CN213649545U - 车辆控制系统与车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种车辆控制系统与车辆，其中，上述车辆控制系统包括自动驾驶控制器、底盘控制器以及辅助控制器，自动驾驶控制器与底盘控制器通信连接，辅助控制器与底盘控制器通信连接；其中，自动驾驶控制器还连接有第一传感器组件，且自动驾驶控制器用于基于第一传感器组件获取的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；底盘控制器还连接有第二传感器组件，且底盘控制器用于基于第二传感器组件获取的获取的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；辅助控制器还连接有第三传感器组件，且辅助控制器用于基于第三传感器组件获取的路面信息对障碍物进行检测。本实用新型实施例中形成了安全冗余系统，能够提高车辆自动驾驶的可靠性。

Description

车辆控制系统与车辆

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆控制系统与车辆。

背景技术

众所周知，在自动驾驶技术领域中，车辆的自动驾驶控制器可以用于针对车辆行驶环境全局的检测、对车辆自身运行状态进行实时检测以及基于以上因素确定车辆控制策略等功能，因此，往往对自动驾驶控制器的运算能力及可靠度有较高的要求。当自动驾驶控制器由于一些因素，例如车辆的行驶环境比较复杂或者条件比较恶劣而导致失效时，可能导致车辆无法正常行驶，进而带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种车辆控制系统与车辆，以解决当车辆的自动驾驶控制器失效时，可能导致车辆无法正常行驶，进而带来安全隐患的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种车辆控制系统，

包括自动驾驶控制器、底盘控制器以及辅助控制器，所述自动驾驶控制器与所述底盘控制器通信连接，所述辅助控制器与所述底盘控制器通信连接；

其中，所述自动驾驶控制器还连接有第一传感器组件，且所述自动驾驶控制器用于基于所述第一传感器组件获取的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；所述底盘控制器还连接有第二传感器组件，且所述底盘控制器用于基于所述第二传感器组件获取的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；所述辅助控制器还连接有第三传感器组件，且所述辅助控制器用于基于所述第三传感器组件获取的路面信息对障碍物进行检测

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括上述的车辆控制系统。

本实用新型实施例提供的车辆控制系统中，自动驾驶控制器与底盘控制器加辅助控制器的组合可实现两套相对独立的控制功能，即两者形成安全冗余系统，能够提高车辆自动驾驶的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的车辆控制系统的第一种结构示意图；

图2为本实用新型实施例种自动驾驶控制器的一种结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的车辆控制系统的第二种结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的车辆控制系统的第三种结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的车辆在一实际应用场景中的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

除非另作定义，本实用新型中使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

如图1所示，本实用新型实施例提供的车辆控制系统，包括自动驾驶控制器110、底盘控制器120以及辅助控制器130，所述自动驾驶控制器110与所述底盘控制器120通信连接，所述辅助控制器130与所述底盘控制器120通信连接；

其中，所述自动驾驶控制器110还连接有第一传感器组件111，且所述自动驾驶控制器110用于基于所述第一传感器组件111获取的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；所述底盘控制器120还连接有第二传感器组件121，且所述底盘控制器120用于基于所述第二传感器组件121获取的的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；所述辅助控制器130还连接有第三传感器组件131，且所述辅助控制器130用于基于所述第三传感器组件131获取的路面信息对障碍物进行检测。

本实施例中，对于自动驾驶控制器110，可以是基于移动数据中心(Mobile DataCenter，MDC)的自动驾驶控制器。容易理解的是，第一传感器组件111可以获取行车环境信息，例如道路中的车辆等障碍物、道路的路肩或者道路周边环境等；自动驾驶控制器110连接第一传感器组件111，可以接收上述行车环境信息并进行驾驶控制。

对于底盘控制器120，可以是例如域控制器(Domain Control Unit，DCU)的底盘控制器。与自动驾驶控制器110类似地，底盘控制器120也可以连接相应的第二传感器组件121，并接收第二传感器组件121获取的行车环境信息，实现并对车辆进行驾驶控制。例如，基于底盘控制器120，可以实现在一定程度上对行人或车辆的碰撞的规避，以减少事故的发生。

对于辅助控制器130，可以是例如海思(HiSU)控制器等，其与第三传感器组件131进行连接，并可以用于基于第三传感器组件131获取路面信息进行障碍物的检测。例如，通过辅助控制器130与第三传感器组件131，可以实现对结构化路面和异型障碍物的检测。

