CN113341796A - 一种自动驾驶的传感器标定系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种自动驾驶的传感器标定系统，所述标定方法包括自动驾驶单元标定传感器与SOC相连，诊断仪与CAN总线相连，MCU通过硬件CAN控制器与CAN总线相连，接收CAN总线传递的数据，CAN驱动与硬件CAN控制器相连，完成ISO物理层工作，CanTP与CAN驱动相连，完成ISO网络层工作，DCM与CanTP相连，完成应用层工作，MCU的EvIf模块通过Ethernet与SOC相连，将请求传输给SOC，SOC识别MCU发送请求，处理请求任务，并通过Ethernet将结果反馈给MCU，MCU经过数据处理后，从应用层到物理层逐层将数据发送至CAN总线。所述标定流程包括按顺序进行的准备操作、采集操作和标定操作。本发明能够将复杂的标定流程简单化，提高开发效率，细化模块，快速定位问题。

Description

一种自动驾驶的传感器标定系统
技术领域
本发明涉及自动驾驶的技术领域，具体涉及一种自动驾驶的传感器标定系统。
背景技术
在数字化的今天，汽车电子行业正处于火热的变革中，现有的汽车各ECU系统的复杂程度逐渐增大，各主机厂对产线自动化需求的提高和产能的提升有着明确的目标，因此对汽车下线标定方法和流程的方案有更高的要求。
自动驾驶模块是目前新兴技术，采用的标定方案为传统模式，即复杂的MCU(微控制单元)+SOC模式，前视摄像头通过FPD-LINK III串口总线接在SOC上，毫米波雷达传感器通过私有CAN接在MCU上，由于毫米波雷达传感器无法通过FPD-LINK III串口总线直接接在SOC上，故将毫米波雷达传感器通过私有CAN接在MCU上，但MCU处理能力有限，这种连接方式无疑会加大MCU的信息处理，使MCU负载过大；
MCU+SOC模式存在两种处理方案：其一，MCU作为标定处理主体，SOC将前视摄像头传感器信息通过SPI或Ethernet传输给MCU，MCU完成毫米波和外接SOC的前视摄像头传感器的信息处理，MCU通过CAN总线与诊断仪完成标定操作；其二，SOC作为标定处理主体，SOC通过SPI或Ethernet物理连接获取MCU上采集的毫米波雷达传感器信息，再通过MCU进行中转实现与诊断仪标定操作，但无论采用哪种处理方案，在处理传感器信息时不可避免的会存在MCU与SOC之间对传感器采集信息的转换与传递，从而在该方案的开发和使用以及追溯问题等方面较为复杂，对提高自动化需求和提升产能存在阻碍。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种自动驾驶的传感器标定系统，使整个标定流程的开发和使用简单化，还可节约成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自动驾驶的传感器标定系统，包括用于发送标定请求的诊断仪、通过CAN总线与诊断仪相连的MCU、通过Ethernet与MCU相连的SOC以及与SOC相连的传感器模块，所述MCU用于转换数据协议、改变通信方式以及传递数据，所述SOC用于控制传感器模块、接收传感器反馈的信号并完成运算处理以及将标定结果传递至MCU，所述传感器模块用于采集外部环境信息并反馈至SOC。
所述传感器模块包括用于探测传感器与障碍物之间距离的毫米波雷达以及用于监控记录车辆行驶环境的前视摄像头。
所述SOC包括相连的APP与MCU代理，所述MCU代理通过私有CAN与毫米波雷达相连，用于接收毫米波雷达采集的环境信息，所述SOC通过FPD-LINK III串口总线与前视摄像头相连，用于接收前视摄像头采集的环境信息。
所述MCU包括相连的MCU软件和MCU硬件，其中MCU软件包括EVLF模块、与所述EVLF模块相连的DCM、与所述DCM相连的CANTP以及与所述CANTP相连的CAN驱动，MCU硬件包括与所述CAN驱动相连的CAN控制器。
