CN215910793U - 自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路、控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路、控制器及车辆，该冗余执行切换电路包括：第一域处理器，第二域处理器，第一选择器，第二选择器，第一执行器以及第二执行器；所述第一选择器的第一输入端与所述第一域处理器的第一输出端连接；所述第一选择器的第二输入端与所述第二域处理器的第一输出端连接；所述第二选择器的第一输入端与所述第一域处理器的第二输出端连接；所述第二选择器的第二输入端与所述第二域处理器的第二输出端连接；所述第一选择器的输出端与所述第一执行器的输入端连接；所述第二选择器的输出端与所述第二执行器的输入端连接，减少了对执行器的改造，能够更好的适配不同执行器，并完成冗余系统切换。

Description

自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路、控制器及车辆

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路、控制器及车辆。

背景技术

无人驾驶汽车需要在无驾驶员情况下，车辆自主由起始位置到达目的地位置，这个过程可能发生故障，无人驾驶系统须要保证不发生由自动驾驶系统引起的事故。上述要求对于目前不具备责任主体的自动驾驶系统十分重要，故须要车辆具备系统冗余的能力。L3自动驾驶系统的目标是任意单点失效，车辆应能够保证在本车道安全停车，故制动系统和转向系统需要冗余。但随即带来一个技术问题，如何保证两套或多套具备相同功能的系统不干涉的配合工作。

目前的解决方法有：冗余执行系统内部切换，该方案特点是冗余的自动驾驶系统控制器(ADU)通过两条或以上链路，持续发送控制指令，冗余执行系统根据自身故障状态，执行切换，具体系统框图如下所示。这种技术方案需要冗余执行系统深度参与，新开发相应接口，冗余自动驾驶系统的变更可能导致多个控制器的变更，增加变动成本。冗余自动驾驶系统控制器负责切换，该方案切换主体是冗余自动驾驶系统控制器(ADU)，需要发送控制指令及切换指令。冗余执行系统内部相互备份的控制器不需要相互监控，仅需要根据自动驾驶系统指令执行即可。该技术方案仍然需要控制器对冗余自动驾驶的不同指令进行优先级判断，选择执行。如果主辅执行系统能力相差较大，为了尽可能利用主执行系统的能力，系统交互变得非常复杂。

然而，目前的技术方法，存在切换机制复杂，通信负载高，开发工作量大且影响面广的缺点。

因此，如何提供一种自动驾驶域控制器主导的冗余执行系统切换方案，能够使得自动驾驶控制器更好的适配不同执行器，并完成冗余系统切换是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路、控制器及车辆，能够使得自动驾驶控制器更好的适配不同执行器，并完成冗余系统切换。

第一方面，本实用新型提供一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，包括：第一域处理器，第二域处理器，第一选择器，第二选择器，第一执行器以及第二执行器；

所述第一选择器的第一输入端与所述第一域处理器的第一输出端连接；所述第一选择器的第二输入端与所述第二域处理器的第一输出端连接；

所述第二选择器的第一输入端与所述第一域处理器的第二输出端连接；所述第二选择器的第二输入端与所述第二域处理器的第二输出端连接；

所述第一选择器的输出端与所述第一执行器的输入端连接；所述第二选择器的输出端与所述第二执行器的输入端连接。

进一步地，所述第一选择器用于根据第一预设条件对所述第一域处理器发出的第一ADU指令与所述第二域处理器发出的第二ADU指令进行选择，并输出选择结果到所述第一执行器。

进一步地，所述第一选择器为第一PLC控制器，所述第一PLC控制设有用户输入端，所述用户输入端用于接收用户输入的第一预设条件。

进一步地，所述第二选择器用于根据第二预设条件对所述第一域处理器发出的第三ADU指令与所述第二域处理器发出的第四ADU指令进行选择，并输出选择结果到所述第二执行器。

进一步地，所述第二选择器为第二PLC控制器，所述第二PLC控制设有第二用户输入端，所述第二用户输入端用于接收用户输入的第二预设条件。

进一步地，所述第一选择器包括：

第一优先选择模块，用于在接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令情况下，选择所述第一域处理器发出的第一ADU指令作为选择结果；

第一备用选择模块，用于在只接收到所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，选择所述第二域处理器发出的第二ADU指令作为选择结果；

第一链路状态切换模块，用于在没有接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令和所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，切换对应的链路为ADU指令不可用状态。

进一步地，所述第二选择器包括：

第二优先选择模块，用于在接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令情况下，选择所述第一域处理器发出的第一ADU指令作为选择结果；

第二备用选择模块，用于在只接收到所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，选择所述第二域处理器发出的第二ADU指令作为选择结果；

第二链路状态切换模块，用于在没有接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令和所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，切换对应的链路为ADU指令不可用状态。

