CN114185259B - 自动驾驶模式同步控制结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动驾驶模式同步控制结构及方法，所述同步控制结构包括：自动驾驶系统主控制器、自动驾驶系统冗余控制器、整车执行系统主控制器以及整车执行系统冗余控制器，且所述整车执行系统主控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式；所述整车执行系统冗余控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式。本发明实施例提供的自动驾驶模式同步控制结构及方法，提高了控制效率，确保了驾驶过程中的可靠性与安全性。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶模式同步控制结构及方法。
背景技术
针对L3级别及以上自动驾驶汽车，通常都会对自动驾驶系统控制器ADCU和整车执行控制器ASC(例如车身、底盘转向、底盘制动等系统)有冗余要求，简称ADCU-A和ADCU-B，ASC-A和ASC-B。
ASC-A和ASC-B的驾驶模式如果分处于不同模式会带来危险，例如ASC-B已进入自动驾驶模式由ADCU来控制，而ASC-A未进入自动驾驶模式由驾驶员来控制，这种情况因为驾驶员和ADCU对周围环境的判断和主管意图会有所不同，极易发生危险。因此，如何确保ASC-A和ASC-B的驾驶模式始终保持统一，进而确保汽车行驶过程的安全性成为当下急需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种自动驾驶模式同步控制结构及方法，用以解决现有技术中存在的技术问题。
本发明提供一种自动驾驶模式同步控制结构，包括：自动驾驶系统主控制器、自动驾驶系统冗余控制器、整车执行系统主控制器以及整车执行系统冗余控制器，其中，
所述自动驾驶系统主控制器的第一端与所述自动驾驶系统冗余控制器的第一端电连接，所述自动驾驶系统冗余控制器的第二端与所述整车执行系统冗余控制器的第一端电连接，所述整车执行系统冗余控制器的第二端与所述整车执行系统主控制器的第一端电连接，所述整车执行系统主控制器的第二端与所述自动驾驶系统主控制器的第二端电连接；所述自动驾驶系统主控制器的第三端与所述整车执行系统冗余控制器的第三端电连接，所述自动驾驶系统冗余控制器的第三端与所述整车执行系统主控制器的第三端电连接；
所述整车执行系统主控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式；所述整车执行系统冗余控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式。
根据本发明提供的一种自动驾驶模式同步控制结构，所述同步控制结构还包括：第一同步时钟，所述第一同步时钟分别与所述自动驾驶系统主控制器和所述自动驾驶系统冗余控制器电连接。
根据本发明提供的一种自动驾驶模式同步控制结构，所述同步控制结构还包括：第二同步时钟和第三同步时钟，所述第二同步时钟与所述自动驾驶系统主控制器电连接，所述第三同步时钟与所述自动驾驶系统冗余控制器电连接，所述第二同步时钟与所述第三同步时钟之间通过第一同步通道电连接。
根据本发明提供的一种自动驾驶模式同步控制结构，所述同步控制结构还包括：第四同步时钟和第五同步时钟，所述第四同步时钟分别与所述自动驾驶系统主控制器和所述自动驾驶系统冗余控制器电连接，所述第五同步时钟分别与所述整车执行系统主控制器和所述整车执行系统冗余控制器电连接，所述第四同步时钟与所述第五同步时钟之间通过第二同步通道电连接。
本发明还提供一种自动驾驶模式同步控制方法，包括：基于第一同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；
整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器基于所述驾驶模式跳转命令和跳转时间完成驾驶模式跳转。
本发明还提供一种自动驾驶模式同步控制方法，包括：基于第二同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；同时，基于第三同步时钟的时间信号，自动驾驶系统冗余控制器发出所述驾驶模式跳转命令和跳转时间；
整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器基于所述驾驶模式跳转命令和跳转时间完成驾驶模式跳转；
所述第二同步时钟与所述第三同步时钟之间通过第一信号同步通道实时同步所述时间信号。
