CN117555310A - 一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法、装置及设备，其中，目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，该方法包括：当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行控制指令，然后，当执行主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，或者，当主智能驾驶控制器失效，且执行辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现目标车辆靠边停车。从而能够提供冗余的智能驾驶控制器，使得在目标自动驾驶车辆的主控制器失效后，由目标自动驾驶车辆的辅控制器控制目标自动驾驶车辆的安全停车。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法、装置及设备。
背景技术
随着人们生活水平的提高和社会经济的快速发展，汽车的使用率逐渐增高，越来越多的汽车走进了人们的生活，为人们生活的各个方面都带来了极大的便利。其中，随着智能驾驶技术的快速发展，人们对自动驾驶汽车的接受和需求度正在逐渐提升。
目前智能驾驶可分为L1-L5几个不同的等级，Fail-Silent的智能驾驶控制器可满足等级较低的智能驾驶任务，这是因为低阶智能驾驶需要驾驶员时刻监控系统，在控制器失效时，可以进入禁默的状态，整车只需要向驾驶员发出接管车辆的报警即可，驾驶员会负责接管车辆。但对于L4及以上的智能驾驶任务，Fail-Silent的智能驾驶控制器已不足以满足要求，由于驾驶员不再被要求时刻监控自动驾驶系统，因此，智能驾驶系统需要负责使车辆进入安全状态，因此需要一种Fail-operational的冗余智能驾驶控制器，即需要一种在失效后仍然是可工作的智能驾驶控制器。但现有方案都是对Fail-Silent智能驾驶控制器的设计，还未有Fail-operational的相关设计。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提供一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法、装置及设备，能够提供冗余的智能驾驶控制器，使得在主控制器失效后，由辅控制器控制车辆安全停车，同时，主控制器还可以从多个维度自检故障，并在故障时进入禁默状态，进一步提高了车辆的行驶安全性。
本申请实施例提供了一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法，所述方法应用于目标自动驾驶车辆，所述目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，所述方法包括：
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行所述控制指令；
当所述目标自动驾驶车辆执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，以使得所述主智能驾驶控制器达到ASIL D等级；
当所述主智能驾驶控制器失效，且所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
在一种可选的实现方式中，所述当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行所述控制指令，包括：
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令。
在一种可选的实现方式中，所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器之间预先建立了通信连接；所述当所述主智能驾驶控制器失效，且所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全，包括：
当所述辅智能驾驶控制器通过所述通信连接，检测到所述主智能驾驶控制器的心跳信息号超过预设时长时，确定所述主智能驾驶控制器失效，并在所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆降速靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
在一种可选的实现方式中，所述主智能驾驶控制器是满足Fail-Silent的设计的；所述辅智能驾驶控制器配置有前向传感器、左侧向和/或右侧向传感器。
对应于上述冗余智能驾驶控制器的功能设计方法，本申请提出了一种冗余智能驾驶控制器的功能设计装置，所述装置应用于目标自动驾驶车辆，所述目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，所述装置包括：
执行单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行所述控制指令；
分解单元，用于当所述目标自动驾驶车辆执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，以使得所述主智能驾驶控制器达到ASIL D等级；
控制单元，用于当所述主智能驾驶控制器失效，且所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
在一种可选的实现方式中，所述执行单元包括：
第一执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
第二执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
第三执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令。
