CN114604260A - 用于无人车的域控制器及域控制装置 - Google Patents

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CN114604260A CN202210506474.8A CN202210506474A CN114604260A CN 114604260 A CN114604260 A CN 114604260A CN 202210506474 A CN202210506474 A CN 202210506474A CN 114604260 A CN114604260 A CN 114604260A
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Abstract

本申请公开了一种用于无人车的域控制器及域控制装置,涉及非电变量的控制或调整系统技术领域，其域控制器包括：互相通信连接的第一处理芯片、第二处理芯片和安全控制模块；第一处理芯片用于接收第一组传感器采集的第一环境数据；第二处理芯片用于接收第二组传感器采集的第二环境数据；第一处理芯片基于第一环境数据和第二环境数据控制无人车智能驾驶；安全控制模块用于监测两个芯片的运行状态，当第一处理芯片和/或第二处理芯片出现异常时，由其接管无人车的控制权。本申请能够满足更高的自动驾驶系统的算力和控制需求；且能够自动切换至安全控制模块，实现自动热备切换策略，显著提升了无人车的安全性，且极大的提高了用户的驾驶感受。

Description

用于无人车的域控制器及域控制装置
技术领域
本申请涉及非电变量的控制或调整系统技术领域，尤其是涉及一种用于无人车的域控制器及域控制装置。
背景技术
随着人工智能技术的普及和发展，无人驾驶已成为国内外研究的热点。无人驾驶车的应用，将降低司机的安全风险，缓解交通拥堵现状，同时也能大幅降低运输成本，推动产业的高质量发展。无人驾驶汽车是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置以及障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。
无人驾驶车辆通常会由计算平台（域控制器）、多种车载传感器以及线控底盘（线控控制器）构成。通过车载传感器获取的信息数据传输到计算平台，计算平台提取有用信息并进行处理 ,计算平台又把需要的执行命令传输给线控底盘，从而控制车辆正确的行驶。
目前，对域控制器的研究主要集中于接口、与其他设备的连接关系以及通信方式的改善，而对于其算力和安全性的提升的考量较少。
需要说明的是，这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。
发明内容
本申请实施例针对上述情况，提出了一种用于无人车的域控制器及域控制器，该域控制器设有双处理芯片以及安全控制模块，使其具有极强大的算力，并在处理芯片出现问题时，可由安全控制模块紧急制动，显著提升了无人车的安全性，以克服或部分克服现有技术的不足。
第一方面，本申请实施例提供了一种用于无人车的域控制器，所述域控制器包括：包括第一处理芯片、第二处理芯片和安全控制模块；所述第一处理芯片、所述第二处理芯片和所述安全控制模块相互通信连接；
所述第一处理芯片与第一组传感器连接，用于接收所述第一组传感器采集的第一环境数据；
所述第二处理芯片与第二组传感器连接，用于接收所述第二组传感器采集的第二环境数据；
所述第一处理芯片基于第一环境数据和第二环境数据控制所述无人车智能驾驶；
所述安全控制模块，用于监测所述第一处理芯片和所述第二处理芯片的运行状态，当所述第一处理芯片和/或所述第二处理芯片出现异常时，由所述安全控制模块接管所述无人车的控制权。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述安全控制模块与所述第一处理芯片和所述第二处理芯片通过多种接口连接，所述多种接口包括以下中的一种或者多种：通用输入输出端口、串行外设接口和串行总线接口；
所述安全控制模块通过所述串行外设接口和所述串行总线接口与所述第一处理芯片和所述第二处理芯片之间通信交互，以监测所述第一处理芯片和所述第二处理芯片的运行状态；
所述安全控制模块还通过CAN总线接口连接无人车的整车控制器；
所述由所述安全控制模块接管所述无人车的控制权包括：
所述安全控制模块通过所述通用输入输出端口对所述第一处理芯片和/或所述第二处理芯片进行复位，并通过所述CAN总线接口向所述无人车的整车控制器下发停车指令。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述域控制器还包括：通信接口模块，所述通信接口模块与所述第一处理芯片连接，所述通信接口模块设置有可插设移动电话卡的卡槽，使得所述第一处理芯片与移动终端设备实现通信。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述通信接口模块还设置有用于与定位装置通信连接的串口，使得所述第一处理芯片与第一组定位装置实现通信。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述通信接口模块还设置有可插设V2X通信板卡的卡槽，使得所述第一处理芯片与所述V2X无线通信设备实现通信。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述通信接口模块与所述第一处理芯片连接包括：
所述通信接口模块设置有第一USB接口、第二USB接口和第一串口；
所述通信接口模块的第一USB接口通过USB切换开关单元与所述第一处理芯片的第三USB接口连接；
所述通信接口模块的第二USB接口与所述第一处理芯片的信息收发接口连接；
