CN113885515B - 一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统 - Google Patents

一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，所述网络架构系统包括：第一摄像头集群、第一惯性导航系统、第一激光雷达集群、第一毫米波/微波雷达集群、第一交换机、第二交换机、第一无线路由器、第一数据计算平台、第二数据计算平台和第一CAN总线。该网络架构系统设定了七个不同网段，并在多个网段中采用设备直连的方式从而避免了经由交换设备造成的数据排队、阻塞和丢失等问题。通过本发明提供的网络架构系统，无需另外增设复杂的传感器集线器，也无需增设更复杂、价格更昂贵的网络交换设备，就极大改善了原两级交换网络架构的数据传输效率，同时还节约了系统改造成本，提高了系统改造效率。

Description

一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统。
背景技术
自动驾驶车辆上往往会集成多种自动驾驶传感器，诸如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、微波雷达、惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)等，同时还会在车辆本地集成带有针对传感器数据计算的计算平台。为了能使上述多种自动驾驶传感器和计算平台之间建立数据传输通道，就需要为所有连接设备创建一个用于连接多种自动驾驶传感器的本地网络架构，该网络架构一方面需要能够实现对上述所有自动驾驶传感器和计算平台的连接关系，另一方面还需具备与其他车辆本地局域网络或远程网络连接的功能。常规的网络架构是一种两级交换网络架构，且不区分功能网段。该两级交换网络架构中，激光雷达集群和INS通过二级交换机连接，摄像头集群和二级交换机通过一级交换机连接，负责与远程网络连接的无线路由器、一个或多个计算平台以及与其他车辆本地局域网络连接的设备都通过一级交换机实现数据交换。这种两级交换网络架构，大多数设备间的数据传输都需经过一、二级交换机才可完成。在实际应用中我们发现，自动驾驶车辆在实际运行过程中，会产生大量的传感数据，这些数据如果同时经由同一个交换机进行传递往往会出现瞬间数据量超出交换设备交换纵容量从而产生传输阻塞、数据丢失等情况。如何能对现有的两级交换网络架构进行有效改造，是当前自动驾驶车辆网络优化方面的一个重要课题。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术的缺陷，提供一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，该网络架构系统设定了七个不同网段，并将传统的两级交换机分别用在不同网段内形成简单的一级交换结构从而提高了网段内的数据交换效能，并在多个网段中采用设备直连的方式从而避免了经由交换设备造成的数据排队、阻塞和丢失等问题。通过本发明提供的网络架构系统，无需另外增设复杂的传感器集线器，也无需增设更复杂、价格更昂贵的网络交换设备，就能达到改善原两级交换网络架构数据传输效率的问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，所述网络架构系统包括：第一摄像头集群、第一惯性导航系统、第一激光雷达集群、第一毫米波/微波雷达集群、第一交换机、第二交换机、第一无线路由器、第一数据计算平台、第二数据计算平台和第一CAN总线；
所述第一摄像头集群包括多个第一摄像头；每个所述第一摄像头与所述第一数据计算平台连接；
所述第一惯性导航系统与所述第一交换机连接，还通过RS232总线与所述第二数据计算平台连接；
所述第一激光雷达集群包括多个第一激光雷达；每个所述第一激光雷达与所述第二交换机连接；
所述第一毫米波/微波雷达集群包括多个第一毫米波/微波雷达；每个所述第一毫米波/微波雷达与所述第二数据计算平台连接；
所述第一交换机分别与所述第一数据计算平台、所述第二数据计算平台和所述第一无线路由器连接；
所述第二交换机与所述第二数据计算平台连接；
所述第一数据计算平台包括第一网卡、第二网卡和第三网卡；所述第一网卡用于连接所述第一摄像头；所述第二网卡用于连接所述第二数据计算平台；所述第三网卡用于连接所述第一交换机；
所述第二数据计算平台包括CAN总线接口、毫米波/微波雷达数据接口、RS232接口、第四网卡、第五网卡和第六网卡；所述CAN总线接口用于连接所述第一CAN总线；所述毫米波/微波雷达数据接口用于连接所述第一毫米波/微波雷达；所述RS232接口用于连接所述第一惯性导航系统；所述第四网卡用于连接所述第二网卡；所述第五网卡用于连接所述第一交换机；所述第六网卡用于连接所述第二交换机；
