CN219122584U - 冗余自动驾驶控制系统和自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种冗余自动驾驶控制系统和自动驾驶车辆，涉及汽车安全和自动驾驶领域。冗余自动驾驶控制系统包括：主自动驾驶控制单元、从自动驾驶控制单元、主域控制器、从域控制器和两套执行器；主自动驾驶控制单元和从自动驾驶控制单元均通过车载以太网，与主域控制器和从域控制器通信连接；主域控制器和从域控制器均与两套执行器通信连接，一套执行器中包括多个不同的主执行器，另一套执行器中包括与多个不同的主执行器一一对应的多个不同的从执行器。本公开中的冗余自动驾驶控制系统中，无论是自动驾驶控制单元、域控制器和执行器等器件，还是器件之间的连接，均采用冗余方式设置，提高了自动驾驶系统的可靠性，以及自动驾驶过程的安全性。

Description

冗余自动驾驶控制系统和自动驾驶车辆

技术领域

本公开涉及汽车安全和自动驾驶领域，具体涉及自动驾驶系统领域，尤其涉及一种冗余自动驾驶控制系统和自动驾驶车辆。

背景技术

近年来，国内自动驾驶系统发展迅速，各企业不断推出更高级别的自动驾驶技术。然而，目前单一的自动驾驶系统，无法保证自动驾驶车辆在发生故障情况下的驾驶安全性。

发明内容

本公开提供了一种冗余自动驾驶控制系统和自动驾驶车辆。

根据第一方面，提供了一种冗余自动驾驶控制系统，包括：主自动驾驶控制单元、从自动驾驶控制单元、主域控制器、从域控制器和两套执行器；主自动驾驶控制单元和从自动驾驶控制单元，均通过车载以太网，与主域控制器和从域控制器通信连接；主域控制器和从域控制器均与两套执行器通信连接，其中，两套执行器中的一套执行器中包括多个不同的主执行器，另一套执行器中包括与多个不同的主执行器一一对应的多个不同的从执行器。

根据第二方面，提供了一种自动驾驶车辆，自动驾驶车辆上设置有第一方面任一实现方式描述的冗余自动驾驶控制系统。

根据本公开的技术，提供了一种冗余自动驾驶控制系统，主自动驾驶控制单元和从自动驾驶控制单元，均通过主域控制器和从域控制器，与一套主执行器和一套从执行器通信连接，无论是自动驾驶控制单元、域控制器和执行器等器件，还是器件之间的连接，均采用冗余方式设置，提高了自动驾驶系统的可靠性，以及自动驾驶过程的安全性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开的示出了冗余自动驾驶控制系统的结构示意图；

图2是根据本实施例的冗余自动驾驶控制系统的又一实施例的结构示意图；

图3是根据本实施例的冗余自动驾驶控制系统的又一实施例的结构示意图；

图4是根据本实施例的冗余自动驾驶控制系统的又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

参考图1，示出了冗余自动驾驶控制系统的结构示意图。

冗余自动驾驶控制系统包括：主自动驾驶控制单元11、从自动驾驶控制单元12、主域控制器21、从域控制器22、主执行器31和从执行器32。主自动驾驶控制单元11和从自动驾驶控制单元12，均通过主域控制器21和从域控制器22，与主执行器31和从执行器32通信连接。

本实施例中，自动驾驶控制单元可以是自动驾驶系统中的上层控制器。自动驾驶控制单元需要具备多传感器融合、定位、路径规划、无线通讯、决策控制、高速通讯等能力，其需要外接如毫米波雷达、激光雷达、车载摄像头、惯性导航等硬件设备，从而实现自动驾驶的感知、决策能力，其核心是芯片的处理能力，最终目标是实现自动驾驶的算力需求，简化设备，提高自动驾驶系统的集成度。此外，自动驾驶控制单元也是负责车辆在自动驾驶状态下底层核心数据、联网数据的安全保障工作，以实现更高等级自动驾驶技术的核心部件。

自动驾驶车辆结构复杂，可以将其具备的主体功能划分为几个不同的域。例如，五域集中式电子电器架构中，包括动力域、车身域、底盘域、座舱域和自动驾驶域。每个域设置对应的域控制器，通过域控制器，控制所对应的域中的执行器。

以底盘域为例，执行器可以是加速踏板电机、刹车踏板电机、方向盘电机和齿轮电机等。

自动驾驶控制单元、域控制器和执行器之间可以采用有线连接方式，也可以采用无线网络连接方式进行通信连接。为了保证自动驾驶控制单元、域控制器和执行器之间的通信过程的稳定性，可以优先采用有线连接方式，例如，采用CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线，实现自动驾驶控制单元、域控制器和执行器之间的通信连接。

本实施例中，自动驾驶控制单元、域控制器和执行器均冗余设置，以防主器件在发生故障时，切换至从器件，从而保证自动驾驶系统的稳定运行。

本实施例中，对于自动驾驶车辆上的不同域，均可以采用如图1所示的冗余架构，以保证自动驾驶车辆上部署的自动驾驶系统的可靠性和稳定性。具体的，以五域集中式电子电器架构为例，主自动驾驶控制单元11和从自动驾驶控制单元12均与每个域中的主域控制器21和从域控制器22通信连接；每个域中的主域控制器21和从域控制器22，均与该域中的主执行器31和从执行器32通信连接。