所述通信接口模块的第一串口与所述第一处理芯片的第二串口连接。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片通过所述USB切换开关单元与第一组USB设备进行数据通信。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述域控制还包括第一网络交换芯片和第二网络交换芯片，所述第一处理芯片、所述第一网络交换芯片、所述第二网络交换芯片和所述第二处理芯片依次连接，所述第一处理芯片与所述第二处理芯片还通过串行总线连接，使得所述第一处理芯片和所述第二处理芯片实现通信。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一网络交换芯片和所述第二网络交换芯片分别外配置以太网接口和/网卡接口；
所述第一网络交换芯片和所述第二网络交换芯片通过所述以太网接口和/或网卡接口与外部网络设备连接。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片通过所述第一网络交换芯片配置的以太网接口与第一组激光雷达连接；
和/或，
所述第二处理芯片通过所述第二网络交换芯片配置的以太网接口与第二组激光雷达连接。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别配置第一CAN总线接口，使得所述第一处理芯片通过所述第一CAN总线接口连接至无人车整车控制器中的线控控制器，和/或，所述第二处理芯片通过所述第一CAN总线接口连接至所述无人车整车控制器中的线控控制器。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别配置第二CAN总线接口，使得所述第一处理芯片通过所述第二CAN总线接口连接至第一组毫米波雷达，和/或，所述第二处理芯片通过所述第二CAN总线接口连接至第二组毫米波雷达。
在本申请的一些实施例中中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别通过电平转换电路设置串行通讯接口，使得所述第一处理芯片通过所述串行通讯接口与第二组定位装置通信连接，或者，所述第二处理芯片通过所述串行通讯接口与第三组定位装置通信连接。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别通过解串器集线器配置多个相机接口；
所述第一处理芯片通过对应的多个相机接口连接第一组相机，和/或，所述第二处理芯片通过对应的多个相机接口连接第二组相机。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别设有固态硬盘接口；
所述第一处理芯片通过对应的固态硬盘接口连接第一固态硬盘，和/或，所述第二处理芯片通过对应的固态硬盘接口连接第二固态硬盘。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别设有若干个USB接口；
所述第一处理芯片通过对应的USB接口连接第二组USB设备，和/或，所述第二处理芯片通过对应的USB接口连接第三组USB设备。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别设有若干个HDMI接口；
所述第一处理芯片通过对应的HDMI接口连接第一组多媒体设备，和/或，所述第二处理芯片通过对应的所述HDMI接口连接第二组多媒体设备。
本申请实施例还提供了一种用于无人车的域控制装置，所述域控制装置包括多个如上述任一所述的用于无人车的域控制器，所述域控制器之间互为冗余且互相连接。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
本申请提供了一种用于无人车的域控制器，该域控制器设有两个处理芯片以及一个安全控制模块，两个处理芯片互相连接且分别连接安全控制模块，其中一个处理芯片作为主芯片，该主芯片能够集成自身与另一个芯片的数据，并控制无人车进行相应的操作；当两个处理芯片中的任意一个或两个出现问题时，可以由安全控制模块接管无人车，如下达紧急制动命令，使得无人车停车。本申请中的两个处理芯片的设置使得域控制器能够集成更为强大的算力，满足更高的自动驾驶系统的算力和控制需求，安全控制模块的设置使得在域控制器的处理芯片出现故障时，能够自动切换至安全控制模块，实现自动热备切换策略，显著提升了无人车的安全性，且极大的提高了用户的驾驶感受。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出根据本申请的一个实施例的用于无人车的域控制器的结构示意图；
图2示出了根据本申请的另一个实施例的用于无人车的域控制器的结构示意图；
图3示出了根据本申请的一个实施例的通信接口模块与第一处理芯片的连接方式的示意图；
图4示出了根据本申请的一个实施例的域控制器的电路结构的示意图；
图5示出了根据本申请的一个实施例的用于无人车的域控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
本申请的构思在于，设计了一种用于无人车的域控制器，该域控制器一方面具有强大的算力，满足了更高的使用需求；另一方面还具有热备切换功能，能够显著提升无人车的安全性。
图1示出了根据本申请的一个实施例的用于无人车的域控制器的结构示意图，从图1可以看出，图1示出的用于无人车的域控制器100包括：包括第一处理芯片110、第二处理芯片120和安全控制模块130；所述第一处理芯片110与所述第二处理芯片120和所述安全控制模块130互相通信连接，在域控制器工作的过程中，第一处理芯片110和第二处理芯片120将自身的运行信息发送给安全控制模块130，运行信息可以为特定的电平信号，如GPIO电平上升或下降沿等；也可以为报文信息，报文信息如心跳包等。
域控制器100可以理解为无人车的自动驾驶中央计算平台，为满足自动驾驶高规格安全和可靠性需求，域控制器100配置了两个处理芯片，分别记为第一处理芯片110、第二处理芯片120，还包括安全控制模块130，其中，在本申请的一些实施例中，域控制器包括但不限于基于各种核心处理芯片模块开发的自动驾驶中央计算平台，其第一处理芯片110和第二处理芯片120包括但不限于NVIDIA® Jetson AGX Xavier 芯片、全桥驱动芯片TLE92108、高边驱动芯片VN9D30等等。第一处理芯片110和第二处理芯片120均具有强大的算力，如具备64TOPS运算算力、128TOPS运算算力或者256TOPS运算算力等，其中，TOPS是Tera Operations Per Second的缩写，1TOPS代表处理器每秒钟可进行一万亿次（10^12）操作；且域控制器可以预装 Ubuntu 20.04 操作系统，具有很强的算力。