所述第一无线路由器与外部系统连接。
优选的，所述网络架构系统的各个所述第一摄像头、所述第一惯性导航系统、各个所述第一激光雷达和各个所述第一毫米波/微波雷达为自动驾驶传感器设备；所述网络架构系统的所述第一交换机、所述第二交换机和所述第一无线路由器为自动驾驶网络设备；所述网络架构系统的所述第一数据计算平台和所述第二数据计算平台为自动驾驶计算设备；所述网络架构系统的所述第一CAN总线为自动驾驶CAN设备；
所述网络架构系统的所有设备均独立分配一个或多个C类IP地址，对应子网掩码为255.255.255.0；所述网络架构系统的设备间数据通讯协议包括TCP协议和UDP协议。
优选的，所述第一网卡与所述第一摄像头集群的所有所述第一摄像头组成第一网段；所述第一网段用于为所述第一数据计算平台和各个所述第一摄像头建立直连图像/视频数据传输通道；
所述第二网卡与所述第四网卡组成第二网段；所述第二网段用于为所述第一数据计算平台和所述第二数据计算平台建立直连计算数据传输通道；
所述第六网卡、所述第二交换机和所述第一激光雷达集群的所有所述第一激光雷达组成第三网段；所述第三网段用于为所述第二数据计算平台和各个所述第一激光雷达建立激光雷达数据交换子网络；
所述第一无线路由器、所述第一交换机、所述第一惯性导航系统、所述第三网卡和所述第五网卡组成第四网段；所述第四网段用于对网络内设备进行数据时钟同步以及对网络内设备进行版本部署；
所述毫米波/微波雷达数据接口和各个所述第一毫米波/微波雷达组成第五网段；所述第五网段用于为所述第二数据计算平台和各个所述第一毫米波/微波雷达建立毫米波/微波雷达数据传输通道；
所述CAN总线接口和所述第一CAN总线组成第六网段；所述第六网段用于为所述第二数据计算平台和自动驾驶控制器局域网络建立数据传输通道；
所述RS232接口和所述第一惯性导航系统组成第七网段；所述第七网段用于为所述第二数据计算平台和第一惯性导航系统建立惯性导航数据传输通道。
进一步的，所述第一惯性导航系统用于在所述第四网段中，通过所述第一交换机向所述第三网卡和所述第五网卡发送PTP报文，从而对所述第一数据计算平台和所述第二数据计算平台进行授时操作；
所述第一惯性导航系统还用于在所述第七网段中，通过所述RS232总线向所述RS232接口发送系统定位信息。
优选的，所述第一数据计算平台具体为基于ARM芯片的嵌入式计算平台。
优选的，所述第二数据计算平台具体为基于工控机架构的核心计算平台。
本发明实施例提供了一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，该网络架构系统包括第一摄像头集群、第一惯性导航系统、第一激光雷达集群、第一毫米波/微波雷达集群、第一交换机、第二交换机、第一无线路由器、第一数据计算平台、第二数据计算平台和第一CAN总线。该网络架构系统设定了七个不同网段，并将传统的两级交换机分别用在不同网段内形成简单的一级交换结构从而提高了网段内的数据交换效能，并在多个网段中采用设备直连的方式从而避免了经由交换设备造成的数据排队、阻塞和丢失等问题。通过本发明提供的网络架构系统，无需另外增设复杂的传感器集线器，也无需增设更复杂、价格更昂贵的网络交换设备，就极大改善了原两级交换网络架构的数据传输效率，同时还节约了系统改造成本，提高了系统改造效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的常规两级交换网络架构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、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地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统的结构示意图，图2为本发明实施例提供的常规两级交换网络架构示意图，由图2可知在一级交换机处特别容易出现摄像头集群、激光雷达集群的海量数据排队、阻塞、丢失的情况。并且当一级交换机发生阻塞之后，惯性导航系统发出的用于授时的精确时间协议(PrecisionTime Protocol，PTP)报文也会丢失。并且当一级交换机发生阻塞之后，计算平台A、B的数据也会中断。相比图1和图2，不难发现图1在基于提高数据传输效率方面，相对于图2对网络结构做了很大的优化。
如图1所示，本网络架构系统主要包括：第一摄像头集群1、第一惯性导航系统2、第一激光雷达集群3、第一毫米波/微波雷达集群4、第一交换机5、第二交换机6、第一无线路由器7、第一数据计算平台8、第二数据计算平台9和第一控制器局域网络(Controller AreaNetwork,CAN)总线10。