进一步地，还包括：第一电源、第二电源；

所述第一电源用于为第一域处理器，第一选择器以及第一执行器供电

所述第二电源用于为第二域处理器，第二选择器以及第二执行器供电。

第二方面，本实用新型实施例提供一种自动驾驶域控制器，设有上述第一方面所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路。

第三方面，本实用新型实施例提供一种车辆，设有上述第二方面所述的自动驾驶域控制器。

本实用新型提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路、控制器及车辆，通过在第一域处理器与第二域处理器的输出端设置第一选择器和第二选择器，并且对第一域处理器和第二域处理器的信号进行选择，并将选择信号发送到执行器，与现有技术中执行器需要接收两路信号相比，本实用新型中的执行器无需接收两路信号，减少了对执行器的改造，能够使得自动驾驶控制器更好的适配不同执行器，并完成冗余系统切换。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路的组成结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路的第一选择器组成结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路的第二选择器组成结构示意图。

附图标记：

第一域处理器101，第二域处理器102，第一选择器103，第二选择器104，第一执行器105、第二执行器106。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图3描述本实用新型的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路。

图1为本实用新型实施例提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路的组成结构示意图。

在本实用新型一种具体实施方式中，本实用新型提供一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，包括：第一域处理器101，第二域处理器102，第一选择器103，第二选择器104，第一执行器105以及第二执行器106；所述第一选择器103的第一输入端与所述第一域处理器101的第一输出端连接；所述第一选择器103的第二输入端与所述第二域处理器102的第一输出端连接；所述第二选择器104的第一输入端与所述第一域处理器101的第二输出端连接；所述第二选择器104的第二输入端与所述第二域处理器102的第二输出端连接；所述第一选择器103的输出端与所述第一执行器105的输入端连接；所述第二选择器104的输出端与所述第二执行器106的输入端连接。

具体地，在实践中，所述第一选择器103用于根据第一预设条件对所述第一域处理器101发出的第一ADU指令与所述第二域处理器102发出的第二ADU指令进行选择，并输出选择结果到所述第一执行器105。例如，可以将所述第一选择器103设置为第一PLC控制器，所述第一PLC控制设有用户输入端，所述用户输入端用于接收用户输入的第一预设条件。从而用户可以自行设计第一选择器103的选择结果，当然，也实际中也可以使用当前的

同样地，对于第二选择器104也可以使用类似的设计，第二选择器104用于根据第二预设条件对所述第一域处理器101发出的第三ADU指令与所述第二域处理器102发出的第四ADU指令进行选择，并输出选择结果到所述第二执行器106，所述第二选择器104为第二PLC控制器，所述第二PLC控制设有第二用户输入端，所述第二用户输入端用于接收用户输入的第二预设条件。

当第一选择器103和第二选择器104投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，第一选择器103和第二选择器104的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

首先是输入采样阶段，在输入采样阶段，第一选择器103和第二选择器104以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，也就是第一域处理器101和第二域处理器102输出的数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

其次是用户程序执行阶段，在用户程序执行阶段，第一选择器103和第二选择器104按由上而下的顺序依次地扫描用户程序，当程序执行结束后，第一选择器103和第二选择器104就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设，这时，才是第一选择器103和第二选择器104的真正输出的选择结果。

请参考图2、图3，图2为本实用新型实施例提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路的第一选择器103组成结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路的第二选择器104组成结构示意图。

对于第一选择器103的功能，可以采用下列模块实现，第一选择器103103包括：第一优先选择模块1031，用于在接收到所述第一域处理器101发出的第一ADU指令情况下，选择所述第一域处理器101发出的第一ADU指令作为选择结果；第一备用选择模块1032，用于在只接收到所述第二域处理器102发出的第二ADU指令的情况下，选择所述第二域处理器102发出的第二ADU指令作为选择结果；第一链路状态切换模块1033，用于在没有接收到所述第一域处理器101发出的第一ADU指令和所述第二域处理器102发出的第二ADU指令中任一个的情况下，切换对应的链路为ADU指令不可用状态。

对于第二选择器104104的功能，可以使用以下模块实现：第二优先选择模块1041，用于在接收到所述第一域处理器101发出的第一ADU指令情况下，选择所述第一域处理器101发出的第一ADU指令作为选择结果；第二备用选择模块1042，用于在只接收到所述第二域处理器102发出的第二ADU指令的情况下，选择所述第二域处理器102发出的第二ADU指令作为选择结果；第二链路状态切换模块1043，用于在没有接收到所述第一域处理器101发出的第一ADU指令和所述第二域处理器102发出的第二ADU指令中任一个的情况下，切换对应的链路为ADU指令不可用状态。