本发明还提供一种自动驾驶模式同步控制方法，包括：基于第四同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；
基于第五同步时钟的时间信号，整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器执行所述驾驶模式跳转命令和跳转时间；
所述第四同步时钟与所述第五同步时钟之间通过第二信号同步通道实时同步所述时间信号。
本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构及方法，通过使自动驾驶系统主控制器、自动驾驶系统冗余控制器、整车执行系统主控制器以及整车执行系统冗余控制器之间均存在直接的电连接关系，确保了控制指令下达过程以及激活状态反馈过程的实时性；同时，将多个同步时钟设置于该自动驾驶同步控制结构中，充分确保了自动驾驶系统控制器指令发出过程与整车执行系统控制器指令执行过程的协调一致，避免出现延迟现象，有效提高了整个系统的控制效率和反馈能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，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是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之一；
图2是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之二；
图3是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之三；
图4是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之四；
图5是本发明提供的自动驾驶模式同步控制方法的流程示意图之一；
图6是本发明提供的自动驾驶模式同步控制方法的流程示意图之二；
图7是本发明提供的自动驾驶模式同步控制方法的流程示意图之三。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。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。
图1是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之一，如图1所示，所述同步控制结构包括：自动驾驶系统主控制器、自动驾驶系统冗余控制器、整车执行系统主控制器以及整车执行系统冗余控制器，其中，
所述自动驾驶系统主控制器的第一端与所述自动驾驶系统冗余控制器的第一端电连接，所述自动驾驶系统冗余控制器的第二端与所述整车执行系统冗余控制器的第一端电连接，所述整车执行系统冗余控制器的第二端与所述整车执行系统主控制器的第一端电连接，所述整车执行系统主控制器的第二端与所述自动驾驶系统主控制器的第二端电连接；所述自动驾驶系统主控制器的第三端与所述整车执行系统冗余控制器的第三端电连接，所述自动驾驶系统冗余控制器的第三端与所述整车执行系统主控制器的第三端电连接；
所述整车执行系统主控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式；所述整车执行系统冗余控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式。
需要说明的是，该同步控制结构中，对于自动驾驶系统主控制器(ADCU-A)、自动驾驶系统冗余控制器(ADCU-B)、整车执行系统主控制器(ASC-A)以及整车执行系统冗余控制器(ASC-B)相互之间均存在直接的连接关系，以自动驾驶系统主控制器为例，该控制器与自动驾驶系统冗余控制器、整车执行系统主控制器以及整车执行系统冗余控制器均直接通过线路相连接。具体为：自动驾驶系统控制器之间或整车执行系统控制器之间均通过内部通信线路电连接，自动驾驶系统主控制器与整车执行系统主控制器之间通过线路1电连接，自动驾驶系统冗余控制器与整车执行系统冗余控制器之间通过线路2电连接；自动驾驶系统主控制器和整车执行系统冗余控制器之间通过线路1或线路2电连接，自动驾驶系统冗余控制器与整车执行系统主控制器之间通过线路1或线路2电连接，线路1和线路2可以基于实际情况进行选择。
与此同时，该同步控制结构中使自动驾驶系统主控制器与整车执行系统冗余控制器之间以及自动驾驶系统冗余控制器与整车执行系统主控制器之间均存在线路连接，基于该结构可以适应更多的时序控制逻辑，按需运行更多的自动驾驶模式控制方法。