一种自动驾驶的传感器标定方法，包括依序进行的准备操作、采集操作和标定操作，基于以上所述的自动驾驶的传感器标定系统，所述标定操作和采集操作的方法包括：
诊断仪向CAN总线发送采集请求；
MCU通过硬件CAN控制器与CAN总线相连，接收CAN总线上由诊断仪发送的标定请求信号，并将标定信号进行处理传递给SOC；
SOC接收到标定信号并传递至传感器模块，传感器进行采集工作；
SOC接收到传感器采集的信号，并对该信号进行处理，将完成处理的信号传递给MCU；
MCU将接收到的信号进行处理，改变信号通讯协议，并将最终结果通过CAN总线发送给诊断仪。
所述MCU改变信号通讯协议的方法包括：
CAN驱动与硬件CAN控制器相连，接收标定信号，完成ISO物理层工作；
CanTP与CAN驱动相连，完成ISO网络层工作；
DCM与CanTP相连，完成应用层工作；
MCU的EvIf模块与DCM相连，完成信号传递；
MCU的EvIf模块通过Ethernet与SOC相连，将标定请求传输给SOC。
准备操作用于将会话模式调整为默认会话模式和EOL会话模式，以便于诊断仪、SOC和MCU之间数据的传递。
所述采集操作包括依序进行的将标定板分别放置到指定位置、诊断仪发送数据采集请求、采集数据、请求结束当前操作以及确定是否全部采集完成。
所述标定操作包括依序进行的将标定板分别放置到指定位置、发送标定请求、请求标定结果、校正标定结果以及根据校正数据进行人工校正和人工确认。
所述发送数据采集请求、采集数据、发送标定请求、校正标定结果过程出现异常，则发送出现错误指示，并结束标定标定，根据结果人工进行问题溯源，所述请求标定结果成功，则直接结束流程。
本发明具有的优点和积极效果是：
(1)通过在SOC上设置数据传递模块，所述数据传递模块包括APP和MCU代理，使得毫米波雷达能够通过私有CAN与SOC相连，且前视摄像头能够通过SOC上原本存在的FPD-LINK III串口总线与MCU相连，即所需的标定传感器设备均连接在SOC上，传感器采集到的信息均由SOC进行处理再发送至MCU上，从而降低MCU负载，由于SOC的计算处理能力远超过MCU，故这种处理方式并不会对SOC造成过大压力。
(2)诊断仪通过CAN总线与MCU相连，不需要直接与SOC进行信息交互，只需要通过CAN协议与MCU进行通信即可实现传感器的标定工作，将多协议数据流的交互转变为基础的CAN通信方式，且依赖现有CAN的架构，可快速实现标定功能的开发，实际调试中也可快速定位，将复杂的标定流程简单化，减少消耗成本，提高开发效率。
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是本发明的一种自动驾驶的传感器标定系统的结构示意图；
图2是本发明的一种自动驾驶的传感器标定流程方案的总流程图；
图3是本发明的一种自动驾驶的传感器标定流程方案的标定准备操作流程图；
图4是本发明的一种自动驾驶的传感器标定流程方案的标定采集操作流程图；
图5是本发明的一种自动驾驶的传感器标定流程方案的标定操作流程图。
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1所示，本发明提供一种自动驾驶的传感器标定系统，包括用于发送标定请求的诊断仪、通过CAN总线与诊断仪相连的MCU、通过Ethernet与MCU相连的SOC以及与SOC相连的传感器模块，所述MCU用于转换数据协议、改变通信方式以及传递数据，所述SOC用于控制传感器模块、接收传感器反馈的信号并完成运算处理以及将标定结果传递至MCU，所述传感器模块用于采集外部环境信息并反馈至SOC。
进一步的，所述MCU能够将多数据协议转换为CAN协议并通过CAN总线将CAN协议的数据传递给诊断仪，减小了诊断仪的运算量。
所述传感器模块包括用于探测传感器与障碍物之间距离的毫米波雷达以及用于监控记录车辆行驶环境的前视摄像头。
所述SOC包括相连的APP与MCU代理，所述MCU代理通过私有CAN与毫米波雷达相连，用于接收毫米波雷达采集的环境信息，所述SOC通过FPD-LINK III串口总线与前视摄像头相连，用于接收前视摄像头采集的环境信息。