其中，在本申请的一些实施例中，每个处理芯片内有多种不同的处理器，包括但不限于Valta TensorCore GPU、八核ARM64 CPU、双NVIDIA 深度学习加速器、图像处理器、视觉处理器和视频处理器等，这些处理器使域控制器能够同时、且实时地处理数十种算法，以用于传感器处理、测距、定位、绘图、视觉、感知以及路径规划。安全控制模块130内置有车规级MCU芯片，能够满足辅助驾驶、半自动驾驶、高度自动驾驶、超高度自动驾驶和全自动驾驶等相关自动驾驶系统的算力和控制需求。
其中，所述第一处理芯片110与无人车的第一组传感器连接，用于接收所述第一组传感器采集的第一环境数据；所述第二处理芯片120与第二组传感器连接，用于接收所述第二组传感器采集的第二环境数据；所述第一处理芯片110基于第一环境数据和第二环境数据控制所述无人车智能驾驶。其中，第一组传感器和第二组传感器包括但不限于无人车自动驾驶系统中应用的各种传感器，各种传感器包括但不限于定位装置、激光雷达、毫米波雷达以及相机中的一种或多种，且每种传感器的数量可以为一个也可以为多个。第一组传感器和第二组传感器的个数与实际应用场景相关，本申请对第一组传感器和第二组传感器的数量不作进一步限定。
具体的，第一处理芯片能够处理外围设备采集到的数据，并确定出行驶指令，并发送至所述无人驾驶汽车的整车控制器，以使所述整车控制器根据所述行驶指令控制无人车行驶。外围设备采集到的数据包括第一处理芯片连接的第一组传感器的第一环境数据，以及述第二处理芯片连接的第二组传感器的第二环境数据。需要说明的是，第二处理芯片也具备独立计算的能力，但是为了减少冗余，这里将第一处理芯片作为主要的处理芯片，由其下发行驶指令。另外，由于传感器包括多个以及多种类型，如激光雷达、毫米波雷达、组合惯导装置以及相机等等，可根据不同自动驾驶需求中各软件模块的算力和接口要求，按需将不同的算力和接口分别部署到两个处理芯片上。
所述安全控制模块130，用于监测所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120的运行状态，当所述第一处理芯片110和/或所述第二处理芯片120出现异常时，由所述安全控制模块130接管所述无人车的控制权。具体的，安全控制模块130可根据但不限于心跳包来监测第一处理芯片110和所述第二处理芯片120的运行状态，当第一处理芯片110和第二处理芯片120上电后，分别发送心跳包到安全控制模块130，心跳包可以理解为一种信号，当第一处理芯片110和第二处理芯片120正常运行时，可向安全控制模块130持续发送心跳包，若安全控制模块130不能收到第一处理芯片110和第二处理芯片120发送的心跳包，则说明第一处理芯片110和第二处理芯片120均发生了异常。若安全控制模块130不能收到第一处理芯片110发送的心跳包，但是能够收到第二处理芯片120发送的心跳包，则说明第一处理芯片110出现了异常，第二处理芯片120运行正常，反之则说明第一处理芯片110运行正常，第二处理芯片120出现了异常。无论是判定出第一处理芯片110出现了异常，还是判定出第二处理芯片120出现了异常，还是判定出第一处理芯片110和第二处理芯片120均出现了异常，安全控制模块130均可接管无人车的控制权。本申请对安全控制模块130接管无人车的控制权的情形不作进一步限定。
“持续发送心跳包”中“持续”可以理解为按照预设频率，在每一个频率对应的周期起始或者结束的时候发送，这里的预设频率是比较高的，如100Hz，宏观上看就形成了一种“持续”发送的状态。
由图1所示的用于无人车的域控制器可以看出，该域控制器设有两个处理芯片以及一个安全控制模块，两个处理芯片互相连接且分别连接安全控制模块，其中一个处理芯片作为主芯片，该主芯片能够集成自身与另一个芯片的数据，并控制无人车进行相应的操作；当两个处理芯片中的任意一个或两个出现问题时，可以由安全控制模块接管无人车，如下达紧急制动命令，使得无人车停车。两个处理芯片的设置使得域控制器能够具备更为强大的算力，满足更高的自动驾驶系统的算力和控制需求，安全控制模块的设置使得在域控制器的处理芯片出现故障时，能够自动切换至安全控制模块，实现自动热备切换策略，显著提升了无人车的安全性，且极大的提高了用户的驾驶感受。
图2示出了根据本申请的另一个实施例的用于无人车的域控制器的结构示意图，请同时参考图 1和图2，在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器110中，所述安全控制模块130分别与所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120通过多种接口连接，所述多种接口包括但不限于：通用输入输出端口、串行外设接口和串行总线接口，其中所述通用输入输出端口（GPIO端口，General Purpose Input/Output Port），即芯片的一些引脚，作为输入端口时，可以通过GPIO端口读入引脚的状态--高电平或低电平，作为输出端口时，可以通过GPIO端口输出高电平或低电平来控制连接的外围设备，如上述各种传感器。所述串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI接口）是一种高速的、全双工、同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为印制电路板的布局上节省空间，提供方便。所述串行总线接口(Inter-Integrated Circuit，I2C总线接口)是两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。