该同步控制结构中各控制器之间的控制逻辑如下：ADCU-A通过线路CAN1来提供ASC-A的模式跳转命令，并通过线路CAN1或线路CAN2来提供ASC-B的模式跳转命令；ADCU-B通过线路CAN2来提供ASC-B的模式跳转命令，并通过线路CAN1或线路CAN2来提供ASC-A的模式跳转命令；同样地，ADCU-A给ASC-B的命令、ADCU-B给ASC-A的命令均可以按需选择采用线路CAN1还是线路CAN2，但需要说明的是两条至少要保有一条或两条都存在，确保ADCU-A、ADCU-B、ASC-A、ASC-B的模式不会长时间不一致，以防带来驾驶风险。
本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构，通过使自动驾驶系统主控制器、自动驾驶系统冗余控制器、整车执行系统主控制器以及整车执行系统冗余控制器之间均存在直接连接关系，基于该结构可以适应更多的时序控制逻辑，运行更多的自动驾驶模式控制方法，提高该结构的适用性。
根据本发明提供的自动驾驶模式同步控制机构，在本发明中，所述同步控制结构还包括：第一同步时钟，所述第一同步时钟分别与所述自动驾驶系统主控制器和所述自动驾驶系统冗余控制器电连接。
图2是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之二，如图2所示，同步时钟ADCU Clock Master，即第一同步时钟分别通过内部通信线路电连接自动驾驶系统主控制器ADCU-A和自动驾驶系统冗余控制器ADCU-B。
需要说明的是，上述同步控制结构适用于ADCU-A和ADCU-B集成与同一零部件的场合，利用内部时钟同步对ADCU-A和ADCU-B进行同步，从而确保两者之间的时钟同步性达到较高的数量级。
图5是本发明提供的自动驾驶模式同步控制方法的流程示意图之一，如图5所示，所述方法包括：
S110，基于第一同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；
S120，整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器基于所述驾驶模式跳转命令和跳转时间完成驾驶模式跳转。
需要说明的是，ADCU-A和ADCU-B集成在单个零部件ADCU内部，并在该零部件内集成Clock Master，即第一同步时钟；在该同步控制结构中，ADCU-A和ADCU-B通过内部通信，持续获取ADCU Clock Master的时间信号；ADCU-A和ADCU-B在相同的内部时间，分别通过线路CAN1和线路CAN2通信向ASC-A与ASC-B发送模式跳转命令以及具体跳转时间；ASC-A与ASC-B拿到模式跳转命令后，通过内部计时器，确认达到跳转时间后，各自完成模式跳转。
本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构，通过在自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器的内部设置一个第一同步时钟，使两个自动驾驶系统控制器可以同步发出驾驶指令，实现驾驶模式的快速切换，确保驾驶过程的安全性与可靠性；同时，基于该同步控制结构的自动驾驶模式同步控制方法实现了自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器对车辆驾驶模式的同步切换，确保行车安全。
根据本发明提供的自动驾驶模式同步控制机构，在本发明中，所述同步控制结构还包括：第二同步时钟和第三同步时钟，所述第二同步时钟与所述自动驾驶系统主控制器电连接，所述第三同步时钟与所述自动驾驶系统冗余控制器电连接，所述第二同步时钟与所述第三同步时钟之间通过第一同步通道电连接。
图3是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之三，如图3所示，同步时钟ADCU-A Clock Master，即第二同步时钟通过内部通信线路电连接自动驾驶系统主控制器ADCU-A，同步时钟ADCU-B Clock Master，即第三同步时钟通过内部通信线路电连接自动驾驶系统冗余控制器ADCU-B，且同步时钟ADCU-A Clock Master和同步时钟ADCU-BClock Master之间通过线路CAN电连接。
需要说明的是，上述同步控制结构适用于ADCU-A和ADCU-B分别处于两个零部件的场合，各自利用内部时钟确认时间，时钟之间通过线路CAN通信实现同步。
图6是本发明提供的自动驾驶模式同步控制方法的流程示意图之二，如图6所示，所述方法包括：
S210，基于第二同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；同时，基于第三同步时钟的时间信号，自动驾驶系统冗余控制器发出所述驾驶模式跳转命令和跳转时间；