在一种可选的实现方式中，所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器之间预先建立了通信连接；所述控制单元具体用于：
当所述辅智能驾驶控制器通过所述通信连接，检测到所述主智能驾驶控制器的心跳信息号超过预设时长时，确定所述主智能驾驶控制器失效，并在所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆降速靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
在一种可选的实现方式中，所述主智能驾驶控制器是满足Fail-Silent的设计的；所述辅智能驾驶控制器配置有前向传感器、左侧向和/或右侧向传感器。
本申请实施例还提供了一种冗余智能驾驶控制器的功能设计设备，包括：处理器、存储器、系统总线；
所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述冗余智能驾驶控制器的功能设计方法中的任意一种实现方式。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述冗余智能驾驶控制器的功能设计方法中的任意一种实现方式。
由此可见，本申请实施例具有如下有益效果：
本申请实施例提供的冗余智能驾驶控制器的功能设计方法中，目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行控制指令，然后，当目标自动驾驶车辆执行主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，或者，当主智能驾驶控制器失效，且目标自动驾驶车辆执行辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现目标车辆靠边停车，以保证目标自动驾驶车辆的行驶安全。从而能够提供冗余的智能驾驶控制器，使得在目标自动驾驶车辆的主控制器失效后，由目标自动驾驶车辆的辅控制器控制目标自动驾驶车辆的安全停车，以保证行车安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的冗余智能驾驶控制器对制动ECU和转角ECU的控制信号流的设计示意图；
图3为本申请实施例提供的Master Controller满足Fail-Silent设计的示意图；
图4为本申请实施例提供的Master Controller ASIL等级分解的示意图；
图5为本申请实施例提供的Master controller和Slave controller的传感器分配的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种冗余智能驾驶控制器的功能设计装置的组成示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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。
当前人们对自动驾驶汽车的接受和需求度正在逐渐提升。目前智能驾驶可分为L1-L5几个不同的等级，Fail-Silent的智能驾驶控制器可满足等级较低的智能驾驶任务，这是因为低阶智能驾驶需要驾驶员时刻监控系统，在控制器失效时，可以进入禁默的状态，整车只需要向驾驶员发出接管车辆的报警即可，驾驶员会负责接管车辆。但对于L4及以上的智能驾驶任务，Fail-Silent的智能驾驶控制器已不足以满足要求，由于驾驶员不再被要求时刻监控自动驾驶系统，因此，智能驾驶系统需要负责使车辆进入安全状态，因此需要一种Fail-operational的冗余智能驾驶控制器，即需要一种在失效后仍然是可工作的智能驾驶控制器。但现有方案都是对Fail-Silent智能驾驶控制器的设计，还未有Fail-operational的相关设计。
其中，冗余的智能驾驶控制器设计在功能安全中可称为Fail-operational，旨在表明失效后仍然是可工作的。Fail-operational和Fail-Silent是相对应的，Fail-Silent旨在表明在失效后禁默，无法正常工作。
为满足智能驾驶等级较高的智能驾驶任务，智能驾驶控制器必须是冗余的。那么具体如何设计冗余的智能驾驶控制器，两个控制器如何在整车网络中正常工作，一个控制器故障后另一个控制器如何接管车辆控制，传感器如何在两个控制器上分配，均是亟待解决的问题。
基于此，本申请提出了一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法、装置及设备，能够提供冗余的智能驾驶控制器，使得在主控制器失效后，由辅控制器控制车辆安全停车，同时，主控制器还可以从多个维度自检故障，并在故障时进入禁默状态，进一步提高了车辆的行驶安全性。
以下将结合附图对本申请实施例提供的冗余智能驾驶控制器的功能设计方法进行详细说明。参见图1所示，其示出了本申请实施例提供的一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法实施例的流程图，本实施例可以包括以下步骤：
S101：当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到主智能驾驶控制器和/或辅只能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行控制指令。
在本实施例中，将利用本申请实施例的方法实现冗余智能驾驶控制器的功能设计的任一自动驾驶车辆定义为目标自动驾驶车辆，为了实现对目标自动驾驶车辆的冗余智能驾驶控制器的功能设计，以提高车辆的行驶安全性，本申请提出首先当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到主智能驾驶控制器和/或辅只能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行控制指令，用以执行后续步骤S102或S103。
