CN117565885A

CN117565885A - 一种自动驾驶横向控制系统和车辆

Info

Publication number: CN117565885A
Application number: CN202410065725.2A
Authority: CN
Inventors: 侯慧贤; 霍西金; 宫墨林; 张吉
Original assignee: FAW Group Corp
Current assignee: FAW Group Corp
Priority date: 2024-01-17
Filing date: 2024-01-17
Publication date: 2024-02-20

Abstract

本发明公开了一种自动驾驶横向控制系统和车辆，系统包括：主控制器、备份控制器、第一通讯链路、第二通讯链路、第一横向执行器和第二横向执行器；对于主控制器是否正常的判断步骤；对于通讯链路是否正常的判断步骤；对于横向执行器是否正常的判断步骤。本发明的系统通过设置主控制器和备份控制器，以实现控制层面的冗余。再设置第一通讯链路和第二通讯链路，以实现传输层面的冗余。最后设置第一横向执行器和第二横向执行器，以实现具体执行层面的冗余。通过这样全面冗余的设计，以提高自动驾驶的可靠性。本发明主要用于汽车技术领域。

Description

一种自动驾驶横向控制系统和车辆

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体是涉及一种自动驾驶横向控制系统和车辆。

背景技术

随着自动驾驶技术的发展，大量车辆具备自动驾驶功能，车辆的智能控制系统会进行路径规划，并将指令传达给电动助力转向器，实现横向转弯或保持执行的控制，如果自动驾驶系统或电动助力转向器在车辆自动驾驶过程中发生故障，会导致车辆无法完成自动驾驶动作，此时，如果驾驶员接管不及时，可能会造成交通事故发生，给驾驶员和车辆造成安全风险。因此，如何提高自动驾驶在横向控制中的可靠性是行业内亟需研究的课题。

发明内容

本发明提供一种自动驾驶横向控制系统和车辆，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明提供一种自动驾驶横向控制系统，包括：主控制器、备份控制器、第一通讯链路、第二通讯链路、第一横向执行器和第二横向执行器；