所述安全控制模块130通过所述SPI接口和所述I2C总线接口与所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120之间通信交互，以监测所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120的运行状态；所述安全控制模块130还通过CAN总线接口连接无人车的整车控制器。所述由所述安全控制模块130接管所述无人车的控制权包括：所述安全控制模块130通过所述GPIO端口对所述第一处理芯片110和/或所述第二处理芯片120进行复位，并通过所述CAN总线接口向所述无人车的整车控制器下发停车指令。需要说明的是，如果监测到第一处理芯片110出现异常，则安全控制模块130通过GPIO端口对第一处理芯片110进行复位；如果监测到第二处理芯片120出现异常，则安全控制模块130通过GPIO端口对第二处理芯片120进行复位；如果监测到第一处理芯片110和第二处理芯片120同时出现异常，则安全控制模块130通过GPIO端口对第一处理芯片110和第二处理芯片120进行复位。
在无人车自动驾驶过程中，安全控制模块130可以监测第一处理芯片110和第二处理芯片120的运行状况，第一处理芯片110和第二处理芯片120发送的自身的运行信息可以通过SPI接口和I2C接口传递，在第一处理芯片110和第二处理芯片120中的一个或者两个出现异常时，安全控制模块130可以通过GPIO端口对出现异常的处理芯片进行复位，并通过CAN接口下发停车指令，确保自动驾驶车辆安全。现有技术中，无人车的域控制器通常仅包含单一控制链路，在控制模块存在异常，不能自动实现热备切换，存在很大安全隐患的情况，本申请第一处理芯片110、第二处理芯片120以及安全控制模块130的设置能够很好的克服该技术缺陷，显著提高无人车的安全性。
无人车在行驶的过程中，需要依赖于数据采集设备采集的地图、环境信息等以及需要通过整车控制器等设备控制无人车，这些设备可以统称为外围设备，因此第一处理芯片和第二处理芯片通常与这些外围设备中的一个或几个进行连接以进行数据交互。具体的，外围设备包括不限于无人车自动驾驶系统涉及的各种设备，各种设备例如无人车的整车控制器、激光雷达、毫米波雷达、定位装置（例如组合惯导装置）、相机、移动固态硬盘、USB设备、多媒体设备、移动终端、V2X无线通信设备、网络设备等等。
这些外围设备可以分别连接在第一处理芯片110和第二处理芯片120上，也可以有一些连接在第一处理芯片110上，另外一些连接在第二处理芯片120上，对此，本申请不作限定；且外围设备与两个处理芯片的连接方式，本申请也不作限定，可以直接连接在处理芯片上，也可以通过某些转换器连接到处理芯片上。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，为了使得域控制器能够集成或连接更多的服务或者技术，如全球导航卫星系统、移动网络以及V2X无线通信系统等服务或者技术，在域控制器中还增设了通信接口模块160。在本申请的一些实施例中，通信接口模块160为M.2接口，M.2接口为兼容多种通信协议的接口方案，如SATA接口、PCIE接口、miniPCIE接口等。
所述通信接口模块160可集成多种通信方式，如通信接口模块160设有可插设移动电话卡171的卡槽，移动电话卡可以为但不限于SIM卡( Subscriber Identity Module)，用户识别卡、USIM卡（Universal Subscriber Identity Module，全球用户识别卡）、CDMA卡（Code Division Multiple Access，码分多址），第一处理芯片110可基于所述移动电话卡171实现与移动终端设备（图中未示出）通信连接，移动终端可以为手机、笔记本电脑、平板电脑和车载电脑等。需要说明的是，移动电话卡可实现2G、3G、4G、5G通信技术中的一种或者多种。
其中，可以在移动终端设备中集成多种功能或系统，使得域控制器能够实现更多功能，如在移动终端设备中部署有全球导航卫星系统，通信接口模块160可以将从移动终端设备接收的导航信号转发至第一处理芯片110。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，通信接口模块160还可设置有用于与第一组定位装置通信172-1连接的串口，使得第一处理芯片110可以与第一组定位装置172-1实现通信，如图2所示，第一处理芯片110通过通信接口模块160与第一组定位装置172-1通信连接，第一处理芯片110可获取到第一组定位装置172-1采集的位姿信息。其中，第一组定位装置可以理解为一个或多个定位装置，第一组定位装置172-1包括但不限于组合惯导装置、北斗定位装置以及全球定位系统(Global Positioning System,GPS)等，所述串口包括但不限于RS232串口、RS422串口以及RS485串口等。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，通信接口模块160还可设置有可插设V2X通信板卡的卡槽，在该卡槽中可插设V2X通信板卡173，使得所述第一处理芯片110与所述V2X无线通信设备实现通信，从而使无人车得以实现车联网（V2X）技术。需要说明的是，V2X无线通信设备指的是具备V2X无线通信功能的设备。V2X通信技术(vehicle toeverything，车用无线通信技术) 与周围车辆交互信息形成的, 其中，所谓V2X即为车对外界的信息交换技术，外界信息包括但不限于环境信息、周围车辆信息等等。V2X是Vehicleto X的意思，X代表基础设施（Infrastructure）、车辆（Vehicle）、人（Pedestrian）等，X也可以是任何可能的“人或物”（Everything）。V2X交互的信息模式包括：车与车之间（Vehicleto Vehicle，V2V）、车与路之间（Vehicle to Infrastructure，V2I）、车与人之间（Vehicleto Pedestrian，V2P)、车与网络之间（Vehicle to Network，V2N）的交互。
