，以提高车辆CAN总线信息传输高效性。其包括：中央网关、动力驱动模块、底盘控制模块、智能控制模块、远程终端；其中，中央网关上连接有第一CAN总线网络和第二CAN总线网络，中央网关用于实现多路CAN总线网络之间的报文转发；远程终端通过第二CAN总线网络与中央网关连接，并通过无线网络与云平台通信，远程终端用于转发所述云平台发出的调度指令；智能控制模块分别与第二CAN总线网络和远程终端连接，其用于根据远程终端发出的调度指令生成系统控制指令；底盘控制模块通过第二CAN总线网络与中央网关连接，其用于根据智能控制模块生成的系统控制指令实现对整车的行驶路线与制动控制；动力驱动模块通过第一CAN总线网络与中央网关连接，其用于根据智能控制模块生成的系统控制指令为整车提供动力。

需要说明的是，

1)所述云平台是指提供车辆管理或交通综合管理服务的网络平台。当无人集卡控制系统正常运行时，云平台根据TOS系统(码头操作系统，是一种对车辆管理服务云平台开放接口的货箱调度运输管理系统)的货箱调度信息，通过无线通讯向车辆的远程终端发出调度指令。此处所述的调度指令包括任务调度及行驶路线坐标指令，并由远程终端通过高速总线转发至智能控制系统。智能控制系统根据远程终端转发的调度指令生成系统控制指令，以控制动力驱动模块和底盘控制模块上的控制单元工作实现对整车行驶纵横向行驶及制动的控制。

2)中央网关能够将各路CAN总线网络之间的报文信息进行路由转发，智能控制模块发出的系统控制指令通过第二CAN网络到达中央网关后，由中央网关进行校验、并转发至第一CAN网络实现对动力驱动模块的控制。

基于实施例一，云平台的调度指令可通过远程终端直接到达智能控制模块，由智能控制模块在第二CAN网络内部实现对底盘控制模块的控制而不需要经过中央网关转发控制指令，缩短了用以功能实现的信息传输路线，避免了经过多次网关转发或多节点转发而造成的信息延时或丢失，提高了车辆CAN总线的信息传输效率。同时，在智能控制模块对动力驱动模块进行控制时由中央网关校验并转发控制指令，实现“安全访问”，可在指令出错时起到一定的“安全隔离”的效果，及时“隔离”动力驱动模块，避免整车被“错误指令”控制。

如图2所示的实施例二，无人集卡控制系统还包括感知模块，其用于实时感知整车周围路况并生成实时路况信息；智能控制模块与感知模块连接，并用于根据实时路况信息调整系统控制指令。所述感知模块可包括图像采集单元、图像识别单元等用于识别车辆周边路况、障碍物信息等，为智能控制模块提供道路避障或紧急制动的依据。可解决相关技术中车辆仅能够根据该定位系统进行移动而无法感知周边路况或环境，从而无法在混流或紧急情况下进行避障判断的问题。

如图3所示的实施例三，云平台通过无线网络与路侧设备实时通信，并用于获取所述路侧设备提供的路侧环境信息；智能控制模块用于通过远程终端接收路侧环境信息并依据环境信息调整系统控制指令。所述的路测设备可监测车辆运行场区障碍物信息，提供道路侧难以被车端感知的障碍物信息，为智能控制模块的决策提供补充的环境信息。

在一些实施例中，针对智能控制模块发生故障或需要人工远程介入时，远程终端还用于转发云平台的行车指令；底盘控制模块用于通过第二CAN总线网络接收行车指令并根据行车指令实现对整车的行驶路线与制动控制；动力驱动模块用于通过中央网关接收远程终端发出的行车指令，并根据行车指令为整车提供动力。

需要说明的是，当车辆智能控制模块发生故障或需要人工远程介入时，云平台可通过TBox(远程信息处理器)与智能控制模块完成握手协议，接管控制整车线控底盘系统。云平台的远程操作人员可根据定位系统以及相应的远程控制方案对远程终端(车端)发出行车指令，该行车指令包括行驶路线控制、车辆制动控制以及为整车提供动力的指令。该行车指令不经过智能控制模块，而是由远程终端通过第二CAN网络直接发送至底盘控制模块，并通过中央网关转发至动力驱动模块，从而实现对整车的远程控制。

