CN114442475A - 一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置及方法。一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置，包括：摄像头组；分线器，所述分线器的输入端连接于所述摄像头组的输出端；激光雷达组；交换机，所述交换机的输入端连接于所述激光雷达组的输出端；CAN总线；主域控制器，所述分线器、所述交换机和所述CAN总线均电连接于所述主域控制器；备用域控制器，所述分线器、所述交换机和所述CAN总线均电连接于所述备用域控制器。
Description
技术领域
本发明涉及数据采集装置领域，更具体的说是，涉及一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置及方法。
背景技术
量产无人驾驶域控制器的设计会根据目标功能设计算力，L3以上的域控制器通常会设置一个冗余控制器应对控制器内部的单点故障。在域控制器路测阶段，则需要进行大量的路测数据采集，用来进行算法迭代优化。
目前量产车载域控制器由于考虑到成本问题，不会预留太多数据采集的算力，而现在L3以上无人驾驶系统的原始数据量庞大，特别是摄像头的原始图片，为了数据回灌还无法做大量有损压缩。在域控制器内部做数据采集会占用大量CPU和IO资源，影响到正常算法的执行。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置及方法。
本发明要解决的是现有的车载数据采集器存在的问题。
与现有技术相比，本发明技术方案及其有益效果如下：
一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置，包括：摄像头组；分线器，所述分线器的输入端连接于所述摄像头组的输出端；激光雷达组；交换机，所述交换机的输入端连接于所述激光雷达组的输出端；CAN总线；主域控制器，所述分线器、所述交换机和所述CAN总线均电连接于所述主域控制器；备用域控制器，所述分线器、所述交换机和所述CAN总线均电连接于所述备用域控制器。
作为进一步改进的，所述摄像头组的LVDS接口分别连接于所述主域控制器和所述备用域控制器。
作为进一步改进的，所述交换机为以太网交换机，采用所述交换机复制并生成2份数据，并将2份数据分别传给所述主域控制器和所述备用域控制器。
一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集方法，包括：采集数据同时发送至主域控制器和备用域控制器；主域控制器的算法模块对采集数据进行运算处理，产生中间结果；备用域控制器对摄像头组传输的图片信号进行接收，并输出图片编码数据；备用域控制器对激光雷达组的点云信号和CAN总线的CAN信号进行接收；主域控制器将中间结果发送至备用域控制器中；备用域控制器将图像编码数据、点云信号、CAN信号和中间结果进行数据封装，随后将封装好的数据进行数据缓存；备用域控制器将缓存的数据进行数据落盘处理，经过数据落盘处理后的数据发送至数据库中。
作为进一步改进的，备用域控制器将缓存的数据进行数据落盘处理，包括：定时触发数据落盘模块，数据落盘模块定时将缓存的数据进行落盘处理。
本发明的有益效果为：
本发明提供的数据采集装置可以充分利用L3级别量产无人驾驶系统的硬件，不需要为了路采测试阶段增加其他硬件投入，也避免因为算力限制了数据采集的量，导致算法优化效率降低。此外，数据采集相关的软件往往可以在不同项目间直接移植，降低了针对不同项目的数据采集开发成本。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集方法第一示意图。
图3是本发明实施例提供的一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集方法第二示意图。
图中：
1.摄像头组 2.分线器 3.激光雷达组
4.交换机 5.CAN总线 6.主域控制器
7.备用域控制器
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
L3的量产无人驾驶方案可以采用双控制器冗余的方式，分为主域控制器和备用域控制器。需要采集的数据有两种：传感器原始数据和算法中间结果数据。
参照图1所示，一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置，包括：摄像头组1；分线器2，所述分线器2的输入端连接于所述摄像头组1的输出端；激光雷达组3；交换机4，所述交换机4的输入端连接于所述激光雷达组3的输出端；CAN总线5；主域控制器6，所述分线器2、所述交换机4和所述CAN总线5均电连接于所述主域控制器6；备用域控制器7，所述分线器2、所述交换机4和所述CAN总线5均电连接于所述备用域控制器7。
所述摄像头组1的LVDS接口分别连接于所述主域控制器6和所述备用域控制器7。
所述交换机4为以太网交换机，采用所述交换机4复制并生成2份数据，并将2份数据分别传给所述主域控制器6和所述备用域控制器7。
在路测阶段，所述主域控制器6用来运行算法模块，所述备用域控制器7用来采集数据，通过所述交换机4将所述主域控制器6需要采集的数据发送到所述备用域控制器7，备用域控制器7统一进行采集；备用域控制器7上有足够的CPU和IO进行数据的记录，一般也会用移动硬盘或者外接NAS的方式进行数据记录。