所述自动驾驶横向控制系统还包括：

判断主控制器是否正常；

当所述主控制器为正常，则由主控制器生成横向控制指令；

当所述主控制器为不正常，则由备份控制器生成横向控制指令；

将横向控制指令通过第一通讯链路发送给第一横向执行器和第二横向执行器，将横向控制指令通过第二通讯链路发送给第一横向执行器和第二横向执行器；

从第一通讯链路接收横向控制指令，判断所述横向控制指令是否正确；

当从第一通讯链路接收的横向控制指令为正确，则所述横向控制指令为当前的横向控制指令，进入自动驾驶横向控制状态；

当从第一通讯链路接收的横向控制指令为不正确，则从第二通讯链路中接收横向控制指令，并判断所述横向控制指令是否正确；

当从第二通讯链路中接收的横向控制指令为正确，则将所述横向控制指令为当前的横向控制指令，进入自动驾驶横向控制状态；

当从第二通讯链路中接收的横向控制指令为不正确，则不进入自动驾驶横向控制状态；

在进入了自动驾驶横向控制状态之后，则判断第一横向执行器和第二横向执行器的状态是否正常；

当第一横向执行器和第二横向执行器的状态均正常，则第一横向执行器和第二横向执行器均执行当前的横向控制指令；

当第一横向执行器的状态正常，且第二横向执行器状态不正常，则第一横向执行器执行当前的横向控制指令，第二横向执行器不执行当前的横向控制指令；

当第一横向执行器的状态不正常，且第二横向执行器的状态正常，则第一横向执行器不执行当前的横向控制指令，第二横向执行器执行当前的横向控制指令；

当第一横向执行器的状态不正常，且第二横向执行器的状态不正常，则退出自动驾驶控制。

进一步，所述判断主控制器是否正常具体包括：主控制器将其自身的故障状态发送给备份控制器，通过备份控制器对所述故障状态的评估来确定主控制器是否正常。

进一步，本自动驾驶横向控制系统还包括：当确定主控制器为不正常时，则对外发出提醒信息。

进一步，所述提醒信息包括声音信息或者文字信息。

进一步，所述横向控制指令包括：转角控制和扭矩横向控制。

进一步，所述判断第一横向执行器和第二横向执行器的状态是否正常具体包括：获取第一横向执行器所反馈的状态信息，根据所述状态信息从预先设定的故障判定规则中，确定第一横向执行器的状态是否正常；获取第二横向执行器所反馈的状态信息，根据所述状态信息从预先设定的故障判定规则中，确定第二横向执行器的状态是否正常。

进一步，本自动驾驶横向控制系统还包括获取处于不正常状态的横向执行器的故障信息，并将所述故障信息对外发送。

进一步，所述第一横向执行器和第二横向执行器通过独立的通讯链路进行信息交换。

进一步，所述第一横向执行器和第二横向执行器的供电电源相互独立。

另一方面，提供了一种车辆，集成有上述技术方案中任意一项所述的自动驾驶横向控制系统。

本发明至少具有以下有益效果：本发明的系统通过设置主控制器和备份控制器，以实现控制层面的冗余。再设置第一通讯链路和第二通讯链路，以实现传输层面的冗余。最后设置第一横向执行器和第二横向执行器，以实现具体执行层面的冗余。通过这样全面冗余的设计，以提高自动驾驶的可靠性。同时，还提供了具有上述系统的车辆，车辆的有益效果与系统的相同，这里就不重复描述了。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是自动驾驶横向控制系统的系统结构示意图；

图2是对于主控制器的判断流程图；

图3是通讯链路的判断流程图；

图4是横向执行器的判断流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

请参考图1，图1是自动驾驶横向控制系统的系统结构示意图。

提供一种自动驾驶横向控制系统，包括：主控制器、备份控制器、第一通讯链路、第二通讯链路、第一横向执行器和第二横向执行器。

其中，主控制器的功能是对车辆的路径进行规划，并控制横向执行器以实现车辆的转向或者保持车道内直行。所述备份控制器的功能与主控制器的功能相同，也是可以对车辆的路径进行规划，并且控制横向执行器以实现车辆的转向或者保持车道内直行。其中，所述备份控制器为主控制器的冗余设计。备份控制器可以在主控制器出现故障时，对主控制器的功能进行接管，以使得车辆依然可以受控进行自动驾驶。

参考图2，图2是对于主控制器的判断流程图。本自动驾驶横向控制系统在进行横向控制的时候，其首先会对主控制器进行是否正常的判断。当判断确定主控制器为正常的时候，则可以由主控制器来生成横向控制指令。

对于主控制器是否正常的判断，在一些进一步的具体实施例中，采用备份控制器对主控制器进行监督的方式。主控制器和备份控制器之间可以相互通讯。主控制器将其自身的故障状态发送给备份控制器，备份控制器对所述故障状态的评估来确定主控制器是否正常。

当判断确定主控制器为不正常（故障）状态时，此时，则可以通过让备份控制器生成横向控制指令，从而避免因为主控制器故障而导致无法执行自动驾驶。则需要从控制层面上提供冗余。

为了使得驾乘人员可以及时了解到当前的主控器的状况，故在一些进一步的具体实施例中，本自动驾驶横向控制系统还包括：当确定主控制器为不正常时，则对外发出提醒信息。其中，提醒信息作为表示主控制器故障的标记发送给车辆的自动驾驶控制系统。所述提醒信息包括声音信息或者文字信息。对于这些信息，车辆的自动驾驶控制系统可以通过车载的人机交互界面进行显示，以便于驾乘人员对主控制器的状态进行了解。