如图3所示，实施例三提供的无人集卡控制系统包括感知模块，感知模块用于实时感知整车周围路况并生成实时路况信息；远程终端用于将实时路况信息反馈至云平台；云平台用于根据路侧设备提供的路侧环境信息、远程终端反馈的所述实时路况信息调整行车指令。

需要说明的是，远程终端不仅用于转发云平台的行车指令，还将车端感知模块获取的车辆周边视频信息、障碍物信息等一并发送至云平台，远程操作人员可综合各项信息优化远程控制方案以发出更加合理的行车指令。

在一些实施例中，中央网关还用于监控CAN总线上的报文收发情况并发出报文异常信息；远程终端还用于将来自底盘控制模块和动力驱动模块的车辆状态信息以及来自中央网关的报文异常信息转发至云平台，并在需要报警时发出报警信息。

需要说明的是，1)中央网关具备CAN总线数据监测功能，能够对所有电控单元的关键报文进行延时监控，当某个控制器的关键报文超时或丢失时，中央网关能识别并发出该报文异常信息。2)远程终端具备故障监测功能，可通过第二CAN总线网络监控底盘控制模块的故障码，并监测来自中央网关的动力驱动模块故障码。同时，远程终端将故障码发送至云平台，由云平台建立故障码库及故障码对应等级。当车辆端的电控单元发生故障或中央网关监测到报文超时，云平台可识别解析故障码内容并在远程操作平台显示；同时将故障对应的故障等级转发至车载的远程终端进行报警。

如图4所示，一些优化的实施例中，中央网关还连接第三CAN总线网络用于接收来第一CAN总线网络和第二CAN总线网络中电控单元(动力驱动模块和底盘控制模块中所设置的各电控单元)的故障信息以及进行信息播报；第三CAN总线网络上连有外置大屏，其用于显示当前故障并对车身单元进行声光报警。

如图4所示，一些优化的实施例中，中央网关上设有OBD(On-Board Diagnostics的缩写，车载自动诊断系统)诊断接口，可通过使第一CAN总线网络和第二CAN总线网络与OBD接口进行报文收发，实现对动力驱动模块与底盘控制模块中的各电控单元进行诊断和监控。

如图4所示，一些优化的实施例中，底盘控制模块中设有前转向控制器和后转向控制器，前转向控制器用于控制设于动力驱动模块中的前转向油泵，后转向控制器用于控制设于动力驱动模块中的后转向油泵；动力驱动模块中设有前主驱电机控制器和后主驱电机控制器，所述前主驱控制器用于控制前主驱电机，所述后主驱控制器用于控制后主驱电机。智能控制模块用于在一个所述转向控制器、转向油泵或主驱电机控制器故障时，控制另一所述转向控制器、转向油泵或主驱电机控制器执行转向或驱动。

需要说明的是，转向油泵主要控制车辆转向所需的液压动力，从而驱动车桥转向；转向控制器实际是驱动方向盘转向柱的，驱动力较小，代替驾驶员扭动方向盘。所述转向控制器可用转向电控系统，包含转向油泵控制器(提供转向所需的液压动力)+转向控制器(执行智能系统指令的车辆转角，以替代驾驶员)。

可以理解的是，通过设置前、后转向控制器，分别独立的控制前、后转向油泵，可实现车辆前、后转向的冗余控制。即，当某一侧(前或后)控制器或执行部件损坏，可独立启动另一侧(前或后)控制器进行控制。同理通过设置前、后主驱电机控制器，分别独立的控制前、后主驱电机，也是一种冗余控制方式。智能控制模块可以根据车辆的实际需要选择独立控制某一侧(前或后)的转向控制器或主驱控制器实现冗余控制，以提高系统的安全性。

在一些优选地实施例中，无人集卡控制系统除了在底盘控制模块设有电子制动单元以及电子驻车单元，还在车辆四周还安装有急停按钮，按下后直接触发电磁阀使车辆制动。此外，感知模块可检测周边障碍物安全距离并独立控制电子制动单元和电子驻车单元实现紧急制动，也可由智能控制模块或人工急停的方式进行制动控制。