通信接口模块160与第一处理芯片110的连接方式可以为很多形式，如USB接口、串口等。图3是示出了根据本申请的一个实施例的通信接口模块与第一处理芯片的连接方式的示意图，从图3可以看出，通信接口模块160设置有第一USB接口161、第二USB接口162和第一串口163，对应的，第一处理芯片110分别设有第三USB接口111、信息收发接口112和第二串口113，所述通信接口模块160的第一USB接口161通过USB切换开关单元114与所述第一处理芯片110的第三USB接口111连接；所述通信接口模块160的第二USB接口162与所述第一处理芯片110的信息收发接口112连接；所述通信接口模块160的第一串口163与所述第一处理芯片110的第二串口113连接。
在本申请的一些实施例中，外围设备还包括USB设备，请再参考图3，所述第一处理芯片110通过所述USB切换开关单元114与第一组USB设备174进行数据交互，即可以通过USB切换开关单元114在第一处理芯片110上部署USB设备。其中，第一组USB设备174可以理解为一个或多个具有USB接口的设备，如Micro USB设备、USB1.0、USB2.0以及USB3.0设备。
USB设备与处理芯片的连接方式不局限于采用USB切换开关单元进行连接，还可以通过USB接口，如在本申请的另一些实施例中，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别设有若干个USB接口。请再参考图2，所述第一处理芯片110通过对应的USB接口（图中未示出）连接第二组USB设备186，和/或，所述第二处理芯片120通过对应的USB接口（图中未示出）连接第三组USB设备175，即通过USB接口可以仅在第一处理芯片110上部署USB设备，也可以仅在第二处理芯片120上部署USB设备，也可以在两个处理芯片上均部署USB设备，对此本申请不作限定。
其中，第二组USB设备可以理解为一个或多个具有USB接口的设备，既可以包括microUSB设备，也可包括USB1.0、USB2.0以及USB3.0设备；第三组USB设备可以理解为一个或多个具有USB接口的设备，包括但不限于microUSB设备、USB1.0、USB2.0、以及USB3.0设备等。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，所述域控制100还包括第一网络交换芯片151和第二网络交换芯片152；第一处理芯片110、第一网络交换芯片151、第二网络交换芯片152以及第二处理芯片120依次通信连接，且第一处理芯片110与第二处理芯片120还通过串行总线连接，具体的，第一处理芯片110与第二处理芯片120均设有串行总线接口，采用串行总线将第一处理芯片110的串行总线接口115与第二处理芯片120的串行总线接口121连接，使得第一处理芯片110和第二处理芯片120实现通信。在第一处理芯片110和第二处理芯片120、第一网络交换芯片151和第二网络交换芯片152连接正常，且第一处理芯片110与第二处理芯片120之间的串行总线正常的情况下，第一处理芯片110和第二处理芯片120之间的通信得以畅通。
在本申请的一些实施例中，所述第一网络交换芯片151和所述第二网络交换芯片152分别外配置以太网接口和/网卡接口(图中未示出)；所述第一网络交换芯片151和所述第二网络交换芯片152通过所述以太网接口和/或网卡接口与外部网络设备连接，具体的，第一网络交换芯片151连接第一组外部网络设备176，第二网络交换芯片152连接第二组外部网络设备177，外部网络设备为连接到网络的物理实体，包括但不限于个人电脑、服务器、集线器、网络交换机、网桥、路由器等；也可以为需要网络连接的传感器，如激光雷达等，如第一组外部网络设备包括网络交换机和多个激光雷达，第二外部网络设备包括多个激光雷达。
即激光雷达可以通过网络交换芯片的以太网接口接入处理芯片，具体的，可以为第一处理芯片110通过第一网络交换芯片151连接第一组激光雷达，和/或，第二处理芯片120通过第二网络交换芯片152连接第二组激光雷达，其中第一组激光雷达可以为一个或多个激光雷达，第二组激光雷达可以为一个或多个激光雷达，可以根据算力需要具体部署；其中，激光雷达包括但不限于前向128线激光雷达、后向激光雷达、前向激光雷达和长距激光雷达等。
需要说明的是，对于激光雷达的部署，可以将全部的激光雷达部署在第一处理芯片110，也可以将全部的激光雷达部署在第二处理芯片120，或者将一部分激光雷达部署在第一处理芯片110上，将另一部分部署在第二处理芯片120上，对此本申请不作限定。另外，根据无人车自动驾驶系统的算力需要和应用场景，可以仅在第一处理芯片110上配置第一组激光雷达，或者仅在第二处理芯片120上配置第二组激光雷达，或者同时在第一处理芯片110和第二处理芯片120上分别配置激光雷达。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，外围设备还包括整车控制器140，整车控制器140设有线控控制器141，第一处理芯片110和第二处理芯片120分别与整车控制器140连接，具体的，所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120分别配置第一CAN总线接口（图中未示出），第一处理芯片110通过自身的第一CAN总线接口连接至无人车整车控制器140中的线控控制器141，和/或，所述第二处理芯片120通过自身的第一CAN总线接口连接至无人车的整车控制器140中的线控控制器141。
本申请请求保护的技术方案可以通过两个处理芯片分别控制整车控制器进而控制无人车，也可以通过安全控制模块控制整车控制器进而控制无人车。可以将两个处理芯片均连接于整车控制器，也可以将其中一个处理芯片连接于整车控制器，对此本申请不作限定。在第一处理芯片110连接整车控制器140中的线控控制器141的情况下，第一处理芯片110可以将行驶指令下发给线控控制器141，线控控制器141可以根据行驶指令控制无人车行驶；在第二处理芯片120连接整车控制器140中的线控控制器141的情况下，第二处理芯片120可以将行驶指令下发给线控控制器141，线控控制器141可以根据行驶指令控制无人车行驶；在第一处理芯片110和第二处理芯片120均连接整车控制器140中的线控控制器141的情况下，第一处理芯片110和第二处理芯片120可以分别将行驶指令下发给线控控制器141，线控控制器141可以根据行驶指令控制无人车行驶。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，所述外围设备还包括毫米波雷达，所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120分别配置第二CAN总线接口（图中未示出），第一处理芯片110通过自身的第二CAN总线接口连接至第一组毫米波雷达178，和/或，第二处理芯片120通过自身的第二CAN总线接口连接至第二组毫米波雷达179。即毫米雷达波的部署可以根据无人车自动驾驶系统的算力需求和应用场景进行部署，如在一些实施例中，仅有第一处理芯片110连接有毫米雷达波；在另一些实施例中，仅有第二处理芯片120连接有毫米雷达波；在又一些实施例中，第一处理芯片110和第二处理芯片120同时连接有一定数量的毫米雷达波。本申请对毫米波雷达的连接对象和数量不作进一步限定。