S220，整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器基于所述驾驶模式跳转命令和跳转时间完成驾驶模式跳转；
S230，所述第二同步时钟与所述第三同步时钟之间通过第一信号同步通道实时同步所述时间信号。
需要说明的是，ADCU-A和ADCU-B分别在处于两个零部件，在其各自零部件内集成Clock Master：ADCU-A持续获取ADCU-AClock Master的时间，ADCU-B持续获取ADCU-BClock Master的时间；ADCU-A Clock Master时间与ADCU-B Clock Master时间，通过彼此之间线路CAN通信实现同步；ADCU-A和ADCU-B在相同的时间，分别通过线路CAN1和线路CAN2通信向ASC-A与ASC-B发送模式跳转命令以及具体跳转时间，ASC-A与ASC-B拿到模式跳转命令后，通过内部计时器，确认达到跳转时间后，各自完成跳转，从而确保两者之间的时钟同步性。
本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构，通过在自动驾驶系统主控制器内设置第二同步时钟，在自动驾驶系统冗余控制器中设置第三同步时钟，且利用线路CAN连接第二同步时钟和第三同步时钟，以确保两个同步时钟之间时间信号的同步，从而使两个自动驾驶系统控制器可以同步发出驾驶指令，实现驾驶模式的快速切换，确保驾驶过程的安全性与可靠性；并且该结构中对于同步时钟的设置方式适用于自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器未集成在同一部件内的情况，从而充分满足该同步控制结构的实际使用需求；同时，基于该同步控制结构的自动驾驶模式同步控制方法实现了自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器对车辆驾驶模式的同步切换，确保行车安全。
根据本发明提供的自动驾驶模式同步控制机构，在本发明中，所述同步控制结构还包括：第四同步时钟和第五同步时钟，所述第四同步时钟分别与所述自动驾驶系统主控制器和所述自动驾驶系统冗余控制器电连接，所述第五同步时钟分别与所述整车执行系统主控制器和所述整车执行系统冗余控制器电连接，所述第四同步时钟与所述第五同步时钟之间通过第二同步通道电连接。
图4是本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构的结构示意图之四，如图4所示，同步时钟ADCU Clock Master，即第四同步时钟分别通过内部通信线路电连接自动驾驶系统主控制器ADCU-A和自动驾驶系统冗余控制器ADCU-B，同步时钟ASC Clock Master，即第五同步时钟分别通过内部通信线路电连接自动驾驶系统主控制器ASC-A和自动驾驶系统冗余控制器ASC-B，且同步时钟ADCU Clock Master和同步时钟ASC Clock Master之间通过线路CAN电连接。
需要说明的是，上述同步控制结构利用第四同步时钟同步自动驾驶系统控制器之间发出的指令信号，利用第五同步时钟同步整车执行系统控制器之间接收的指令信号，并且通过线路CAN同步第四同步时钟和第五同步时钟之间的时间信号，故该同步控制结构适用于对模式跳转的同步要求比较苛刻的场合
图7是本发明提供的自动驾驶模式同步控制方法的流程示意图之三，如图7所示，所述方法包括：
S310，基于第四同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；
S320，基于第五同步时钟的时间信号，整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器执行所述驾驶模式跳转命令和跳转时间；
S330，所述第四同步时钟与所述第五同步时钟之间通过第二信号同步通道实时同步所述时间信号。
需要说明的是，在ADCU内集成Clock Master的同时，在ASC内也集成ClockMaster，两个Clock Master通过线路CAN通信进行同步：ADCU-A和ADCU-B通过内部通信线路，持续获取ADCU Clock Master的时间，ADCU-A和ADCU-B在相同的内部时间，通过CAN通信向ASC-A与ASC-B发送模式跳转命令以及具体跳转时间；ASC-A与ASC-B拿到模式跳转命令后，持续获取ASC Clock Master的时间，ADCU Clock Master时间与ASC Clock Master时间，通过彼此之间的线路CAN通信实现同步，ASC-A与ASC-B确认达到跳转时间后，各自完成模式跳转。