其中，需要说明的是，为了提高目标自动驾驶车辆的行驶安全性，会在目标自动驾驶车辆的整车上配置两个智能驾驶控制器，一个是主智能驾驶控制器，并将其定义为Master controller，另一个为辅控制辅智能驾驶控制器，并将其定义为Slavecontroller。这两个控制器共同完成目标自动驾驶车辆对应的L4+的ASIL D智能驾驶任务。
在本申请实施例的一种可能的实现方式中，本步骤S101的具体实现过程可以包括：当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行主智能驾驶控制器发送的控制指令；当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到主智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行主智能驾驶控制器发送的控制指令；当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行辅智能驾驶控制器发送的控制指令。
在本实现方式中，由于目标自动驾驶车辆的整车上同时存在两个智能驾驶控制器，因此，首先要解决的是各执行器ECU在何时应该执行哪一个智能驾驶控制器的控制指令的问题。关于这个问题，本申请采用的解决方案是：两个智能驾驶控制器同时向整车CAN网络发送控制指令，当执行器ECU同时收到两个智能驾驶控制器的控制指令时，执行Mastercontroller的控制指令，当仅收到Master controller的控制指令时，执行Mastercontroller的控制指令，当仅收到Slave controller的控制指令时，执行Slavecontroller的控制指令。这部分的具体设计请参见图2。
具体来讲，如果目标自动驾驶车辆的整车要实现Fail-operational，不仅智能驾驶控制器需要冗余，制动ECU和转角ECU也需要冗余。这是为了确保制动和转角控制在主控ECU失效时也有辅助ECU负责协助智能驾驶控制器将整车带入安全状态。除了各主要ECU的冗余外，整车的CAN网络也需要冗余，因此，本申请提出了图2的设计。图2中Mastercontroller和Slave controller分别和CH CAN以及CH Safety CAN相连接。和制动ECU及转角ECU相连的黑色粗线代表Master CAN，黑色细线代表Slave CAN。
当没有任何故障发生时，控制信号流如下：Master controller通过CH CAN给Master制动ECU发送制动控制指令，通过CH Safety CAN给Master EPS发送转角控制指令。Slave controller通过CH CAN给Slave制动ECU发送制动控制指令，通过CH CAN给SlaveEPS发送转角控制指令。由于Master controller和Slave controller同时实时的向整车CAN网络上发送控制指令，制动ECU和转角ECU都会同时收到Master controller和Slavecontroller的控制指令，因此，要求制动ECU和转角ECU做逻辑判断，当同时收到控制指令时，执行Master controller的控制指令。
当发生以下任意一种故障时，制动ECU和转角ECU执行的控制指令如下：
1)CH CAN bus off
Master controller通过CH Safety CAN给Master制动ECU发送制动控制指令，通过CH Safety CAN给Master EPS发送转角控制指令。Slave controller控制路径不变。Master制动ECU和Master EPS执行Master controller的控制指令。
2)CH Safety CAN bus off
Master controller停止控制指令的输出。Slave controller控制路径不变。Slave制动ECU和Slave EPS执行Slave controller的控制指令。
3)Master制动ECU故障
Slave制动ECU和Slave EPS执行Slave controller的控制指令。
4)Master EPS故障
Slave制动ECU和Slave EPS执行Slave controller的控制指令。
5)Master controller故障
Master controller无输出，Slave controller控制路径不变。Slave制动ECU和Slave EPS执行Slave controller的控制指令。
6)Slave EPS/Slave制动ECU
Master制动ECU和Master EPS执行Master controller的控制指令。
7)Slave controller故障
Master controller控制路径不变，Slave controller无输出。Master制动ECU和Master EPS执行Master controller的控制指令。
需要说明的是，由于目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到两个智能驾驶控制器的控制指令时，会执行Master controller的控制指令，这就要求Master controller在发生故障时，不能继续发出控制指令，而应该采取禁默的方式，切断CAN通信，由此，一种可选的实现方式是，主智能驾驶控制器(Master controller)是满足Fail-Silent的设计的，具体设计如图3所示。
其中，为保障Master controller故障后，不会发送错误的控制信号到CAN上，Master controller需要进行Fail-Silent设计。
Fail-Silent设计就是指在Master controller故障时，不对外发送任何信息，进入禁默状态。对于Master controller来说，它的Safe State就是切断CAN通信。
