CN113401139B - 串联式自动驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联式自动驾驶系统，本发明的构思在于更高一级的自动驾驶系统复用低一级别系统的感知结果，并自主计算和处理自身额外增加的传感数据，同时在低一级自动驾驶域控制器的信号传输模块中增加仲裁机制，并且低一级的信号传输模块与高一级的信号传输模块信号连接，这样可由低一级的信号传输模块检测应执行的具体控制指令并将该指令传输至与其连接的底层执行器。本发明提供的串联系统架构，实现了感知结果的共享，避免重复开发，解决了两个级别的控制信号的执行问题，此外还可以同步进行不同等级的自动驾驶功能开发，在互不影响功能开发的同时，可提前规划更高级别的自动驾驶功能开发，且独立的域控制器也有利于提升整体系统的安全性。

Description

串联式自动驾驶系统

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种串联式自动驾驶系统。

背景技术

当前，自动驾驶等级从L0至L5共分为6个等级，其自动驾驶技术水平也从0级至5级递增。由于不同等级所需要配备传感器方案不同，域控制器算力不同，功能定义不同，因此不同级别的自动驾驶功能开发，其系统架构设计一般相互独立，相互之间没有太大的关联。

本发明关注在L3级和L4级的系统架构构成，目前来说，针对此两个级别有如下两种系统架构方案：

方案一、L3级自动驾驶系统与L4级自动驾驶系统采用同一套传感器布置方案，采用两套域控制器分别接收传感器信号，独立运行各自系统，分别单独控制底层执行器，两个系统功能不能同时相互兼容。

方案二、L3级自动驾驶系统与L4级自动驾驶系统采用同一套传感器布置方案，且采用同一个域控制器，分别在不同芯片独立运行各自的系统，共用一套底层通信逻辑分别单独控制底层执行器。

然而，由于当前L4级自动驾驶技术尚未成熟，L3自动驾驶技术已接近量产落地，就会导致如下问题：

方案一、相互独立的方案，两套系统同步研究虽然互不干扰，但是会导致感知算法重复开发与部署，浪费了域控制器算力，同时，执行器的信号传输与匹配也会出现重复开发情况，导致人员浪费；此外，L3与L4功能如何交互，底层执行器如何执行L3与L4的线控指令均存在着亟待解决的问题。

方案二、虽然可以共用相同感知结果，执行器可以共用一套底层握手信号，避免出现算力浪费，但是，由于相处同一域控中，系统开发需要同步进行，而由于L4级自动驾驶技术短期无法落地，同步开发难度较大，若域控出现故障，将导致整个自动驾驶系统无法启用。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种串联式自动驾驶系统，以解决不同级别自动驾驶功能开发存在的底层执行器信号传输及功能交互问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种串联式自动驾驶系统，其中包括：

用于L4级自动驾驶汽车进行目标检测、车辆定位以及车路云交互的L4级自动驾驶传感器；

用于周围环境感知信息的输入以及线控指令的输出的L4级自动驾驶系统域控制器；其中，所述L4级自动驾驶系统域控制器包括依次信号连接的环境感知模块、决策规划模块、信号传输模块；

用于L3级自动驾驶汽车进行目标检测以及车辆定位的L3级自动驾驶传感器；

用于周围环境感知信息的输入以及线控指令的输出的L3级自动驾驶系统域控制器；其中，所述L3级自动驾驶系统域控制器包括依次信号连接的环境感知模块、决策规划模块、具有预设仲裁机制的信号传输模块；

用于执行L3级自动驾驶系统域控制器输出的线控指令的底层执行器；

所述L3级自动驾驶传感器与所述L3级自动驾驶系统域控制器信号连接；所述L4级自动驾驶系统域控制器的环境感知模块与所述L3级自动驾驶系统域控制器的环境感知模块信号连接；所述L3级自动驾驶系统域控制器的信号传输模块分别与所述L4级自动驾驶系统域控制器的信号传输模块以及所述底层执行器信号连接。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述L3级自动驾驶传感器具体包括：毫米波雷达、视觉摄像头、超声波雷达、前向激光雷达以及车道级定位设备。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述L4级自动驾驶传感器具体包括：盲区毫米波雷达、视觉摄像头、360度全覆盖激光雷达、高精度定位设备、V2X设备以及5G通讯设备。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述L3级自动驾驶系统域控制器以及所述L4级自动驾驶系统域控制器均还包括：用于负责横纵向运动控制的运动控制模块，所述运动控制模块信号连接在各域控制器的决策规划模块与信号传输模块之间。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述线控指令包括如下一种或多种：模式请求指令、挡位指令、油门指令、制动指令以及转向指令。