进一步的，所述MCU代理保留了所述MCU能够连接CAN的特性，能够通过私有CAN与毫米波雷达连接。
进一步的，所述SOC包括FPD-LINK III串口，能够通过FPD-LINK III串口与前视摄像头连接，所述SOC还能够通过以太网与MCU连接，以实现SOC与MCU之间的数据传递。
所述MCU包括相连的MCU软件和MCU硬件，其中MCU软件包括EVLF模块、与所述EVLF模块相连的DCM、与所述DCM相连的CANTP以及与所述CANTP相连的CAN驱动，MCU硬件包括与所述CAN驱动相连的CAN控制器。
如图2所示，一种自动驾驶的传感器标定方法，包括依序进行的准备操作、采集操作和标定操作，基于以上所述的自动驾驶的传感器标定系统，所述标定操作和采集操作的方法包括：
诊断仪向CAN总线发送采集请求；
MCU通过硬件CAN控制器与CAN总线相连，接收CAN总线上由诊断仪发送的标定请求信号，并将标定信号进行处理传递给SOC；
SOC接收到标定信号并传递至传感器模块，传感器进行采集工作；
SOC接收到传感器采集的信号，并对该信号进行处理，将完成处理的信号传递给MCU；
MCU将接收到的信号进行处理，改变信号通讯协议，并将最终结果通过CAN总线发送给诊断仪。
所述MCU改变信号通讯协议的方法包括：
CAN驱动与硬件CAN控制器相连，接收标定信号，完成ISO物理层工作；
CanTP与CAN驱动相连，完成ISO网络层工作；
DCM与CanTP相连，完成应用层工作；
MCU的EvIf模块与DCM相连，完成信号传递；
MCU的EvIf模块通过Ethernet与SOC相连，将标定请求传输给SOC。
如图3所示，准备操作用于将会话模式调整为默认会话模式和EOL会话模式，以便于诊断仪、SOC和MCU之间数据的传递。
如图4所示，所述采集操作包括依序进行的将标定板分别放置到指定位置、诊断仪发送数据采集请求、采集数据、请求结束当前操作以及确定是否全部采集完成。
如图5所示，所述标定操作包括依序进行的将标定板分别放置到指定位置、发送标定请求、请求标定结果、校正标定结果以及根据校正数据进行人工校正和人工确认。
如图2至图5所示，所述发送数据采集请求、采集数据、发送标定请求、校正标定结果过程出现异常，则发送出现错误指示，并结束标定标定，根据结果人工进行问题溯源，所述请求标定结果成功，则直接结束流程。
本发明的工作原理和工作过程如下：工控设备将标定板放置到指定位置，诊断仪发送标定请求，SOC通过CAN总线接收到诊断仪发送的标定请求，并将CAN协议的标定请求转换为多协议数据流并通过以太网传递至SOC，SOC识别MCU发送的标定请求，处理请求任务，前视摄像头采集信号并通过FPD-LINK III串口总线反馈至SOC，毫米波雷达采集信号并通过私有CAN反馈至SOC上的MCU代理，MCU代理在SOC上将毫米波雷达采集的信号传递至APP进行运算处理，并将处理结果通过以太网传递至MCU，MCU将数据进行处理转换为CAN通信方式，从应用层到物理层逐层将数据通过CAN总线发送给诊断仪；在上述流程中，无论是诊断仪发送标定请求，或是OC识别MCU发送的标定请求，处理请求任务，其中某一步出现错误，诊断仪都能快速定位到故障发生处，从而快速对故障进行修复。
本发明的特点在于：通过在SOC上设置数据传递模块，所述数据传递模块包括APP和MCU代理，使得毫米波雷达能够通过私有CAN与SOC相连，且前视摄像头能够通过SOC上原本存在的FPD-LINK III串口总线与MCU相连，即所需的标定传感器设备均连接在SOC上，传感器采集到的信息均由SOC进行处理再发送至MCU上，从而降低MCU负载，由于SOC的计算处理能力远超过MCU，故这种处理方式并不会对SOC造成过大压力；诊断仪通过CAN总线与MCU相连，不需要直接与SOC进行信息交互，只需要通过CAN协议与MCU进行通信即可实现传感器的标定工作，将多协议数据流的交互转变为基础的CAN通信方式，且依赖现有CAN的架构，可快速实现标定功能的开发，实际调试中也可快速定位，将复杂的标定流程简单化，减少消耗成本，提高开发效率。