如图3所示，Master controller主要由Safety Host A、Performance Host A、Safety Power Supply A、Ethernet Switch A、Can transceiver A电源、Can transceiverA、Voltage Monitor、External Temperature Monitor构成。
Safety Host A上执行安全相关的功能，具体是指Safety Host A需要监控Performance Host A的状态，同时需要在监控到故障时负责通过Primary关断路径切断CAN通信。由于Safety Host A承担了使Master controller进入它的Safe State的工作，因此Safety Host A需要达到ASIL D的功能安全等级。
Performance Host A执行智能驾驶功能相关的计算任务，Performance Host A可以是由多块芯片构成，也可以指单一芯片，Performance Host A总体需要满足ASIL D的功能安全等级。
Safety Power Supply A负责在Safety Host A出现故障时切断Can transceiverA电源，作为Master controller的Secondary关断路径。
Ethernet Switch A负责Safety Host A和Performance Host A之间的通信。
Can transceiver A负责Master controller和整车网络的CAN通信。
Voltage Monitor负责Performance Host A的外部电压监控。
External Temperature Monitor负责Performance Host A的外围温度监控。
当出现以下故障时，Master controller会进入它的Safe State：
1)Performance Host A软件及硬件故障
Performance Host A应该进行软件和硬件故障自检，检测到任何故障后，通过SPI接口利用heartbeat signal告知Safety Host A的故障监控模块，同时通过GPIO输出告知Safety Host A。Safety Host A的故障监控模块监测到Performance Host A出现任何一个软硬件故障后应发送进入安全状态指令给Safety Power Supply A，通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。Safety Host A的故障监控模块还会对heartbeat signal和GPIO输出进行校验，当校验结果不一致时也会发送进入安全状态指令给Safety PowerSupply A，通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
Safety Power Supply A会对Safety Host A发出的进入安全状态指令是否正常进行监控，若检测到异常，则通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
2)Safety Host A软件及硬件故障
Safety Host A应该进行软件和硬件故障自检，检测到任何故障后，发送进入安全状态指令给Safety Power Supply A，通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
针对Safety Host A无法发出内部故障信号的情况，应使用外部时间窗口看门口对其进行监控，在本设计中，Safety Power Supply A就作为Safety Host A的外部看门狗。当Safety Power Supply A监控到Safety Host A在开窗时间间隔中未能喂狗，或在开窗之外喂狗，将视为无效喂狗。Safety Power Supply A应该对无效喂狗事件进行计数，当无效喂狗事件计数超过设定的阈值(阈值的设定应该和喂狗周期以及FTTI相关)时，通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
3)Safety Power Supply A内部电压故障及温度过高
Safety Power Supply A应对内部电压状态进行自检测，在检测到故障时发送故障状态给Safety Host A，Safety Host A通过Primary关断路径切断Can transceiver A电源。Safety Power Supply A应对其温度进行自检测，在检测到过热时关闭输出，SafetyHost A监测到Safety Power Supply A设备中断后通过Primary关断路径切断Cantransceiver A电源。
4)Safety Host A电源过热
Safety Power Supply A应对Safety Host A电源温度进行检测，在检测到过热后，关闭对应输出，且通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
5)Performance Host A电压及温度异常
Voltage Monitor需要对Performance Host A电压进行监控，将电压值反馈给Safety Host A，当Safety Host A监测到过压或欠压时，发送进入安全状态指令给SafetyPower Supply A，通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
Performance Host A的芯片本身温度通过其上的温度二极管检测，将检测结果发送给Safety Host A。Performance Host A的芯片周围温度通过External TemperatureMonitor检测，将检测结果发送给Safety Host A。当Safety Host A监测到内部或外部温度过高时，发送进入安全状态指令给Safety Power Supply A，通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