本发明的构思在于将感知机制采用叠加的设计构思，更高一级的自动驾驶系统复用低一级别系统的感知结果，并自主计算和处理自身额外增加的传感数据，同时，在低一级自动驾驶域控制器的信号传输模块中增加仲裁机制，并且低一级的信号传输模块与高一级的信号传输模块信号连接，这样，可由低一级的信号传输模块检测应执行的具体控制指令并将该指令传输至与其连接的底层执行器。本发明提供的串联系统架构，实现了感知结果的共享，避免重复开发，解决了两个级别的控制信号的执行问题，此外还可以同步进行不同等级的自动驾驶功能开发，在互不影响功能开发的同时，可提前规划更高级别的自动驾驶功能开发，且独立的域控制器也有利于提升整体系统的安全性。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的串联式自动驾驶系统的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出了一种串联式自动驾驶系统的实施例，具体来说，如图1所示，可以包括如下：

用于L4级自动驾驶汽车进行目标检测、车辆定位以及车路云交互的L4级自动驾驶传感器；优选包括但不限于：盲区毫米波雷达、视觉摄像头、360度全覆盖激光雷达、高精度定位设备、V2X设备以及5G通讯设备等。

用于周围环境感知信息的输入以及线控指令的输出的L4级自动驾驶系统域控制器，也即是L4级自动驾驶汽车的主要运行载体；其中，所述L4级自动驾驶系统域控制器包括依次信号连接的环境感知模块、决策规划模块、信号传输模块；具体来说，环境感知主要负责处理感知输入信息，进行感知结果的传递；决策规划主要负责驾驶行为决策及路径生成；信号传输主要负责与L3信号传输模块通信及信号传输逻辑判断。

用于L3级自动驾驶汽车进行目标检测以及车辆定位的L3级自动驾驶传感器；优选包括但不限于：毫米波雷达、视觉摄像头、超声波雷达、前向激光雷达以及车道级定位设备等。

用于周围环境感知信息的输入以及线控指令的输出的L3级自动驾驶系统域控制器，也即是L3级自动驾驶汽车的主要运行载体；其中，所述L3级自动驾驶系统域控制器包括依次信号连接的环境感知模块、决策规划模块、信号传输模块；此处，各模块的功能与前述类似，但主要区别在于，L3级的信号传输模块具有预设仲裁机制，并主要负责与底层执行及高一级系统通信、信号传递以及逻辑判断。

这里可以结合附图补充的是，所述L3级自动驾驶系统域控制器以及所述L4级自动驾驶系统域控制器均可以至少包括图示的用于负责横纵向运动控制的运动控制模块，具体地，所述运动控制模块信号连接在各域控制器的决策规划模块与信号传输模块之间。图中虚线是为了清晰区分出低级、高级系统。

以及，本系统实施例还包括用于执行L3级自动驾驶系统域控制器输出的线控指令的底层执行器。

如图所示，所述L3级自动驾驶传感器与所述L3级自动驾驶系统域控制器信号连接；所述L4级自动驾驶系统域控制器的环境感知模块与所述L3级自动驾驶系统域控制器的环境感知模块信号连接；所述L3级自动驾驶系统域控制器的信号传输模块分别与所述L4级自动驾驶系统域控制器的信号传输模块以及所述底层执行器信号连接。