在上述实施例的基础上，为了实现整体的稳定供电，还可以采用双电源结构，也就是说，在该自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路还包括：第一电源、第二电源；所述第一电源用于为第一域处理器101，第一选择器103以及第一执行器105供电所述第二电源用于为第二域处理器102，第二选择器104以及第二执行器106供电，从而保证至少有一个执行器能够供电正常，避免供电故障导致的执行故障。

在本实用新型又一实施例中，还提供一种自动驾驶域控制器，设有上述任一实施例中所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路。

在本实用新型的另一实施例中，本实用新型实施例提供一种车辆，设有上述第二方面所述的自动驾驶域控制器。

本实用新型实施例中的域控制器主辅处理器(第一域处理器101、第二域处理器102)分别根据自身获得的信息，给出需要执行的指令及执行器选取信息及指令是否可用的状态位。选择器(Switch，第一选择器103、第二选择器104)会根据预先设定的原则选取域控制器主辅处理器的指令作为最终发送指令。例如，ADU指令选择原则：域控制器主处理器指令优先；域控制器主处理器指令不可用，选择辅处理器指令；主辅处理器指令均不可用，对应链路的ADU指令不可用。选择器作为域控制器与车辆网络、域控制器主辅处理器的通信通路，可起到隔离外部车辆网络的变化。本实用新型实施例提供的域控制器可以从上层域控制器角度避免底层执行器干涉的问题。

本实用新型实施例提供的技术方案的技术优势在于简化冗余执行系统设计，底层执行器的更换不影响整个自动驾驶系统，使得自动驾驶域控制器通用性更好，系统交互更加简单。

本实用新型实施例提供的一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路、控制器及车辆，通过在第一域处理器101与第二域处理器102的输出端设置第一选择器103和第二选择器104，并且对第一域处理器101和第二域处理器102的信号进行选择，并将选择信号发送到执行器，与现有技术中执行器需要接收两路信号相比，本实用新型中的执行器无需接收两路信号，减少了对执行器的改造，能够使得自动驾驶控制器更好的适配不同执行器，并完成冗余系统切换。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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计算机可读存储介质中，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，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，包括：第一域处理器，第二域处理器，第一选择器，第二选择器，第一执行器以及第二执行器；

所述第一选择器的第一输入端与所述第一域处理器的第一输出端连接；所述第一选择器的第二输入端与所述第二域处理器的第一输出端连接；

所述第二选择器的第一输入端与所述第一域处理器的第二输出端连接；所述第二选择器的第二输入端与所述第二域处理器的第二输出端连接；

所述第一选择器的输出端与所述第一执行器的输入端连接；所述第二选择器的输出端与所述第二执行器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，所述第一选择器用于根据第一预设条件对所述第一域处理器发出的第一ADU指令与所述第二域处理器发出的第二ADU指令进行选择，并输出选择结果到所述第一执行器。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，

所述第一选择器为第一可编程控制器，所述第一可编程控制设有用户输入端，所述用户输入端用于接收用户输入的第一预设条件。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，所述第二选择器用于根据第二预设条件对所述第一域处理器发出的第三ADU指令与所述第二域处理器发出的第四ADU指令进行选择，并输出选择结果到所述第二执行器。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，

所述第二选择器为第二可编程控制器，所述第二可编程控制设有第二用户输入端，所述第二用户输入端用于接收用户输入的第二预设条件。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，所述第一选择器包括：

第一优先选择模块，用于在接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令情况下，选择所述第一域处理器发出的第一ADU指令作为选择结果；

第一备用选择模块，用于在只接收到所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，选择所述第二域处理器发出的第二ADU指令作为选择结果；

第一链路状态切换模块，用于在没有接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令和所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，切换对应的链路为ADU指令不可用状态。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，所述第二选择器包括：

第二优先选择模块，用于在接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令情况下，选择所述第一域处理器发出的第一ADU指令作为选择结果；

第二备用选择模块，用于在只接收到所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，选择所述第二域处理器发出的第二ADU指令作为选择结果；

第二链路状态切换模块，用于在没有接收到所述第一域处理器发出的第一ADU指令和所述第二域处理器发出的第二ADU指令的情况下，切换对应的链路为ADU指令不可用状态。

8.根据权利要求1至7任一项所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路，其特征在于，还包括：第一电源、第二电源；

所述第一电源用于为第一域处理器，第一选择器以及第一执行器供电

所述第二电源用于为第二域处理器，第二选择器以及第二执行器供电。

9.一种自动驾驶域控制器，其特征在于，设有如权利要求1至8任一项所述的自动驾驶域控制器的冗余执行切换电路。

10.一种车辆，其特征在于，设有如权利要求9所述的自动驾驶域控制器。

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