S102：当目标自动驾驶车辆执行主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，以使得主智能驾驶控制器达到ASIL D等级。
需要说明的是，L4+智能驾驶功能的最高功能安全等级可达到ASIL D，那么具体分配到两个控制器的过程是：由于在Master controller正常工作时，执行器执行的是Mastercontroller发出的控制指令，因此要求Master controller达到ASIL D等级。当Mastercontroller失效时，Slave controller需完成靠边停车的动作进入安全状态，由于是在规定的时间内先实现降速行驶再停车，因此，Slave controller的目标ASIL level为ASIL B。在目前计算芯片功能安全等级都不超过ASIL B的情况下，为了满足Master controllerASIL D的要求，在执行主智能驾驶控制器发送的控制指令时，需要对ASIL等级进行分解，具体的分解方案如图4所示。
具体来讲，参见图4，由于Performance Host可以有多个芯片构成，也可以由单一芯片构成，考虑到目前智能驾驶芯片的算力和智能驾驶L4+智驾任务的复杂度，本申请中Performance Host由两个芯片构成，在图4中分别用Performance Host A和PerformanceHost B表示。
由传感器探测到的数据分别发送给Performance Host A和Performance Host B，经过其中的感知融合处理模块、决策规划模块、控制模块的计算和处理之后，发送到SafetyHost A的校验模块，最终将校验后的控制指令发出。
各处理模块的处理逻辑如下：
1)本申请中传感器之间相互冗余，因此，功能相同的传感器可以被ASIL等级分解。举例说明，车辆前方两个摄像头为Sensor A和Sensor B，高精度地图为Sensor C，三种感知来源都可以对车道线进行探测。在本申请中，将三个传感器的等级都分解为ASIL B(D)，这样分解的原因在于，当单一传感器故障时，另外两个传感器仍然满足ASIL D的要求，这使得整个系统的鲁棒性更高，不会因为单一传感器的失效造成功能不可用。其余传感器的ASIL分解原则也如此，将实现同一功能的传感器进行ASIL等级分解。
2)感知融合模块对传感器探测数据进行处理和融合。除了对感知信息进行融合处理，还需要对多传感器结果进行校验。以车道线为例，校验原则如下：当连续一段时间(根据FTTI进行计算)根据传感器探测结果计算出的其中任意一个车道线和其余两个车道线误差大于阈值时，发出故障信号给Safety Host A的故障监控模块，指示输出车道线结果错误的传感器故障。由于单一传感器故障后剩余两个传感器仍然可以达到ASIL D等级，因此，感知融合模块输出正常工作的两个传感器融合结果给决策规划模块，Master Controller不需要进入Safe State。
3)Performance Host A和Performance Host B上的决策规划、车辆控制模块分别进行计算，将目标控制值结果输出给校验模块。检验模块对两个计算结果进行校验，当两个目标控制值的差值不大于阈值时，取平均值发送，当两个目标控制值的差值大于阈值时，将目标控制值有效位置为invalid，指示Master controller内部软件逻辑错误，并且将目标控制值校验结果发送给Safety Host A的故障监控模块，Safety Host A的故障监控模块需要对校验结果进行计数，连续多次校验不通过，则发送进入安全状态指令给Safety PowerSupply A，通过Secondary关断路径切断Can transceiver A电源。
4)Performance Host A和Performance Host B上实现相同功能的模块都可以被ASIL分解为ASIL B(D)+ASIL B(D)。值得注意的是，为避免两个Performance Host的共因失效，两个芯片上的操作系统和底层软件都应该相互独立，不应存在导致共因失效的故障。
S103：当主智能驾驶控制器失效，且目标自动驾驶车辆执行辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现目标车辆靠边停车，以保证目标自动驾驶车辆的行驶安全。
在本实施例中，为了保证目标自动驾驶车辆的行驶安全，需要在辅智能驾驶控制器上预先配置前向传感器、左侧向和/或右侧向传感器，且主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器之间预先建立了通信连接，这样，当辅智能驾驶控制器通过该通信连接，检测到主智能驾驶控制器的心跳信息号超过预设时长时，则确定主智能驾驶控制器失效，进而可以在目标自动驾驶车辆执行辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，可以借助辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现目标车辆靠边停车，达到保证目标自动驾驶车辆的行驶安全的目的。
具体来讲，由于Slave controller需要在Master controller失效后完成靠边停车，因此对于Slave controller的传感器配置提出要求，除了要配置前向的传感器外，一定要配置右侧向的传感器，使Slave controller能够完成向右换道靠边停车。Slavecontroller和Master controller的传感器配置方案如图5所示。
其中，传感器分配的原则如下：
1)当Master controller禁默后Slave controller需要完成减速靠边停车，因此Slave controller上配置的传感器应能支持完成靠边停车功能。至少需要前视的摄像头和前毫米波雷达、右侧方的毫米波雷达。