结合上述实施例及其优选方案，这里对本系统架构的运行方式举例如下：

(1)L3级自动驾驶传感器模块将感知信息发往L3级域控制器环境感知模块，L3环境感知模块将感知结果进行进一步加工处理后，分别传输到L3决策规划模块和L4环境感知模块，L4域控制器同步接收自身系统内额外的感知信息(图中将L4级自动驾驶传感器表述为L4级自动驾驶额外增加传感器)；

(2)L3与L4域控制器决策规划模块，分别对环境感知模块输入的信息进行处理，分别计算出L3与L4系统的线控指令到达各自的信号传输模块；

(3)L3信号传输模块接收到L3与L4线控指令后，根据预先设定的决策逻辑对向底层执行器输出的具体指令进行检测，该决策逻辑主要可以基于应用场景或人工指令编写，决定最终应执行那一系统线控指令。例如，驾驶员通过L4域控的人机交互系统输入系统激活请求，L3人机交互系统无请求，则预先设定的决策逻辑通过模式请求信号得出驾驶员期望激活和启动L4系统，此时L3的信号传输模块会将L4线控指令下发到底层执行器，实现车辆的自动驾驶功能。

本发明的构思在于将感知机制采用叠加的设计构思，更高一级的自动驾驶系统复用低一级别系统的感知结果，并自主计算和处理自身额外增加的传感数据，同时，在低一级自动驾驶域控制器的信号传输模块中增加仲裁机制，并且低一级的信号传输模块与高一级的信号传输模块信号连接，当两个级别的系统同步发送执行指令时，可由低一级的信号传输模块检测应执行的具体控制指令并将该指令传输至与其连接的底层执行器。本发明提供的串联系统架构，实现了感知结果的共享，避免重复开发，解决了两个级别的控制信号的执行问题，此外还可以同步进行不同等级的自动驾驶功能开发，在互不影响功能开发的同时，可提前规划更高级别的自动驾驶功能开发，且独立的域控制器也有利于提升整体系统的安全性。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种串联式自动驾驶系统，其特征在于，包括：

用于L4级自动驾驶汽车进行目标检测、车辆定位以及车路云交互的L4级自动驾驶传感器；

用于周围环境感知信息的输入以及线控指令的输出的L4级自动驾驶系统域控制器；其中，所述L4级自动驾驶系统域控制器包括依次信号连接的环境感知模块、决策规划模块、信号传输模块；

用于L3级自动驾驶汽车进行目标检测以及车辆定位的L3级自动驾驶传感器；

用于周围环境感知信息的输入以及线控指令的输出的L3级自动驾驶系统域控制器；其中，所述L3级自动驾驶系统域控制器包括依次信号连接的环境感知模块、决策规划模块、具有预设仲裁机制的信号传输模块；

用于执行L3级自动驾驶系统域控制器输出的线控指令的底层执行器；

所述L3级自动驾驶传感器与所述L3级自动驾驶系统域控制器信号连接；所述L4级自动驾驶系统域控制器的环境感知模块与所述L3级自动驾驶系统域控制器的环境感知模块信号连接；所述L3级自动驾驶系统域控制器的信号传输模块分别与所述L4级自动驾驶系统域控制器的信号传输模块以及所述底层执行器信号连接。

2.根据权利要求1所述的串联式自动驾驶系统，其特征在于，所述L3级自动驾驶传感器具体包括：毫米波雷达、视觉摄像头、超声波雷达、前向激光雷达以及车道级定位设备。

3.根据权利要求1所述的串联式自动驾驶系统，其特征在于，所述L4级自动驾驶传感器具体包括：盲区毫米波雷达、视觉摄像头、360度全覆盖激光雷达、高精度定位设备、V2X设备以及5G通讯设备。

4.根据权利要求1～3任一项所述的串联式自动驾驶系统，其特征在于，所述L3级自动驾驶系统域控制器以及所述L4级自动驾驶系统域控制器均还包括：用于负责横纵向运动控制的运动控制模块，所述运动控制模块信号连接在各域控制器的决策规划模块与信号传输模块之间。

5.根据权利要求1～3任一项所述的串联式自动驾驶系统，其特征在于，所述线控指令包括如下一种或多种：模式请求指令、挡位指令、油门指令、制动指令以及转向指令。

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