本发明提供的自动驾驶模式同步控制结构，通过在自动驾驶系统控制器内部与整车执行系统控制器内部分别设置第四同步时钟和第五同步时钟，分别实现同步自动驾驶系统控制器指令发出的时间以及整车执行系统指令接收的时间，同时借助于线路CAN实现自动驾驶系统控制器与整车执行系统控制器之间的同步，即实现指令发出与指令接收的同步，彻底杜绝指令执行延迟的情况，提高整个控制系统内部的控制效率和一致性；同时，基于该同步控制结构进行的自动驾驶模式同步控制方法，满足了对同步要求更为严苛的场合，确保对车辆驾驶过程进行控制的可靠性，实现行车安全。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种自动驾驶模式同步控制结构，包括：自动驾驶系统主控制器、自动驾驶系统冗余控制器、整车执行系统主控制器以及整车执行系统冗余控制器，其特征在于，
所述自动驾驶系统主控制器的第一端与所述自动驾驶系统冗余控制器的第一端电连接，所述自动驾驶系统冗余控制器的第二端与所述整车执行系统冗余控制器的第一端电连接，所述整车执行系统冗余控制器的第二端与所述整车执行系统主控制器的第一端电连接，所述整车执行系统主控制器的第二端与所述自动驾驶系统主控制器的第二端电连接；所述自动驾驶系统主控制器的第三端与所述整车执行系统冗余控制器的第三端电连接，所述自动驾驶系统冗余控制器的第三端与所述整车执行系统主控制器的第三端电连接；
所述整车执行系统主控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式；所述整车执行系统冗余控制器同时接收到所述自动驾驶系统主控制器与所述自动驾驶系统冗余控制器的激活指令后，进入自动驾驶模式；
所述同步控制结构还包括：第四同步时钟和第五同步时钟，所述第四同步时钟分别与所述自动驾驶系统主控制器和所述自动驾驶系统冗余控制器电连接，所述第五同步时钟分别与所述整车执行系统主控制器和所述整车执行系统冗余控制器电连接，所述第四同步时钟与所述第五同步时钟之间通过第二同步通道电连接；
通过在所述自动驾驶系统控制器内部与整车执行系统控制器内部分别设置第四同步时钟和第五同步时钟，实现同步所述自动驾驶系统控制器指令发出的时间以及整车执行系统指令接收的时间。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶模式同步控制结构，其特征在于，所述同步控制结构还包括：第一同步时钟，所述第一同步时钟分别与所述自动驾驶系统主控制器和所述自动驾驶系统冗余控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶模式同步控制结构，其特征在于，所述同步控制结构还包括：第二同步时钟和第三同步时钟，所述第二同步时钟与所述自动驾驶系统主控制器电连接，所述第三同步时钟与所述自动驾驶系统冗余控制器电连接，所述第二同步时钟与所述第三同步时钟之间通过第一同步通道电连接。
4.一种应用权利要求2中所述同步控制结构的自动驾驶模式同步控制方法，其特征在于，
基于第一同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；
整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器基于所述驾驶模式跳转命令和跳转时间完成驾驶模式跳转。
5.一种应用权利要求3中所述同步控制结构的自动驾驶模式同步控制方法，其特征在于，
基于第二同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；同时，基于第三同步时钟的时间信号，自动驾驶系统冗余控制器发出所述驾驶模式跳转命令和跳转时间；
整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器基于所述驾驶模式跳转命令和跳转时间完成驾驶模式跳转；
所述第二同步时钟与所述第三同步时钟之间通过第一信号同步通道实时同步所述时间信号。
6.一种应用权利要求1中所述同步控制结构的自动驾驶模式同步控制方法，其特征在于，
基于第四同步时钟的时间信号，自动驾驶系统主控制器和自动驾驶系统冗余控制器发出驾驶模式跳转命令与跳转时间；
基于第五同步时钟的时间信号，整车执行系统主控制器与整车执行系统冗余控制器执行所述驾驶模式跳转命令和跳转时间；
所述第四同步时钟与所述第五同步时钟之间通过第二信号同步通道实时同步所述时间信号。
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| CN114185259A (zh) | 2022-03-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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