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)

1.一种自动驾驶的传感器标定系统，其特征在于，包括用于发送标定请求的诊断仪、通过CAN总线与诊断仪相连的MCU、通过Ethernet与MCU相连的SOC以及与SOC相连的传感器模块，所述MCU用于转换数据协议、改变通信方式以及传递数据，所述SOC用于控制传感器模块、接收传感器反馈的信号并完成运算处理以及将标定结果传递至MCU，所述传感器模块用于采集外部环境信息并反馈至SOC。
2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的传感器标定系统，其特征在于，所述传感器模块包括用于探测传感器与障碍物之间距离的毫米波雷达以及用于监控记录车辆行驶环境的前视摄像头。
3.根据权利要求2所述的一种自动驾驶的传感器标定系统，其特征在于，所述SOC包括相连的APP与MCU代理，所述MCU代理通过私有CAN与毫米波雷达相连，用于接收毫米波雷达采集的环境信息，所述SOC通过FPD-LINK III串口总线与前视摄像头相连，用于接收前视摄像头采集的环境信息。
4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶的传感器标定系统，其特征在于，所述MCU包括相连的MCU软件和MCU硬件，其中MCU软件包括EVLF模块、与所述EVLF模块相连的DCM、与所述DCM相连的CANTP以及与所述CANTP相连的CAN驱动，MCU硬件包括与所述CAN驱动相连的CAN控制器。
5.一种自动驾驶的传感器标定方法，其特征在于，包括依序进行的准备操作、采集操作和标定操作，基于以上权利要求1～4中任意一项所述的自动驾驶的传感器标定系统，所述标定操作和采集操作的方法包括：
诊断仪向CAN总线发送采集请求；
MCU通过硬件CAN控制器与CAN总线相连，接收CAN总线上由诊断仪发送的标定请求信号，并将标定信号进行处理传递给SOC；
SOC接收到标定信号并传递至传感器模块，传感器进行采集工作；
SOC接收到传感器采集的信号，并对该信号进行处理，将完成处理的信号传递给MCU；
MCU将接收到的标定结果进行处理，改变信号通讯协议，并将最终的标定结果通过CAN总线发送给诊断仪。
6.根据权利要求5所述的一种自动驾驶的传感器标定方法，其特征在于，所述MCU改变信号通讯协议的方法包括：
CAN驱动与硬件CAN控制器相连，接收标定信号，完成ISO物理层工作；
CanTP与CAN驱动相连，完成ISO网络层工作；
DCM与CanTP相连，完成应用层工作；
MCU的EvIf模块与DCM相连，完成信号传递；
MCU的EvIf模块通过Ethernet与SOC相连，将标定请求传输给SOC。
7.根据权利要求5所述的一种自动驾驶的传感器标定方法，其特征在于，准备操作用于将会话模式调整为默认会话模式和EOL会话模式，以便于诊断仪、SOC和MCU之间数据的传递。
8.根据权利要求5所述的一种自动驾驶的传感器标定方法，其特征在于，所述采集操作包括依序进行的将标定板分别放置到指定位置、诊断仪发送数据采集请求、采集数据、请求结束当前操作以及确定是否全部采集完成。
9.根据权利要求8所述的一种自动驾驶的传感器标定方法，其特征在于，所述标定操作包括依序进行的将标定板分别放置到指定位置、发送标定请求、请求标定结果、校正标定结果以及根据校正数据进行人工校正和人工确认。
10.根据权利要求9所述的一种自动驾驶的传感器标定方法，其特征在于，所述发送数据采集请求、采集数据、发送标定请求、校正标定结果过程出现异常，则发送出现错误指示，并结束标定标定，根据结果人工进行问题溯源，所述请求标定结果成功，则直接结束流程。
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