在实际应用场景中，自动驾驶控制器110的运算能力较强，可以满足对车辆的驾驶控制的需要；而在自动驾驶控制器110失效的情况下，底盘控制器120也可以基于第二传感器组件121获取的的行车环境信息对车辆进行驾驶控制，在一定程度上保证车辆的正常行驶；但相对来讲，底盘控制器120的运算能力要弱于自动驾驶控制器110，因此，底盘控制器120可以结合辅助控制器130对结构化路面和异型障碍物的进行检测的能力，共同来满足车辆的驾驶控制的需要。

换而言之，自动驾驶控制器110与底盘控制器120加辅助控制器130的组合可实现两套相对独立的控制功能，即两者形成安全冗余系统，能够提高车辆自动驾驶的可靠性。

在一个可行的应用场景中，上述自动驾驶控制器110可以采用华为MDC车规级智能驾驶计算平台，满足防震、防水、防尘等车规要求，算力、电源、架构多重冗余，具备高算力、高安全、高能效、确定性低时延等特性。

在一个示例中，上述第一传感器组件111包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达以及GNSS/IMU组合定位装置。

对于GNSS/IMU系统，可以认为是基于全球导航卫星系统(Global NavigationSatellite System，GNSS)与惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)的高精度定位系统。

在一个应用场景中，第一传感器组件111可以包括以上全部类型的传感器组件，通过多重融合，集成各类传感器组件优势，实现360度视场冗余覆盖，常规工况下可提供侧向50米、后向150米、前向350米感知能力；定位功能能够适应无差分信号、GPS信号干扰、非标准道路等各种复杂场景，实现厘米级定位。

当然，在实际应用中，第一传感器组件111也可以根据实际需要进行合理选择，相似地，其感知能力也可以根据需要进行调整。

在一个示例中，上述第二传感器组件121包括毫米波雷达与单目摄像头。

上述第三传感器组件131包括激光雷达与环视摄像头。

对于激光雷达，可以获取关于障碍物的激光点云数据，辅助控制器130则可以对激光点云数据进行处理。

同样地，第三传感器组件131的实际构成也可以根据需要进行选择，在一个举例中，传感器组件121可以是环视摄像头，相应地，辅助控制器120可以是集成在环视摄像头内部的。在一些可行的实施方式中，辅助控制器130可以将对激光点云数据的处理结果发送到底盘控制器120，在底盘控制器120实现数据融合、车辆控制等。具体过程在下文中进行描述。

在一个示例中，辅助控制器130与底盘控制器120通过CAN总线连接。

对于环视摄像头，可以理解为补盲相机，即可以对常规的难以捕捉的对象进行有效的拍摄，并可以进一步发送给辅助控制器130进行检测与识别。

结合一实际应用场景，辅助控制器130可以是基于HiSU的异型障碍物检测控制器，利用激光雷达、补盲相机等传感器组件，对现有技术中难以识别的坑洞、石块、井盖翘起等异型障碍物进行有效感知，解决车辆近身安全问题。

结合以上示例可见，第一传感器组件111、第二传感器组件121以及第三传感器组件131的具体组成可能并不相同，换而言之，自动驾驶控制器110与底盘控制器120的输入量可能并不相同；具体实际应用中，两控制器主要实现的功能，即两控制器的输出也可能不同。如此，上文实施例中所述的构成安全冗余系统的两个部分，即自动驾驶控制器110与底盘控制器120加辅助控制器130的组合，可实现两套相对独立且功能有所不同的控制功能，即两者形成异构安全冗余系统。相对于现有同构型的安全冗余系统，该异构安全冗余系统由于输入可以存在不相同，可发挥每一种控制系统的不同特点，不至于两种控制系统同时发生故障，可进一步提高行车安全性。

在一个较佳的实施方式中，底盘控制器120会实时监测自动驾驶控制器110的控制功能，当自动驾驶控制器110出现故障时，底盘控制器120会直接接管自动驾驶控制器110的控制功能，起到安全冗余作用。

可选地，如图2与图3所示，所述自动驾驶控制器110包括以下至少一项：用于与终端设备200连接的第一连接端口112、用于与远程遥控系统300进行通信的第一通信组件113以及用于与服务器400进行通信的第二通信组件114。

换而言之，本实施例中，自动驾驶控制器110可以与终端设备200、远程遥控系统300以及服务器400中的至少一项进行数据传输。对于终端设备200，可以是移动终端，也可以是车载终端等；对于服务器400，可以是运营云平台，也可以是路侧单元等；此处均不做具体限定。

对于第一连接端口112，可以是常规的USB端口等有线连接端口，当然，也可以是用于与终端设备200进行无线通信的通信连接端口，例如蓝牙、WiFi等通信连接端口。相应地，对于第一通信组件113与第二通信组件114，可以是5G模块、4G模块或者其他可用于无线通信的通信组件。