请再参考图2，图2示出的实施例中，第一处理芯片110连接第一组毫米雷达波178，第二处理芯片120连接有第二组毫米雷达波179，其中，第一组毫米雷达波178和第二组毫米雷达波179均可以表示一个或多个毫米雷达波，第一组毫米波雷达178在获取到数据后，将获取的数据发送至第一处理芯片110，第二组毫米波雷达179在获取到数据后，将获取的数据发送至和第二处理芯片120。在一些实施例中，第二处理芯片120将第二组毫米波雷达数据获取到的数据发送至第一处理芯片110，或者，第一处理芯片110通过第二处理芯片120获取第二组毫米波雷达采集的数据。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，外围设备还包括定位装置，所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120分别通过电平转换电路设置串行通讯接口（图中未示出），使得第一处理芯片110通过自身的第一电平转换电路189设置的串行通讯接口与第二组定位装置172-2通信连接，或者，所述第二处理芯片120通过自身的第二电平转换电路190设置的串行通讯接口与第三组定位装置172-3通信连接。其中，电平转换电路包括但不限于MAX3232电路、单向电平转换电路、带方向控制的双向电平转换电路、自动双向电平转换电路等等，第二组定位装置170-2和第三组定位装置172-3均可以表示一个或多个定位装置，定位装置包括但不限于组合惯导装置、北斗定位装置、全球定位系统等。也就是说，第一处理芯片110和第二处理芯片120既可以通过电平转换电路增设串行通讯接口与定位装置连接，也可以如前所述通过M.2接口上的串口与定位装置连接，请参考图2，其中，第一处理芯片110通过通信接口模块160与第一定位装置172-1连接，同时也可以通过电平转换电路与第二定位装置172-2连接；第二处理芯片120可以通过电平转换电路与第三定位装置172-3连接。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120分别通过解串器集线器配置多个相机接口，其中解串器集线器包括但不限于DS90UB954串行器、DS90UB962串行器以及DS90UB960串行器等。所述第一处理芯片110通过对应的第一解串器集线器187配置的多个相机接口连接第一组相机180，和/或，所述第二处理芯片120通过第二解串器集线器188配置的对应的多个相机接口连接第二组相机181。其中，第一组相机180和第二组相机181均可以表示一个或多个相机。
即相机的部署可以根据无人车自动驾驶系统的算力需求和应用场景进行部署，如在一些实施例中，仅有第一处理芯片110连接有相机；在另一些实施例中，仅有第二处理芯片120连接有相机；在又一些实施例中，第一处理芯片110和第二处理芯片120同时连接有一定数量的相机。
在本申请的一些实施例中，相机接口可以扩展到12个之多，具体的，在第一处理芯片110可通过解串器集线器配置8路相机接口，第二处理芯片120可通过解串器集线器配置4路相机接口，一共可连接12个GMSL或FPD-LINK接口相机。
请再参考图2，在本申请的一些实施例中，所述外围设备还包括固态硬盘，分别记为第一固态硬盘182和第二固态硬盘183；所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120分别设有固态硬盘接口（图中未示出）；所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120分别通过各自的固态硬盘接口连接一个固态硬盘，具体的，第一处理芯片110连接第一固态硬盘182，第二处理芯片120连接第二固态硬盘183，以实现存储空间的扩展。
固态硬盘的部署可以根据无人车自动驾驶系统的算力需求和应用场景进行部署，如在一些实施例中，仅有第一处理芯片110连接有固态硬盘；在另一些实施例中，仅有第二处理芯片120连接有固态硬盘；在又一些实施例中，第一处理芯片110和第二处理芯片120均连接有固态硬盘。
在本申请的一些实施例中，在上述的域控制器中，所述第一处理芯片110和所述第二处理芯片120还分别设有若干个HDMI接口（图中未示出）；所述第一处理芯片110通过对应的HDMI接口连接第一组多媒体设备184，和/或，所述第二处理芯片120通过对应的所述HDMI接口连接第二组多媒体设备185。其中，第一组多媒体设备184和第二组多媒体设备185均可以表示一个或多个多媒体设备；多媒体设备包括但不限于声音/视频处理器、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、声音/视频通信传输设备及接口装置等。
多媒体设备的部署可以根无人车自动驾驶系统的算力需求和应用场景进行部署，如在一些实施例中，仅有第一处理芯片10连接有多媒体设备；在另一些实施例中，仅有第二处理芯片120连接有多媒体设备；在又一些实施例中，第一处理芯片110和第二处理芯片120均连接有多媒体设备。
图4示出了根据本申请的一个实施例的域控制器的电路结构的示意图，从图4可以看出，本实施例中的域控制器包括：第一处理芯片、第二处理芯片、安全控制模块和通信接口模块。