这里，网络架构系统的所有设备的设备类型分为自动驾驶传感器设备、自动驾驶网络设备、自动驾驶计算设备和自动驾驶CAN设备四类；其中，第一摄像头集群1的各个第一摄像头11、第一惯性导航系统2、第一激光雷达集群3的各个第一激光雷达31、第一毫米波/微波雷达集群4的各个第一毫米波/微波雷达41为自动驾驶传感器设备；第一交换机5、第二交换机6和第一无线路由器7为自动驾驶网络设备；第一数据计算平台8和第二数据计算平台9为自动驾驶计算设备；第一CAN总线10为自动驾驶CAN设备。网络架构系统的所有设备均独立分配一个或多个C类网络之间互连的协议(Internet Protocol，IP)地址，每个IP地址对应一个网段，每个IP地址对应的子网掩码均为255.255.255.0；网络架构系统的设备间数据通讯协议包括TCP协议和UDP协议。
第一摄像头集群1包括多个第一摄像头11；每个第一摄像头11与第一数据计算平台8连接；第一摄像头11用于对车辆周围场景进行拍摄，并将拍摄产生的图像和/或视频数据向第一数据计算平台8发送。
第一惯性导航系统2与第一交换机5连接，还通过RS232总线与第二数据计算平台9连接。
第一激光雷达集群3包括多个第一激光雷达31；每个第一激光雷达31与第二交换机6连接；第一激光雷达31用于对车辆周围场景进行雷达扫描，并将雷达扫描数据通过第二交换机6向第二数据计算平台9发送。
第一毫米波/微波雷达集群4包括多个第一毫米波/微波雷达41；每个第一毫米波/微波雷达41与第二数据计算平台9连接；第一毫米波/微波雷达41用于对车辆周围场景进行雷达扫描，并将雷达扫描数据第二数据计算平台9发送。
这里，第一毫米波/微波雷达41与第二数据计算平台9采用数据直连的方式。
第一交换机5分别与第一数据计算平台8、第二数据计算平台9和第一无线路由器7连接。第一交换机5用于完成第一数据计算平台8、第二数据计算平台9和第一无线路由器7的交换功能。
这里，与常规二级网络不同，并不存在两级交换结构，第一交换机5只负责连接第一数据计算平台8、第二数据计算平台9和第一无线路由器7，因此第一交换机5上出现数据海量数据排队、阻塞、丢失的情况得到极大改善，传输效率也得到保证。
第二交换机6与第二数据计算平台9连接。
这里，与常规二级网络不同，并不存在两级交换结构，第二交换机6只负责连接第一激光雷达集群3中各个第一激光雷达31与第二数据计算平台9，因此第二交换机6上也不会出现其他数据与激光雷达数据叠加导致数据量猛增的情况，传输效率也可以得到有效保证。
第一数据计算平台8包括第一网卡81、第二网卡82和第三网卡83；第一网卡81用于连接第一摄像头11；第二网卡82用于连接第二数据计算平台9；第三网卡83用于连接第一交换机5。
这里，第一数据计算平台8的多个网卡是用于适配不同网段的；第一网卡81与各个第一摄像头11直连，由IP协议我们可知，若两个网络设备间的IP同属于同一网段，无需经由其他网络设备，在二者间采用网线直连的方式就可以创建直连数据通道，因此第一网卡81与各个第一摄像头11的IP地址应同属同一网段；第二网卡82与第二数据计算平台9直连，同理，第二网卡82应与第二数据计算平台9中的对应网卡(第四网卡92)的IP地址属同一网段；第三网卡83通过第一交换机5实现与第二数据计算平台9和第一无线路由器7通讯的目的，同理，第三网卡83应与第二数据计算平台9中的对应网卡(第五网卡93)以及第一无线路由器7的IP地址属同一网段。
由上述第二网卡82与第二数据计算平台9的直连方式，就可以完全规避常规两级交换网络架构在一级交换机发生阻塞的情况下第一数据计算平台8和第二数据计算平台9无法通讯的问题。
在本实施例提供的一个具体实现方式中，第一数据计算平台8具体可为基于ARM芯片的嵌入式计算平台；该平台主要用于处理与各类图像与视频数据有关的人工智能计算操作。
第二数据计算平台9包括CAN总线接口91、毫米波/微波雷达数据接口94、RS232接口95、第四网卡92、第五网卡93和第六网卡96；CAN总线接口91用于连接第一CAN总线10；毫米波/微波雷达数据接口94用于连接第一毫米波/微波雷达41；RS232接口95用于连接第一惯性导航系统2；第四网卡92用于连接第二网卡82；第五网卡93用于连接第一交换机5；第六网卡96用于连接第二交换机6。
这里，第二数据计算平台9的CAN总线接口91、毫米波/微波雷达数据接口94、RS232接口95、第四网卡92、第五网卡93和第六网卡96也各自分配了一个独立IP用于适配不同网段。虽然CAN总线接口91、毫米波/微波雷达数据接口94、RS232接口95等接口不是标准的网线接口，但本发明实施例通过在其上加载对应的TCP/IP或UDP/IP协议解析包就可使其具备等效网卡的数据收发功能。