由于4D毫米波雷达可以做到既有雷达点云通过以太网输出，又可以将处理好的目标信息通过CAN输出，因此，如图5所示，前毫米波雷达和右侧方的毫米波雷达都同时连接了Master controller和Slave controller，将雷达点云通过以太网输出给Mastercontroller，将处理好的目标信息通过CAN输出给Slave controller。
Slave controller上需要连接一个前视摄像头，其余完成智能驾驶L4+功能需要的摄像头都连接到Master controller上。
2)两个controller的资源相对平衡分配。
由于激光雷达点云数据量非常大，并且Slave controller目前只负责处理一个摄像头采集的图像，可利用的资源空间很大，因此，将激光雷达连接到Slave controller上，Slave controller负责处理激光雷达的点云数据，将处理好的信息发送给Mastercontroller。
并且，图5中也示出了Master controller和Slave controller之间的关系。两个controller之间通过Ethernet Switch A和Ethernet Switch B通信。当Safety Host B监控到Master controller的心跳信号超过预设时长Time Out后，Slave controller控制整车降速靠边停车，进入安全状态。可以理解的是，优选的，还需要Slave controller接管控制要尽可能平滑一些，不能从Master controller转换到Slave controller控制之后整车出现明显横纵向的抖动，以保证用户体验。
另外，需要说明的是，两个智能驾驶控制器要达到冗余的目的就必须避免共因失效，因此，要求主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器的供电需要满足独立性。
这样，通过执行上述步骤S101-S103提供的冗余智能驾驶控制器的功能设计方法，可以在高阶智能驾驶任务中保证当Master controller失效后Slave controller仍然可以使整车达到靠边停车的安全状态，从而使得车内乘客以及车辆周边人员的人身安全得到保证。
综上，本申请实施例提供的冗余智能驾驶控制器的功能设计方法中，目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行控制指令，然后，当目标自动驾驶车辆执行主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，或者，当主智能驾驶控制器失效，且目标自动驾驶车辆执行辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现目标车辆靠边停车，以保证目标自动驾驶车辆的行驶安全。从而能够提供冗余的智能驾驶控制器，使得在目标自动驾驶车辆的主控制器失效后，由目标自动驾驶车辆的辅控制器控制目标自动驾驶车辆的安全停车，以保证行车安全。
参见图6所示，本申请还提供一种冗余智能驾驶控制器的功能设计装置实施例，所述装置应用于目标自动驾驶车辆，所述目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，所述装置可以包括：
执行单元601，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行所述控制指令；
分解单元602，用于当所述目标自动驾驶车辆执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，以使得所述主智能驾驶控制器达到ASIL D等级；
控制单元603，用于当所述主智能驾驶控制器失效，且所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
在本申请一些可能的实现方式中，所述执行单元601包括：
第一执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
第二执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
第三执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令。
在本申请一些可能的实现方式中，所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器之间预先建立了通信连接；所述控制单元603具体用于：
当所述辅智能驾驶控制器通过所述通信连接，检测到所述主智能驾驶控制器的心跳信息号超过预设时长时，确定所述主智能驾驶控制器失效，并在所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆降速靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
在本申请一些可能的实现方式中，所述主智能驾驶控制器是满足Fail-Silent的设计的；所述辅智能驾驶控制器配置有前向传感器、左侧向和/或右侧向传感器。
由上述实施例可以看出，本申请实施例提供的冗余智能驾驶控制器的功能设计装置中，目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行控制指令，然后，当目标自动驾驶车辆执行主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，或者，当主智能驾驶控制器失效，且目标自动驾驶车辆执行辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现目标车辆靠边停车，以保证目标自动驾驶车辆的行驶安全。从而能够提供冗余的智能驾驶控制器，使得在目标自动驾驶车辆的主控制器失效后，由目标自动驾驶车辆的辅控制器控制目标自动驾驶车辆的安全停车，以保证行车安全。
进一步地，本申请实施例还提供了一种冗余智能驾驶控制器的功能设计设备，包括：处理器、存储器、系统总线；
所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述冗余智能驾驶控制器的功能设计方法的任一种实现方法。