其中，需要说明的是，在量产阶段，备用域控制器7上的软件和主域控制器6没有差异。
本发明提供的数据采集装置可以充分利用L3级别量产无人驾驶系统的硬件，不需要为了路采测试阶段增加其他硬件投入，也避免因为算力限制了数据采集的量，导致算法优化效率降低。此外，数据采集相关的软件往往可以在不同项目间直接移植，降低了针对不同项目的数据采集开发成本。
参照图2和图3所示，一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集方法，包括：采集数据同时发送至主域控制器和备用域控制器；主域控制器的算法模块对采集数据进行运算处理，产生中间结果；备用域控制器对摄像头组传输的图片信号进行接收，并输出图片编码数据；备用域控制器对激光雷达组的点云信号和CAN总线的CAN信号进行接收；主域控制器将中间结果发送至备用域控制器中；备用域控制器将图像编码数据、点云信号、CAN信号和中间结果进行数据封装，随后将封装好的数据进行数据缓存；备用域控制器将缓存的数据进行数据落盘处理，经过数据落盘处理后的数据发送至数据库中。
备用域控制器将缓存的数据进行数据落盘处理，包括：定时触发数据落盘模块，数据落盘模块定时将缓存的数据进行落盘处理。
在采集用到备用域控制器上，首先会通过对应的接收程序获取到控制器的内存中，然后进行数据封装(包含统一数据格式，记录的数据时间戳)，再放入缓存队列中，缓存的主要目的是避免频繁的写磁盘操作导致高IO占用率与对磁盘寿命的损耗。相机图片由于数据量过大，往往会使用控制器内部的硬件编码器进行H265或者JPEG编码。
备用域控制器对于数据落盘采用定时触发机制，以一定时间间隔(如一分钟、10分钟等，主要取决于数据量以及其他使用方的需求)从缓存队列中获取数据写入数据库，存成数据库文件放在内置或外接硬盘中。这里数据库使用的是关系型数据库，包含一个记录元数据信息(如车辆和设备ID，数据描述等)的表以及多个按照时间分割的数据表(如10分钟一个表，可以根据数据量进行调整，数据表中包含时间戳、数据类型和数据内容)。后续可以用这个数据库文件进行数据分析、回放等操作。
下面梳理一下每一类数据的数据流向：
a)相机数据：从LDVS口接入分线器，在分线器中复制成两路LVDS发送到主备控制器中。主域控制器中进行算法计算，备用域控制器接收后进行图片编码，然后进行封装后进入缓存队列，之后定时写入硬盘。
b)激光雷达点云数据：从以太网口接入交换机，在交换机中复制成两路以太网信号发送到主备控制器中。主域控制器中进行算法计算，备用域控制器接收后进行封装，然后进入缓存队列，之后定时写入硬盘。
c)CAN数据：CAN线分两路接入主备控制器。主域控制器中进行算法计算，备用域控制器接收后进行封装，然后进入缓存队列，之后定时写入硬盘。
d)算法中间结果数据：主域控制器中的算法模块产生中间结果后，通过以太网口发到交换机，然后转发给备用域控制器。备用域控制器接收后进行封装，然后进入缓存队列，之后定时写入硬盘。
以上实施例仅用以解释说明本发明的技术方案而非对其限制。本领域技术人员应当理解，未脱离本发明精神和范围的任何修改和等同替换，均应落入本发明权利要求的保护范围中。
Claims (5)
1.一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置，其特征在于，包括：
摄像头组；
分线器，所述分线器的输入端连接于所述摄像头组的输出端；
激光雷达组；
交换机，所述交换机的输入端连接于所述激光雷达组的输出端；
CAN总线；
主域控制器，所述分线器、所述交换机和所述CAN总线均电连接于所述主域控制器；
备用域控制器，所述分线器、所述交换机和所述CAN总线均电连接于所述备用域控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置，其特征在于，所述摄像头组的LVDS接口分别连接于所述主域控制器和所述备用域控制器。
3.根据权利要求1所述的一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置，其特征在于，所述交换机为以太网交换机，采用所述交换机复制并生成2份数据，并将2份数据分别传给所述主域控制器和所述备用域控制器。
4.一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集方法，其特征在于，包括：
采集数据同时发送至主域控制器和备用域控制器；
主域控制器的算法模块对采集数据进行运算处理，产生中间结果；
备用域控制器对摄像头组传输的图片信号进行接收，并输出图片编码数据；
备用域控制器对激光雷达组的点云信号和CAN总线的CAN信号进行接收；
主域控制器将中间结果发送至备用域控制器中；
备用域控制器将图像编码数据、点云信号、CAN信号和中间结果进行数据封装，随后将封装好的数据进行数据缓存；
备用域控制器将缓存的数据进行数据落盘处理，经过数据落盘处理后的数据发送至数据库中。
5.根据权利要求4所述的一种基于双域控制器的无人驾驶数据采集装置，其特征在于，备用域控制器将缓存的数据进行数据落盘处理，包括：
定时触发数据落盘模块，数据落盘模块定时将缓存的数据进行落盘处理。
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