其中，所述横向控制指令为被横向执行器所执行的指令，从而使得横向执行器可以对车辆转向或者保持直行的控制。在一些进一步的具体实施例中，所述横向控制指令至少包括：转角控制和扭矩横向控制。

确定已经生成了横向控制指令之后，则可以通过第一通讯链路和第二通讯链路将横向控制指令分别发送给横向执行器。具体为，通过第一通讯链路将横向控制指令分别发送给第一横向执行器和第二横向执行器。通过第二通讯链路将横向控制指令分别发送给第一横向执行器和第二横向执行器。

参考图3，图3是通讯链路的判断流程图。此时，横向执行器会收到来自两个通讯链路中的横向控制指令。当然，通讯链路也会存在有出错的风险，因此，为了提高错误的冗余。故需要对从这两个通讯链路传递过来的横向控制指令的正确性进行判断。

首先，会判断第一通讯链路传递过来的横向控制指令的正确性。在一些进一步的具体实施例中，可以通过预先设定的对于横向控制指令的组成规则，或者校验码来确定横向控制指令是否正确。该判断的规则主要是基于对第一通讯链路的传输可靠性的判断。因此，在一些优选的实施例中，可以通过校验码的方式，以实现对横向控制指令的正确性的快速判断。

当确认了第一通讯链路传递过来的横向控制指令是正确的，故可以认为第一通讯链路是可靠的。因此，将从第一通讯链路传递过来的横向控制指令作为当前的横向控制指令，以给后续的横向执行器来执行使用，进入自动驾驶横向控制状态。

当然，当确认从第一通讯链路传递过来的横向控制指令为不正确（错误），则认为第一通讯链路是不可靠的。故，需要从第二通讯链路中获取横向控制指令。并且对获取的横向控制指令进行正确性的判断。对于从第二通讯链路中获取的横向控制指令的正确性的判断方式与从第一通讯链路中获取的横向控制指令的正确性的判断方式相同，这里就不重复展开描述了。

当确认了从第二通讯链路获取的横向控制指令为正确，则将从第二通讯链路获取的横向控制指令作为当前的横向控制指令，以给后续的横向执行器来执行使用，进入自动驾驶横向控制状态。

当然，当确认从第二通讯链路获取的横向控制指令为不正确（错误），则认为第二通讯链路是不可靠的。由于第一通讯链路和第二通讯链路均被认为不可靠时，为了驾驶安全，则不能进入自动驾驶横向控制状态。

在确认进入了自动驾驶横向控制状态之后，为了确保横向执行器可以可靠的执行横向控制指令。因此，对于横向执行器也需要进行一定的冗余措施。在本具体实施例中，车辆设置第一横向执行器和第二横向执行器。第一横向执行器和第二横向执行器均可以独立执行横向控制指令，以实现对车辆的横向控制。需要说明的是，这里的自动驾驶横向控制状态指的是横向执行器对横向控制指令执行前的一个工况。

参考图4，图4是横向执行器的判断流程图。

自动驾驶控制系统在确定了进入自动驾驶横向控制状态之后，则需要判断第一横向执行器和第二横向执行器的状态。

为了保证横向执行器的独立性，第一横向执行器和第二横向执行器均具有相互独立的传感器、控制器、电机和供电。从而保证当两个横向执行器中其中一个出故障的时候，不会影响到另外一个横向执行器的正常运行。当然，第一横向执行器和第二横向执行器之间也会存在有独立的通讯链路，通过独立的通讯链路使得第一横向执行器和第二横向执行器在信息上可以互通。

自动驾驶控制系统通过设定的判断规则来确定横向执行器的状态是否正常。自动驾驶控制系统通过获取横向执行器的状态信息，来确定横向执行器的状态是否为正常状态。具体为：自动驾驶控制系统获取第一横向执行器所反馈的状态信息，根据所述状态信息从预先设定的故障判定规则中，确定第一横向执行器的状态是否正常。获取第二横向执行器所反馈的状态信息，根据所述状态信息从预先设定的故障判定规则中，确定第二横向执行器的状态是否正常。