由上述RS232接口95与第一惯性导航系统2的直连方式，就可以完全规避常规两级交换网络架构在一级交换机发生阻塞的情况下第一惯性导航系统2无法向第二数据计算平台9发送定位数据的问题。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，第二数据计算平台9具体可为基于工控机架构的核心计算平台；该平台主要用于处理与各类型雷达点云数据、定位/位姿数据有关的人工智能计算操作。
第一无线路由器7与外部系统连接。
这里，外部系统即为自动驾驶车辆所需连接的远程系统。
在完成上述网络架构的连接关系介绍后，下文对本实施例提供的七个网段总结如下：
1、第一网卡81与第一摄像头集群1的所有第一摄像头11组成第一网段；第一网段用于为第一数据计算平台8和各个第一摄像头11建立直连图像/视频数据传输通道。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，将第一网段的IP地址范围设为192.168.1.x，对应子网掩码为255.255.255.0，将第一网卡81的IP地址设为192.168.1.1，其他第一摄像头11的IP地址依次设为192.168.1.2～254。
2、第二网卡82与第四网卡92组成第二网段；第二网段用于为第一数据计算平台8和第二数据计算平台9建立直连计算数据传输通道。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，将第二网段的IP地址范围设为192.168.2.x，对应子网掩码为255.255.255.0；将第二网卡82的IP地址设为192.168.2.1，第四网卡92的IP地址设为192.168.2.2。
3、第六网卡96、第二交换机6和第一激光雷达集群3的所有第一激光雷达31组成第三网段；第三网段用于为第二数据计算平台9和各个第一激光雷达31建立激光雷达数据交换子网络。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，将第三网段的IP地址范围设为192.168.3.x，对应子网掩码为255.255.255.0；将第六网卡96的IP地址设为192.168.3.1，第二交换机6的IP地址设为192.168.3.2，其他第一激光雷达31的IP地址依次设为192.168.3.3～254。
4、第一无线路由器7、第一交换机5、第一惯性导航系统2、第三网卡83和第五网卡93组成第四网段；第四网段用于对网络内设备进行数据时钟同步以及对网络内设备进行版本部署。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，将第四网段的IP地址范围设为192.168.4.x，对应子网掩码为255.255.255.0；将第一无线路由器7的IP地址设为192.168.4.1，第一交换机5的IP地址设为192.168.4.2，第一惯性导航系统2上网卡的IP地址设为192.168.4.3，第三网卡83的IP地址设为192.168.4.4，第五网卡93的IP地址设为192.168.4.5。
需要说明的是，在第四网段中第一惯性导航系统2用于通过第一交换机5向第三网卡83和第五网卡93发送PTP报文，从而对第一数据计算平台8和第二数据计算平台9进行授时操作。这里，因为本发明实施例的系统并不通过第四网段进行传感器数据传输，所以第四网段内的数据流量较低是不会超出第一交换机5的交换总容量的，那么利用第四网段对第一无线路由器7、第一交换机5、第一数据计算平台8和第二数据计算平台9进行授时或进行版本部署操作时，都不会出现常规两级交换网络架构中操作中断的情况。
5、毫米波/微波雷达数据接口94和各个第一毫米波/微波雷达41组成第五网段；第五网段用于为第二数据计算平台9和各个第一毫米波/微波雷达41建立毫米波/微波雷达数据传输通道。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，将第五网段的IP地址范围设为192.168.5.x，对应子网掩码为255.255.255.0；将毫米波/微波雷达数据接口94的IP地址设为192.168.5.1，其他第一毫米波/微波雷达41的IP地址依次设为192.168.5.2～254。
6、CAN总线接口91和第一CAN总线10组成第六网段；第六网段用于为第二数据计算平台9和自动驾驶控制器局域网络建立数据传输通道。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，将第六网段的IP地址范围设为192.168.6.x，对应子网掩码为255.255.255.0；将CAN总线接口91的IP地址设为192.168.6.1，第一CAN总线10的IP地址设为192.168.6.2。