从图4可以看出，域控制器还包括：第一网络交换芯片和第二网络交换芯片；第一处理芯片、第一网络交换芯片、第二网络交换芯片和第二处理芯片依次连接，且第一处理芯片和第二处理芯片还通过串行总线连接，以使第一处理芯片和第二处理芯片可进行数据交互。
此外，第一网络交换芯片和第二网络交换芯片均设置有对外的接口，从图中可以看出第一网络交换芯片设有以太网接口M12接口和网卡接口RJ45接口，第二网络交换芯片设有以太网接口M12接口，能够与外部的无线广域网，如互联网进行连接。
从图4中可以看出，第一处理芯片和第二处理芯片分别通过GPIO端口、SPI接口以及I2C接口（图4中的TEMP_ALERT/WDT_OUT以及RESET/RECOV/PEWER_BTN）与安全控制模块连接；安全控制模块对外可以提供多种接口，包括但不限于CAN接口、COM接口、LIN接口、I/O接口。
从图4中还可以看出，第一处理芯片通过DS90UB954解串器集线器设有多相机接口（图4中的CSIA_CLK_P/N、CSIA_D0_P/N以及CSIA_D1_P/N），图4中示出的为4个，在实际中并不局限于4个。DS90UB954解串器集线器的相机接口可用于连接相机，从而实现相机与第一处理芯片或第二处理芯片进行数据传输。
第一处理芯片还设有多个USB接口，包括USB2.0接口和USB3.0接口，如图4中的USB1_DP/DN、UPHY6_RX/TX以及USB2_DP/DN、UPHY1_RX/TX为USB3.0接口，可用于连接外部的具有USB3.0接口的USB设备。图中的USB0_DP/DN为USB2.0接口，可用于连接具有USB2.0接口的USB设备。
请再参考图4，第一处理芯片还设有固态硬盘接口，图中UPHY2_RX/TX、UPHY3_RX/TX、UPHY4_RX/TX和UPHY5_RX/TX为固态硬盘接口，固态硬盘接口可用于连接移动硬盘SSD：M.2KEY M，以对存储容量进行扩充。
请再参考图4，第一处理芯片还设有CAN接口，具体为图中的CAN0和CAN1，CAN接口可通过CAN收发器（例如TJA501）与具有CAN接口的外围设备交互，具有CAN接口的外围设备包括但不限于整车控制器的线控控制器，以及毫米雷达波等。
请再参考图4，第一处理芯片还设有多个串口，串口可以为RS232串口，图中的UART1和UART5为串口，串口可通过MAX3232搭建电平转换电路连接连接定位装置，例如定位装置包括组合惯导装置、北斗定位装置、全球定位系统等。
请再参考图4，第一处理芯片还设有其他串口，如图中的UART3，可连接其他设备，如图中levelshifter电平转化器，可用来进行排除故障。
请再参考图4，第一处理芯片设有HDMI接口；即图中的HDMI，HDMI接口可连接所述多媒体设备，多媒体设备包括但不限于声音/视频处理器、多种媒体输入/输出设备及信号转换装置、声音/视频通信传输设备及接口装置等。
对于上述多种接口，第二处理芯片与第一处理芯片基本一致，不再一一赘述。
此外，本实施例中的域控制器还包括：通信接口模块。通信接口模块可通过多种方式与所述第一处理芯片进行数据交互，如通信接口模块中的USB2.0接口、USB3.0接口、以及UART3接口，分别于第一处理芯片的USB2.0-3接口、UPHY11_RX/TX和UART2接口分别对接。所述通信接口模块还设有移动电话卡槽，可插设移动电话卡，以使所述第一处理芯片可基于所述移动电话卡实现与2G、3G、4G和5G移动网络通信；所述通信接口模块还通过串口连接全球导航卫星系统；所述通信接口模块还设有V2X通信板卡卡槽，可插设V2X通信板卡，从而通过V2X通信板卡连接V2X无线通信系统。
本申请提供的用于无人车的域控制装置可包括多个用于无人车的域控制器，图5示出了根据本申请一些实施例的用于无人车的域控制装置的结构示意图，从图5可以看出，用于无人车的域控制装置400包含多个用于无人车的域控制器100，各域控制器100之间互相连接，且可互为冗余，在其中一个出现故障时，可由其他域控制器接管无人车的控制权，以保障无人车的安全驾驶。需要说明的是，域控制器100的结构组成和工作原理上文已经详细描述，在此不再赘述。
本申请中的无人车或者车辆包括乘用车和商用车，商用车的常见车型包括但不限于：皮卡、微卡、轻卡、微客，自缷车、载货车、牵引车、挂车、专用车和矿用车辆等。矿用车辆包括但不限于矿卡、宽体车、铰接车、挖机、电铲、推土机等。本申请对智能车的类型不作进一步限定，任何一种车型均在本申请的保护范围内。
本发明实施例中的域控制装置作为一种执行非电变量的控制或调整系统，对无人车的域控制器的各处理芯片的运行状态等非电变量进行控制或调整，从而使得无人车可实现自动热备切换，当两个处理芯片中的任意一个或两个出现问题时，可以由安全控制模块接管无人车，显著提升了无人车的安全性，且极大的提高了用户的驾驶感受。
综上所述，本申请的实施例提供了一种用于无人车的域控制器，该域控制器设有两个处理芯片以及一个安全控制模块，两个处理芯片互相连接且分别连接安全控制模块，其中一个处理芯片作为主芯片，该主芯片能够集成自身与另一个芯片的数据，并控制无人车进行相应的操作；当两个处理芯片中的任意一个或两个出现问题时，可以由安全控制模块接管无人车，如下达紧急制动命令，使得无人车停车。本申请中的两个处理芯片的设置使得域控制器能够集成更为强大的算力，满足更高的自动驾驶系统的算力和控制需求，安全控制模块的设置使得在域控制器的处理芯片出现故障时，能够自动切换至安全控制模块，实现自动热备切换策略，显著提升了无人车的安全性，且极大的提高了用户的驾驶感受。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (18)

1.一种用于无人车的域控制器，其特征在于，所述域控制器包括：包括第一处理芯片、第二处理芯片和安全控制模块；所述第一处理芯片、所述第二处理芯片和所述安全控制模块相互通信连接；
所述第一处理芯片与第一组传感器连接，用于接收所述第一组传感器采集的第一环境数据；
所述第二处理芯片与第二组传感器连接，用于接收所述第二组传感器采集的第二环境数据；
所述第一处理芯片基于第一环境数据和第二环境数据控制所述无人车智能驾驶；
所述安全控制模块，用于监测所述第一处理芯片和所述第二处理芯片的运行状态，当所述第一处理芯片和/或所述第二处理芯片出现异常时，由所述安全控制模块接管所述无人车的控制权。