如图4所示，实施例四提供的一种无人集卡控制系统包括：连接3路CAN总线网络和1路OBD诊断接口的中央网关、与第一CAN总线网络连接的动力驱动模块、与第二CAN总线网络连接的底盘控制模块、分别与第二CAN总线网络连接的智能控制单元、感知模块和远程终端；所述远程终端还与第三CAN总线网络连接；所述智能控制模块与感知模块采用高速通讯总线连接，并且高速通讯总线分别接入远程终端；云平台与远程终端、路侧设备采用无线通信连接。

具体地，动力驱动模块包括高压单元、电池管理单元(包括充电子网)、前转向油泵、后转向油泵、新能源整车控制器、温控单元、前主驱电机控制器、后主驱电机控制器；底盘控制模块包括电子制动单元、电子驻车单元、前转向控制器、后转向控制器、车身控制单元；第三CAN总线网络上连接有外置大屏和胎压模块。

需要说明的是，

1)动力驱动模块用于提供整车电驱动力，其内设置的各单元、模块均接入第一CAN总线网络中。其中，电池管理单元用于控制车辆高压充放电，具体地，其通过接收新能源整车控制器的指令实现放电，并可监测充电枪信息为车辆充电；温控单元用于控制车辆高压电池、主驱电机、液压电机等进行冷却；高压单元用于提供整车高低压配电和转换；新能源整车控制器用于控制整车的高低压及动力使能。

2)底盘控制模块用于提供整车横纵向制动控制，其内设置的各单元、模块均接入第二CAN总线网络中。其中，电子制动单元用于执行车辆制动；电子驻车单元用于保持车辆静止驻车；前、后转向控制器用于驱动前、后转向柱转向；车身控制单元用于驱动车辆进行声、光提醒(包括车辆左右两侧的位置灯、车辆前后的近光灯、行车灯、转向灯、制动灯；车辆前后蜂鸣器)。

3)连于第三CAN总线网络的外置大屏用于显示车辆当前状态，并根据远程终端的监控情况进行故障报警；胎压模块用于监测车辆轮胎状态并将胎压状态信息发送至远程终端。

4)云平台(提供车辆管理或交通综合管理服务的网络平台)用于下发车辆任务调度指令及监控多辆车辆运行状态并在必要时下发行车指令以实现对车辆进行远程控制；远程终端用于监测整车的状态、转发云平台发出的调度指令或行车指令、将车端状态信息(感知模块获取的实时路况信息以及车辆各电控单元的故障信息等)发送至云平台以及发出报警信息。

5)中央网关用于进行多路报文路由转发及节点状态监测(包括对所有电控单元的关键报文进行延时监控)。

实施例四提供的无人集卡控制系统在运营过程中，可实现如下所述的五大功能：

(1)任务调度控制，云平台接收外部系统(可为TOS码头操作系统)的货箱调取信息并根据车端、路侧设备反馈的运行状态及位置信息(包括由感知模块获取的路况信息以及由远程终端转发的故障信息等)，通过无线通讯向车辆的远程终端下发任务调度及行驶路线坐标指令，并由远程终端通过高速总线转发至智能控制模块，最终通过智能控制模块控制底盘控制模块和动力驱动模块完成行车路径控制、制动控制等调度指令。

(2)单车智能控制，智能控制模块接收来自远程终端的调度指令信息(包括任务调度、行驶路线坐标信息)，同时接收实时路况信息、路侧环境信息等障碍物信息以及定位信息，综合完成智能决策后发出系统控制指令以使底盘控制模块和动力驱动模块完成自主避障并完成车辆指定路径的驾驶。

(3)远程车辆控制，当车辆智能控制模块发生故障或需要人工远程介入时，云平台可通过TBox(远程信息处理器)与智能控制模块完成握手协议，接管控制整车线控底盘系统。云平台与路侧设备保持无线通讯，提供道路侧难以车端感知或补充感知的障碍物信息，作为云平台路径规划依据。远程终端接收感知模块的车辆周边视频信息、障碍物信息，并上传至云平台。云平台可通过获取感知模块发出的车辆周边视频、障碍物信息，并将其显示在远程操作平台，远程操作人员可通过远程操作平台了解车辆周边信息并远程控制车辆的功能模块，使车辆移动。云平台发出行车指令后，该行车指令不经过智能控制模块，而是由远程终端通过第二CAN网络直接发送至底盘控制模块，并通过中央网关转发至动力驱动模块，从而实现对整车的远程控制。