在一个实际应用场景中，通过车载终端、移动终端与运营云平台后端可实现与车辆自动驾驶系统的前后台交互操作，能够完成智能驾驶、远程监控与遥控的自主切换，实现云到端、点到面的全方位管理与监控，有效实现故障监控、任务分发、策略调整等功能。

可选地，如图4所示，所述底盘控制器120还连接有用于对车辆运行数据进行获取的第四传感器组件122。

本实施例中，第四传感器组件122可以获取车辆底盘等位置的运行参数信息，例如底盘振动、倾角等。而底盘控制器120根据第四传感器组件获取的运行参数信息，可以实现对车辆的运行状态进行监控。

如图4所示，在一个示例中，所述底盘控制器120还包括用于与自动紧急刹车系统(Autonomous Emergency Braking，AEB)500连接的第二连接端口123。

也就是说，底盘控制器120可以与车辆的AEB进行连接，当底盘控制器120判定车辆的形式存在异常时，可以通过数据交互控制AEB实现紧急制动的功能，提高车辆的安全性。

通常来讲，自动驾驶控制器110通常也能够实时监测车辆的运行状态，与底盘控制器120的运行状态的监控功能形成安全冗余，进一步提升车辆对复杂、恶劣工作环境的适应性。

结合以上实施例中对底盘控制器120的说明，以及一些实际应用场景，可以使得底盘控制器120具有如下功能：针对异型障碍物进行检测、紧急制动、独立主动安全系统设备及功能模块自检功能、故障管理及功能降级功能以及与车辆底盘实现数据通信功能。这些功能可以基于本实用新型实施例的改进以及现有常规技术进行实现，此处不再赘述。

本实用新型实施例还提供了一种车辆，包括上述的车辆控制系统。

需要说明的是，该车辆是包括了上述车辆控制系统的车辆，上述车辆控制系统实施例中所有实现方式均适用于该车辆的实施例中，也能达到相同的技术效果。

如图5所述，结合一实际应用场景，从自动驾驶的安全等级的角度看，自动驾驶控制器110可以实现L4安全等级的功能，而底盘控制器120则可以实现L2安全等级的功能。在一些实际应用场景中，上述车辆控制系统可以包括MDC自动驾驶控制器(对应自动驾驶控制器110)、DCU底盘控制器(对应底盘控制器120)、HiSU辅助控制器(对应辅助控制器130)，以上三部分控制器构成多重冗余的安全控制链路，具备应急响应机制，能够适应高度复杂、条件恶劣的商用车辆生产作业环境与应用工况。底盘控制器120可以与车辆底盘600进行数据通信，进而实现实时监测车辆的运行状态的功能，并可以与自动驾驶控制器110的车辆运行状态监测功能形成安全冗余；从而有效提高车辆的安全性。

具体来说，MDC自动驾驶控制器可以主要用于实现车辆的自动驾驶的控制功能，DCU底盘控制器可以用于安全冗余，HiSU辅助控制器可以用于异型障碍物检测。同时，车辆通过MDC自动驾驶控制器还可以分别通信连接至终端设备200、远程遥控系统300以及服务器400；终端设备200可以用于人机操控，远程遥控系统300可以用于对车辆进行远程操作，服务器400可以认为是管理平台，用于管理、运营以及调度等。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆控制系统，其特征在于，包括自动驾驶控制器、底盘控制器以及辅助控制器，所述自动驾驶控制器与所述底盘控制器通信连接，所述辅助控制器与所述底盘控制器通信连接；

其中，所述自动驾驶控制器还连接有第一传感器组件，且所述自动驾驶控制器用于基于所述第一传感器组件获取的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；所述底盘控制器还连接有第二传感器组件，且所述底盘控制器用于基于所述第二传感器组件获取的行车环境信息对车辆进行驾驶控制；所述辅助控制器还连接有第三传感器组件，且所述辅助控制器用于基于所述第三传感器组件获取的路面信息对障碍物进行检测。

2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第一传感器组件包括摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达以及GNSS/IMU组合定位装置。

3.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第二传感器组件包括毫米波雷达与单目摄像头。

4.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第三传感器组件包括激光雷达与环视摄像头。

5.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述自动驾驶控制器包括以下至少一项：用于与终端设备连接的第一连接端口、用于与远程遥控系统进行通信的第一通信组件以及用于与服务器进行通信的第二通信组件。

6.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述底盘控制器还连接有用于对车辆运行数据进行获取的第四传感器组件。

7.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述底盘控制器还包括用于与自动紧急刹车系统连接的第二连接端口。

8.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于，所述辅助控制器与所述底盘控制器通过CAN总线连接。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的车辆控制系统。

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