当第一横向执行器和第二横向执行器的状态均正常，则第一横向执行器和第二横向执行器均执行当前的横向控制指令。

当第一横向执行器的状态正常，且第二横向执行器状态不正常，则第一横向执行器执行当前的横向控制指令，第二横向执行器不执行当前的横向控制指令。

当第一横向执行器的状态不正常，且第二横向执行器的状态正常，则第一横向执行器不执行当前的横向控制指令，第二横向执行器执行当前的横向控制指令。

当第一横向执行器的状态不正常，且第二横向执行器的状态不正常，则退出自动驾驶控制。由于两个横向执行器的状态都不正常，那么此时，自动驾驶存在较大的风险。因此，当确定第一横向执行器的状态和第二横向执行器的状态均为不正常时，则会退出整个自动驾驶控制。以让驾驶员重新接管车辆，保证车辆的安全性。

本发明通过设置主控制器和备份控制器，以实现控制层面的冗余。再设置第一通讯链路和第二通讯链路，以实现传输层面的冗余。最后设置第一横向执行器和第二横向执行器，以实现具体执行层面的冗余。通过这样全面冗余的设计，以提高自动驾驶的可靠性。

为了使得驾乘人员可以及时了解到当前的横向执行器的运行状况，故在一些进一步的具体实施例中，本自动驾驶横向控制系统还包括获取处于不正常状态的横向执行器的故障信息，并且将所述故障信息进行对外发送（上传），以使得车辆的自动驾驶控制系统可以得知道横向执行器的故障情况。对于这些信息，车辆的自动驾驶控制系统可以通过车载的人机交互界面进行显示，以便于驾乘人员对横向执行器的状态的了解。

另一方面，本申请还提供了一种车辆，所述车辆集成有上述具体实施例中任意一项所述的自动驾驶横向控制系统。具体地，车辆可以为私家车，例如轿车、SUV、MPV或皮卡等。车辆也可以为运营车，例如面包车、公交车、小型货车或大型拖挂车等。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或装置不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或装置固有的其他步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机、服务器或者网络装置等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

尽管本申请的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本申请的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本申请进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本申请的非实质性改动仍可代表本申请的等效改动。

Claims

1.一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，包括：主控制器、备份控制器、第一通讯链路、第二通讯链路、第一横向执行器和第二横向执行器；

所述自动驾驶横向控制系统还包括：

判断主控制器是否正常；

当所述主控制器为正常，则由主控制器生成横向控制指令；

2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，所述判断主控制器是否正常具体包括：主控制器将其自身的故障状态发送给备份控制器，通过备份控制器对所述故障状态的评估来确定主控制器是否正常。

3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，还包括：当确定主控制器为不正常时，则对外发出提醒信息。

4.根据权利要求3所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，所述提醒信息包括声音信息或者文字信息。

5.根据权利要求1所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，所述横向控制指令包括：转角控制和扭矩横向控制。

6.根据权利要求1所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，所述判断第一横向执行器和第二横向执行器的状态是否正常具体包括：获取第一横向执行器所反馈的状态信息，根据所述状态信息从预先设定的故障判定规则中，确定第一横向执行器的状态是否正常；获取第二横向执行器所反馈的状态信息，根据所述状态信息从预先设定的故障判定规则中，确定第二横向执行器的状态是否正常。

7.根据权利要求1所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，还包括获取处于不正常状态的横向执行器的故障信息，并将所述故障信息对外发送。

8.根据权利要求1所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，所述第一横向执行器和第二横向执行器通过独立的通讯链路进行信息交换。

9.根据权利要求1所述的一种自动驾驶横向控制系统，其特征在于，所述第一横向执行器和第二横向执行器的供电电源相互独立。

10.一种车辆，其特征在于，集成有权利要求1至9任意一项所述的自动驾驶横向控制系统。