(4)整车监控，中央网关能够完成各网段的报文路由、OBD诊断数据隔离，并监测关键报文的丢失或超时。中央网关能够路由转发3路CAN总线、1路诊断CAN总线之间的报文信息；可对3路CAN总线网络中的电控单元的诊断数据与OBD接口之间进行转发(从OBD向车内CAN总线网络发送指定的诊断请求数据，OBD获取车内CAN总线网络中的诊断应答数据)，而其他数据(非诊断相关数据)不能通过OBD接口进行交互。当某个控制器的关键报文超时或丢失时，中央网关会向第三CAN总线网络广播当前报文超时的电控单元及故障等级。

对车辆故障监测时，远程终端能够监测整车所有电控单元的当前运行状态、故障状态并上传至云平台。整车所有节点的故障信息(各电控单元的故障码)可经由中央网关转发或直接发送至远程终端，进一步上传至车管云平台并在云平台建立故障码库及故障码对应等级，当车辆端的电控单元发生故障或中央网关监测到报文超时，云平台识别解析故障码内容并在远程操作平台显示；同时将故障对应的故障等级转发至车载的远程终端，再经由外置大屏显示当前故障、车身单元进行声光报警。

(5)冗余控制，实现了车辆前后转向、前后驱动的双向冗余控制。当某一侧(前或后)控制器或执行部件损坏，可独立启动另一侧(前或后)控制器进行控制。同理通过设置前、后主驱电机控制器，分别独立的控制前、后主驱电机，也是一种冗余控制方式。智能控制模块可以根据车辆的实际需要选择独立控制某一侧(前或后)的转向控制器或主驱控制器实现冗余控制，以提高系统的安全性。

实现了多种触发方式的制动冗余控制，可由智能控制模块或人工急停的方式进行制动控制。感知模块可检测周边障碍物安全距离并独立控制电子制动单元和电子驻车单元实现紧急制动。车辆四周还安装有急停按钮，按下后直接触发电磁阀使车辆制动。此外，还采用了具有双制动气路的执行系统，行车制动气路和驻车制动气路。其中，驻车气路安装机械开关，车速较低的特定环境下，也可以用作行车制动，以用作冗余方案。

如图1、5所示，实施例五还提供了一种无人集卡控制系统的控制方法，其包括步骤：

S010:远程终端将来自云平台的调度指令转发至智能控制模块；

S020:智能控制模块接收所述调度指令后生成系统控制指令并将所述系统控制指令发送至第二CAN总线网络；

S030:中央网关从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并转发至第一CAN总线网络；

S040:底盘控制模块从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令实现对整车的行驶路线与制动控制；

S050:动力驱动模块从第一CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令为整车提供动力。

需要说明的是：

1)所述调度指令是云平台根据TOS系统(码头操作系统)的货箱调度信息，通过无线通讯向车辆的远程终端发出的指令，其包括了任务调度及行驶路线坐标指令；步骤S010中远程终端通过无线通信从云平台接收调度指令后将调度指令转发至第二CAN总线网络；

2)步骤S020中，智能控制模块与远程终端可通过高速通讯连接，智能控制模块直接通过高速通讯连接方式从远程终端获取调度指令；同时，智能控制模块基于调度指令生成系统控制指令.

3)步骤S030中，所述系统控制指令可通过第二CAN总线网络直接到达底盘控制模块；当系统控制指令通过第二CAN总线网络到达中央网关后，由中央网关进行校验并转发至第一CAN总线网络。

4)步骤S040中，底盘控制模块通过第二CAN总线网络接收系统控制指令，并根据系统控制指令对其内设置的各电控单元进行控制以实现对整车行驶路线的控制和进行制动控制。

5)步骤S050中，动力驱动模块通过第一CAN总线网络接收由中央网关转发的系统控制指令，并根据系统控制指令对其内设置的各电控单元进行控制以实现为整车提供动力。

本实施例中，云平台的调度指令可通过远程终端直接到达智能控制模块，由智能控制模块在第二CAN网络内部实现对底盘控制模块的控制而不需要经过中央网关转发控制指令，缩短了用以功能实现的信息传输路线，避免了经过多次网关转发或多节点转发而造成的信息延时或丢失，提高了车辆CAN总线的信息传输效率。同时，在智能控制模块对动力驱动模块进行控制时由中央网关校验并转发控制指令，实现“安全访问”，可在指令出错时起到一定的“安全隔离”的效果，及时“隔离”动力驱动模块，避免整车被“错误指令”控制。