7、RS232接口95和第一惯性导航系统2组成第七网段；第七网段用于为第二数据计算平台9和第一惯性导航系统2建立惯性导航数据传输通道。
在本实施例提供的另一个具体实现方式中，将第七网段的IP地址范围设为192.168.7.x，对应子网掩码为255.255.255.0；将RS232接口95的IP地址设为192.168.7.1，第一惯性导航系统2上匹配的RS232接口的IP地址设为192.168.7.2。
需要说明的是，在第七网段中第一惯性导航系统2用于通过RS232总线向RS232接口95发送系统定位信息。这样，通过第一惯性导航系统2与第二数据计算平台9直连进行定位数据传输，就可以避免常规两级交换网络架构中因交换网络设备出现数据排队、阻塞等原因造成的数据丢失情况，并且数据传输的稳定性与效率也能得到很好的保证。
本发明实施例提供了一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，该网络架构系统包括第一摄像头集群、第一惯性导航系统、第一激光雷达集群、第一毫米波/微波雷达集群、第一交换机、第二交换机、第一无线路由器、第一数据计算平台、第二数据计算平台和第一CAN总线。该网络架构系统设定了七个不同网段，并将传统的两级交换机分别用在不同网段内形成简单的一级交换结构从而提高了网段内的数据交换效能，并在多个网段中采用设备直连的方式从而避免了经由交换设备造成的数据排队、阻塞和丢失等问题。通过本发明提供的网络架构系统，无需另外增设复杂的传感器集线器，也无需增设更复杂、价格更昂贵的网络交换设备，就极大改善了原两级交换网络架构的数据传输效率，同时还节约了系统改造成本，提高了系统改造效率。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，其特征在于，所述网络架构系统包括：第一摄像头集群、第一惯性导航系统、第一激光雷达集群、第一毫米波/微波雷达集群、第一交换机、第二交换机、第一无线路由器、第一数据计算平台、第二数据计算平台和第一CAN总线；
所述第一摄像头集群包括多个第一摄像头；每个所述第一摄像头与所述第一数据计算平台连接；
所述第一惯性导航系统与所述第一交换机连接，还通过RS232总线与所述第二数据计算平台连接；
所述第一激光雷达集群包括多个第一激光雷达；每个所述第一激光雷达与所述第二交换机连接；
所述第一毫米波/微波雷达集群包括多个第一毫米波/微波雷达；每个所述第一毫米波/微波雷达与所述第二数据计算平台连接；
所述第一交换机分别与所述第一数据计算平台、所述第二数据计算平台和所述第一无线路由器连接；
所述第二交换机与所述第二数据计算平台连接；
所述第一数据计算平台包括第一网卡、第二网卡和第三网卡；所述第一网卡用于连接所述第一摄像头；所述第二网卡用于连接所述第二数据计算平台；所述第三网卡用于连接所述第一交换机；
所述第二数据计算平台包括CAN总线接口、毫米波/微波雷达数据接口、RS232接口、第四网卡、第五网卡和第六网卡；所述CAN总线接口用于连接所述第一CAN总线；所述毫米波/微波雷达数据接口用于连接所述第一毫米波/微波雷达；所述RS232接口用于连接所述第一惯性导航系统；所述第四网卡用于连接所述第二网卡；所述第五网卡用于连接所述第一交换机；所述第六网卡用于连接所述第二交换机；
所述第一无线路由器与外部系统连接。
2.根据权利要求1所述的连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，其特征在于，
所述网络架构系统的各个所述第一摄像头、所述第一惯性导航系统、各个所述第一激光雷达和各个所述第一毫米波/微波雷达为自动驾驶传感器设备；所述网络架构系统的所述第一交换机、所述第二交换机和所述第一无线路由器为自动驾驶网络设备；所述网络架构系统的所述第一数据计算平台和所述第二数据计算平台为自动驾驶计算设备；所述网络架构系统的所述第一CAN总线为自动驾驶CAN设备；
所述网络架构系统的所有设备均独立分配一个或多个C类IP地址，对应子网掩码为255.255.255.0；所述网络架构系统的设备间数据通讯协议包括TCP协议和UDP协议。
3.根据权利要求1所述的连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，其特征在于，
所述第一网卡与所述第一摄像头集群的所有所述第一摄像头组成第一网段；所述第一网段用于为所述第一数据计算平台和各个所述第一摄像头建立直连图像/视频数据传输通道；
所述第二网卡与所述第四网卡组成第二网段；所述第二网段用于为所述第一数据计算平台和所述第二数据计算平台建立直连计算数据传输通道；
所述第六网卡、所述第二交换机和所述第一激光雷达集群的所有所述第一激光雷达组成第三网段；所述第三网段用于为所述第二数据计算平台和各个所述第一激光雷达建立激光雷达数据交换子网络；