2.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述安全控制模块与所述第一处理芯片和所述第二处理芯片通过多种接口连接，所述多种接口包括以下中的一种或者多种：通用输入输出端口、串行外设接口和串行总线接口；
所述安全控制模块通过所述串行外设接口和所述串行总线接口与所述第一处理芯片和所述第二处理芯片之间通信交互，以监测所述第一处理芯片和所述第二处理芯片的运行状态；
所述安全控制模块还通过CAN总线接口连接无人车的整车控制器；
所述由所述安全控制模块接管所述无人车的控制权包括：
所述安全控制模块通过所述通用输入输出端口对所述第一处理芯片和/或所述第二处理芯片进行复位，并通过所述CAN总线接口向所述无人车的整车控制器下发停车指令。
3.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述域控制器还包括：通信接口模块，所述通信接口模块与所述第一处理芯片连接，所述通信接口模块设置有可插设移动电话卡的卡槽，使得所述第一处理芯片与移动终端设备实现通信。
4.根据权利要求3所述的域控制器，其特征在于，所述通信接口模块还设置有用于与定位装置通信连接的串口，使得所述第一处理芯片与第一组定位装置实现通信。
5.根据权利要求3所述的域控制器，其特征在于，
所述通信接口模块还设置有可插设V2X通信板卡的卡槽，使得所述第一处理芯片与所述V2X无线通信设备实现通信。
6.根据权利要求3-5中任意一项所述的域控制器，其特征在于，所述通信接口模块与所述第一处理芯片连接包括：
所述通信接口模块设置有第一USB接口、第二USB接口和第一串口；
所述通信接口模块的第一USB接口通过USB切换开关单元与所述第一处理芯片的第三USB接口连接；
所述通信接口模块的第二USB接口与所述第一处理芯片的信息收发接口连接；
所述通信接口模块的第一串口与所述第一处理芯片的第二串口连接。
7.根据权利要求6所述的域控制器，其特征在于，
所述第一处理芯片通过所述USB切换开关单元与第一组USB设备进行数据通信。
8.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述域控制还包括第一网络交换芯片和第二网络交换芯片，所述第一处理芯片、所述第一网络交换芯片、所述第二网络交换芯片和所述第二处理芯片依次连接，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片还通过串行总线连接，使得所述第一处理芯片和所述第二处理芯片实现通信。
9.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述第一网络交换芯片和所述第二网络交换芯片分别外配置以太网接口和/网卡接口；
所述第一网络交换芯片和所述第二网络交换芯片通过所述以太网接口和/或网卡接口与外部的网络设备连接。
10.根据权利要求9所述的域控制器，其特征在于，所述第一处理芯片通过所述第一网络交换芯片配置的以太网接口与第一组激光雷达连接；
和/或，
所述第二处理芯片通过所述第二网络交换芯片配置的以太网接口与第二组激光雷达连接。
11.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，
所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别配置第一CAN总线接口，使得所述第一处理芯片通过所述第一CAN总线接口连接至无人车整车控制器中的线控控制器，和/或，所述第二处理芯片通过所述第一CAN总线接口连接至所述无人车整车控制器中的线控控制器。
12.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，
所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别配置第二CAN总线接口，使得所述第一处理芯片通过所述第二CAN总线接口连接至第一组毫米波雷达，和/或，所述第二处理芯片通过所述第二CAN总线接口连接至第二组毫米波雷达。
13.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，
所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别通过电平转换电路设置串行通讯接口，使得所述第一处理芯片通过所述串行通讯接口与第二组定位装置通信连接，或者，所述第二处理芯片通过所述串行通讯接口与第三组定位装置通信连接。
14.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别通过解串器集线器配置多个相机接口；
所述第一处理芯片通过对应的多个相机接口连接第一组相机，和/或，所述第二处理芯片通过对应的多个相机接口连接第二组相机。
15.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别配置固态硬盘接口；
所述第一处理芯片通过对应的固态硬盘接口连接第一固态硬盘，和/或，所述第二处理芯片通过对应的固态硬盘接口连接第二固态硬盘。
16.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别配置若干个USB接口；
所述第一处理芯片通过对应的USB接口连接第二组USB设备，和/或，所述第二处理芯片通过对应的USB接口连接第三组USB设备。
17.根据权利要求1所述的域控制器，其特征在于，所述第一处理芯片和所述第二处理芯片分别配置若干个HDMI接口；
所述第一处理芯片通过对应的HDMI接口连接第一组多媒体设备，和/或，所述第二处理芯片通过对应的所述HDMI接口连接第二组多媒体设备。
18.一种用于无人车的域控制装置，其特征在于，所述域控制装置包括多个如权利要求1-17任意一项所述的用于无人车的域控制器，所述域控制器之间互为冗余且互相连接。
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