在一些优化的实施例中，步骤S020还包括步骤：

S021：感知模块实时获取整车周围路况的路况信息并将所述路况信息发送至智能控制模块；

S022：所述智能控制模块根据所述调度指令和所述路况信息生成所述系统控制指令。

需要说明的是，感知模块识别车辆周边路况、障碍物信息等实时路况信息后，可为智能控制模块提供道路避障或紧急制动的依据。可解决相关技术中车辆仅能够根据该定位系统进行移动而无法感知周边路况或环境，从而无法在混流或紧急情况下进行避障判断的问题。

可优选地，步骤S020还包括步骤S023：云平台与路侧设备无线通信并获取路侧环境信息；在步骤S020后还包括根据所述路侧环境信息调整所述系统控制指令。路测设备可监测车辆运行场区障碍物信息，提供道路侧难以被车端感知的障碍物信息，为智能控制模块的决策提供补充的环境信息。

如图3、6所述，实施例六提供一种无人集卡控制系统的远程控制方法，其包括步骤：

S100:远程终端将来自云平台的行车指令转发至第二CAN总线网络；

S200:中央网关从所述第二CAN总线网络接收所述行车指令并转发至第一CAN总线网络；

S300:所述底盘控制模块从所述第二CAN总线网络接收所述行车指令并根据所述行车指令实现对整车的行驶路线与制动控制；

S400:所述动力驱动模块从所述第一CAN总线网络接收所述行车指令并根据所述行车指令为整车提供动力。

需要说明的是，当车辆智能控制模块发生故障或需要人工远程介入时，云平台可通过TBox(远程信息处理器)与智能控制模块完成握手协议，接管控制整车线控底盘系统。云平台的远程操作人员可根据定位系统以及相应的远程控制方案对远程终端(车端)发出行车指令，该行车指令包括行驶路线控制、车辆制动控制以及为整车提供动力的指令。该行车指令不经过智能控制模块，而是由远程终端通过第二CAN网络直接发送至底盘控制模块，并通过中央网关转发至动力驱动模块，从而实现对整车的远程控制。

在一些优选的实施例中，步骤S100还包括：

S101:感知模块实时获取整车周围路况的路况信息并将所述路况信息发送至远程终端；

S102:云平台从所述远程终端获取所述路况信息并发出行车指令。

需要说明的是，远程终端不仅用于转发云平台的行车指令，还将车端感知模块获取的车辆周边视频信息、障碍物信息等一并发送至云平台，远程操作人员可综合各项信息优化远程控制方案以作出更加合理的行车指令。

在一些优选的实施例中，步骤S102还包括：云平台从路侧设备获取路侧环境信息；路测设备可监测车辆运行场区障碍物信息，提供道路侧难以被车端感知的障碍物信息，可进一步优化远程控制方案。

本发明提供的一种无人集卡控制系统及控制方法，包括以下有益效果包括：

1、采用中央网关为中心节点，挂靠多个功能CAN总线网络的框架结构，提高车辆CAN总线信息传输高效性的同时保证了安全性。

2、采用前后转向、驱动的冗余控制以及多路线触发制动冗余控制的设计方案，能够最大限度保证车辆控制系统的安全、可靠。

3、通过协议握手方式使云平台接管整车可在单车智能控制与远程操作人员控制两种模式中进行切换，利用最少的总线资源实现了对整车控制模式的冗余控制。

4、由于信息传递线路短，可便于采用故障实时监测，并将报警信息在云平台和车端同步，提高系统的安全性能。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无人集卡控制系统，其特征在于，其包括：

中央网关，其上连接有第一CAN总线网络和第二CAN总线网络，所述中央网关用于实现多路CAN总线网络之间的报文转发；

通过所述第二CAN总线网络与所述中央网关连接的远程终端，其通过无线网络与云平台通信，且所述远程终端用于转发所述云平台发出的调度指令；

连于所述第二CAN总线网络的智能控制模块，所述智能控制模块通过高速通讯线路与所述远程终端连接，并用于从所述远程终端获取所述调度指令并根据所述调度指令生成系统控制指令；

连于所述第二CAN总线网络的底盘控制模块，其用于从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令实现对整车的行驶路线与制动控制；