所述第一无线路由器、所述第一交换机、所述第一惯性导航系统、所述第三网卡和所述第五网卡组成第四网段；所述第四网段用于对网络内设备进行数据时钟同步以及对网络内设备进行版本部署；
所述毫米波/微波雷达数据接口和各个所述第一毫米波/微波雷达组成第五网段；所述第五网段用于为所述第二数据计算平台和各个所述第一毫米波/微波雷达建立毫米波/微波雷达数据传输通道；
所述CAN总线接口和所述第一CAN总线组成第六网段；所述第六网段用于为所述第二数据计算平台和自动驾驶控制器局域网络建立数据传输通道；
所述RS232接口和所述第一惯性导航系统组成第七网段；所述第七网段用于为所述第二数据计算平台和第一惯性导航系统建立惯性导航数据传输通道。
4.根据权利要求3所述的连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，其特征在于，
所述第一惯性导航系统用于在所述第四网段中，通过所述第一交换机向所述第三网卡和所述第五网卡发送PTP报文，从而对所述第一数据计算平台和所述第二数据计算平台进行授时操作；
所述第一惯性导航系统还用于在所述第七网段中，通过所述RS232总线向所述RS232接口发送系统定位信息。
5.根据权利要求1所述的连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，其特征在于，
所述第一数据计算平台具体为基于ARM芯片的嵌入式计算平台。
6.根据权利要求1所述的连接多种自动驾驶传感器的网络架构系统，其特征在于，
所述第二数据计算平台具体为基于工控机架构的核心计算平台。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106160864A (zh) * 2016-08-05 2016-11-23 王楚 大数据交换平台网络架构
CN107770062A (zh) * 2016-08-16 2018-03-06 北京金山云网络技术有限公司 一种数据包发送方法、装置及网络架构
CN109246126A (zh) * 2018-10-11 2019-01-18 北京海纳川汽车部件股份有限公司 车载自动驾驶系统的数据通信方法及装置
CN110812745A (zh) * 2019-11-18 2020-02-21 燕山大学 一种移动智能消防机器人及消防控制方法
CN111262768A (zh) * 2020-03-06 2020-06-09 清华大学深圳国际研究生院 一种adas域以太网环形网络架构
CN111674345A (zh) * 2020-05-29 2020-09-18 东风汽车集团有限公司 一种适用于高度自动驾驶的网络电气结构
CN112147999A (zh) * 2020-08-26 2020-12-29 北京航空航天大学 一种自动驾驶实验agv车辆平台

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3779514B1 (en) * 2019-08-15 2023-05-03 Apollo Intelligent Driving Technology (Beijing) Co., Ltd. Autonomous vehicle and system for autonomous vehicle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106160864A (zh) * 2016-08-05 2016-11-23 王楚 大数据交换平台网络架构
CN107770062A (zh) * 2016-08-16 2018-03-06 北京金山云网络技术有限公司 一种数据包发送方法、装置及网络架构
CN109246126A (zh) * 2018-10-11 2019-01-18 北京海纳川汽车部件股份有限公司 车载自动驾驶系统的数据通信方法及装置
CN110812745A (zh) * 2019-11-18 2020-02-21 燕山大学 一种移动智能消防机器人及消防控制方法
CN111262768A (zh) * 2020-03-06 2020-06-09 清华大学深圳国际研究生院 一种adas域以太网环形网络架构
CN111674345A (zh) * 2020-05-29 2020-09-18 东风汽车集团有限公司 一种适用于高度自动驾驶的网络电气结构
CN112147999A (zh) * 2020-08-26 2020-12-29 北京航空航天大学 一种自动驾驶实验agv车辆平台

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