进一步地，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行上述冗余智能驾驶控制器的功能设计方法的任一种实现方法。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法，其特征在于，所述方法应用于目标自动驾驶车辆，所述目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，所述方法包括：
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行所述控制指令；
当所述目标自动驾驶车辆执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，以使得所述主智能驾驶控制器达到ASILD等级；
当所述主智能驾驶控制器失效，且所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行所述控制指令，包括：
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器之间预先建立了通信连接；所述当所述主智能驾驶控制器失效，且所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全，包括：
当所述辅智能驾驶控制器通过所述通信连接，检测到所述主智能驾驶控制器的心跳信息号超过预设时长时，确定所述主智能驾驶控制器失效，并在所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆降速靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述主智能驾驶控制器是满足Fail-Silent的设计的；所述辅智能驾驶控制器配置有前向传感器、左侧向和/或右侧向传感器。
5.一种冗余智能驾驶控制器的功能设计装置，其特征在于，所述装置应用于目标自动驾驶车辆，所述目标自动驾驶车辆包括主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器，所述装置包括：
执行单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和/或辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，按照预设执行规则，执行所述控制指令；
分解单元，用于当所述目标自动驾驶车辆执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，对ASIL等级进行分解，以使得所述主智能驾驶控制器达到ASILD等级；
控制单元，用于当所述主智能驾驶控制器失效，且所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述执行单元包括：
第一执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同时接收到所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
第二执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述主智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述主智能驾驶控制器发送的控制指令；
第三执行子单元，用于当目标自动驾驶车辆的执行器ECU同一时间仅接收到所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述主智能驾驶控制器和辅智能驾驶控制器之间预先建立了通信连接；所述控制单元具体用于：
当所述辅智能驾驶控制器通过所述通信连接，检测到所述主智能驾驶控制器的心跳信息号超过预设时长时，确定所述主智能驾驶控制器失效，并在所述目标自动驾驶车辆执行所述辅智能驾驶控制器发送的控制指令时，借助所述辅智能驾驶控制器的侧向传感器信号，控制实现所述目标车辆降速靠边停车，以保证所述目标自动驾驶车辆的行驶安全。
8.根据权利要求5-7任一项所述的装置，其特征在于，所述主智能驾驶控制器是满足Fail-Silent的设计的；所述辅智能驾驶控制器配置有前向传感器、左侧向和/或右侧向传感器。
9.一种冗余智能驾驶控制器的功能设计设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、系统总线；
所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行权利要求1-4任一项所述的方法。
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|---|---|---|---|
| CN202210937561.9A CN117555310A (zh) | 2022-08-05 | 2022-08-05 | 一种冗余智能驾驶控制器的功能设计方法、装置及设备 |
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|---|---|
| CN (1) | CN117555310A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113848867A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-28 | 京东鲲鹏(江苏)科技有限公司 | 一种车辆冗余控制方法、装置、设备及存储介质 |
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2022
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