连于所述第一CAN总线网络的的动力驱动模块，其用于从所述中央网关接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令为整车提供动力。

2.如权利要求1所述的无人集卡控制系统，其特征在于：

所述无人集卡控制系统包括感知模块，所述感知模块连于第二CAN总线网络，其用于实时获取整车周围路况并生成路况信息；

所述智能控制模块与所述感知模块连接，并用于根据所述路况信息调整所述系统控制指令。

3.如权利要求2所述的无人集卡控制系统，其特征在于：

所述无人集卡控制系统包括路侧设备，所述路侧设备用于获取路侧环境信息并通过无线网络将所述路侧环境信息发送至所述云平台；

所述智能控制模块用于通过所述远程终端接收所述路侧环境信息并依据所述环境信息调整所述系统控制指令。

4.如权利要求1所述的无人集卡控制系统，其特征在于：

所述无人集卡控制系统包括感知模块，所述感知模块连于第二CAN总线网络，其用于实时获取整车周围路况并生成路况信息；

所述远程终端与所述感知模块连接，其用于将所述路况信息反馈至所述云平台并转发云平台的行车指令；

所述底盘控制模块用于通过第二CAN总线网络接收所述行车指令，并根据所述行车指令实现对整车的行驶路线与制动控制；

所述动力驱动模块用于通过所述中央网关接收所述行车指令并根据所述行车指令为整车提供动力。

5.如权利要求4所述的无人集卡控制系统，其特征在于：

所述无人集卡控制系统包括路侧设备，所述路侧设备用于获取路侧环境信息并通过无线网络将所述路侧环境信息发送至所述云平台；

所述云平台用于根据路侧设备提供的路侧环境信息、远程终端反馈的所述路况信息调整所述行车指令。

6.如权利要求1所述的无人集卡控制系统，其特征在于：

所述中央网关上还连有第三CAN总线网络，其上连有外置大屏；

所述中央网关还用于监控CAN总线上的报文收发情况并发出报文异常信息；

所述远程终端与所述第三CAN总线网络连接，其用于将来自所述底盘控制模块和所述动力驱动模块的故障信息以及来自所述中央网关的报文异常信息发送至云平台，并在需要报警时发送报警信息至所述外置大屏。

7.如权利要求1所述的无人集卡控制系统，其特征在于：

所述底盘控制模块中设有前转向控制器和后转向控制器，所述前转向控制器用于控制设于所述动力驱动模块中的前转向油泵，所述后转向控制器用于控制设于所述动力驱动模块中的后转向油泵；

所述动力驱动模块中设有前主驱电机控制器和后主驱电机控制器，所述前主驱控制器用于控制前主驱电机，所述后主驱控制器用于控制后主驱电机；

所述智能控制模块用于在一个所述转向控制器、转向油泵或主驱电机控制器故障时，控制另一所述转向控制器、转向油泵或主驱电机控制器执行转向或驱动。

8.一种基于如权利要求1所述的无人集卡控制系统的控制方法，其特征在于，其包括步骤：

远程终端将来自云平台的调度指令转发至智能控制模块；

智能控制模块接收所述调度指令后生成系统控制指令并将所述系统控制指令发送至第二CAN总线网络；

中央网关从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并转发至第一CAN总线网络；

底盘控制模块从所述第二CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令实现对整车的行驶路线与制动控制；

动力驱动模块从第一CAN总线网络接收所述系统控制指令并根据所述系统控制指令为整车提供动力。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于：

所述智能控制模块接收所述调度指令并生成系统控制指令，还包括：

感知模块实时获取整车周围路况的路况信息并将所述路况信息发送至所述智能控制模块；

所述智能控制模块根据所述调度指令、所述路况信息生成所述系统控制指令。

10.一种基于如权利要求4所述的无人集卡控制系统的控制方法，其特征在于，其包括步骤：

远程终端将来自云平台的行车指令转发至第二CAN总线网络；

中央网关从所述第二CAN总线网络接收所述行车指令并转发至第一CAN总线网络；

所述底盘控制模块从所述第二CAN总线网络接收所述行车指令并根据所述行车指令实现对整车的行驶路线与制动控制；

所述动力驱动模块从所述第一CAN总线网络接收所述行车指令并根据所述行车指令为整车提供动力。

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