本实施例中，提供了一种冗余自动驾驶控制系统，主自动驾驶控制单元和从自动驾驶控制单元，均通过主域控制器和从域控制器，与一套主执行器和一套从执行器通信连接，无论是自动驾驶控制单元、域控制器和执行器等器件，还是器件之间的连接，均采用冗余方式设置，提高了自动驾驶系统的可靠性，以及自动驾驶过程的安全性。

继续参考图2，示出了冗余自动驾驶控制系统的又一实施例的结构示意图。

在本实施例的一些可选的实现方式中，主自动驾驶控制单元和从自动驾驶控制单元均通过车载以太网，与主域控制器和从域控制器通信连接。

自动驾驶控制单元和域控制器之间通过车载以太网通信连接，利用以太网协议栈可以实现两个自动驾驶控制单元使用一套协议控制域控制器，降低了适配和使用的复杂度。同时，相比于传统的车用通信链路，车载以太网的高带宽，可以实现更多控制信息的传输，提高了通信速度和通信效率。

继续参考图2，在本实施例的一些可选的实现方式中，主域控制器和从域控制器上均设有统一的线控控车接口4。主域控制21和从域控制器22通过各自设置的线控控车接口4，与主自动驾驶控制单元11和从自动驾驶控制单元12通信连接。

本实现方式中，主域控制和从域控制器对上层的自动驾驶控制单元提供统一的线控控车接口。自动驾驶控制单元只需要适配一次线控系统，自动驾驶控制单元不必区分实际控制车辆的是哪个域控制器和执行器。如果单个域控制器或执行器发生故障，主自动驾驶控制单元或从自动驾驶控制单元能够实现故障域控制器和非故障域控制器之间的自动切换，以及故障执行器和非故障执行器之间的自动切换，也即，域控制器和执行器对上层的自动驾驶控制单元透明，降低了冗余的自动驾驶系统的器件之间的适配难度，有助于提高冗余的自动驾驶系统的易用性。

继续参考图3，示出了冗余自动驾驶控制系统的又一实施例的结构示意图。

在本实施例的一些可选的实现方式中，主域控制器和从域控制器均与两套执行器通信连接。其中，两套执行器中的一套执行器中包括多个不同的主执行器，另一套执行器中包括与多个不同的主执行器一一对应的多个不同的从执行器。

作为示例，一套执行器包括主加速踏板电机、主刹车踏板电机、主方向盘电机和主齿轮电机，另一套执行器包括从加速踏板电机、从刹车踏板电机、从方向盘电机和从齿轮电机。

本实现方式中，两套执行器相互对应，均包括多种不同的执行器，通过主域控制器和从域控制器均能实现两套执行器的控制和切换，进一步提高了自动驾驶系统的可控性和控制范围。

继续参考图4，示出了冗余自动驾驶控制系统的又一实施例的结构示意图。

在本实施例的一些可选的实现方式中，主域控制器和从域控制器均采用多核微控制器。

本实现方式中，多核微控制器为域控制器提供了更强大、可靠的计算处理能力，有助于进一步提高冗余的自动驾驶系统的反映速度和可靠性。

继续参考图4，对于主域控制器对应的多核微控制器中的每个核心，该核心与两套执行器中的一组执行器通信连接。其中，一组执行器中包括相对应的主执行器和从执行器。

本实现方式，主域控制器对应的多核微控制器中的核心的数量与每套执行器中的执行器的数量相匹配。对于多核微控制器中的每个核心，该核心上运行有与其通信连接的一组执行器的控制软件，以控制该核心通信连接的一组执行器中的主执行器和从执行器，以及主执行器和从执行器之间的切换。如此，主域控制器通过采用多核微控制器，避免了单个核心失效，导致整套执行器不可控制的情况发生，在提高了控制针对性的同时，进一步提高了冗余自动驾驶控制系统的可靠性。

继续参考图4，对于从域控制器对应的多核微控制器中的每个核心，该核心与两套执行器中的一组执行器通信连接，其中，一组执行器中包括相对应的主执行器和从执行器。

本实现方式，从域控制器对应的多核微控制器中的核心的数量与每套执行器中的执行器的数量相匹配。对于多核微控制器中的每个核心，该核心上运行有通信连接的一组执行器的控制软件，以控制该核心通信连接的一组执行器中的主执行器和从执行器，以及主执行器和从执行器之间的切换。如此，从域控制器通过采用多核微控制器，避免了单个核心失效，导致整套执行器不可控制的情况发生，在提高了控制针对性的同时，进一步提高了冗余自动驾驶控制系统的可靠性。

在本实施例的一些可选的实现方式中，主域控制器和从域控制器均通过控制器局域网络总线和/或flexray总线与主执行器和从执行器通信连接。

本实现方式中，主域控制器和从域控制器，与主执行器和从执行器之间，既可以全部采用控制器局域网络总线进行通信连接，也可以全部采用flexray总线进行通信连接，还可以采用控制器局域网络总线、flexray总线混合的方式进行通信连接。

本实现方式中，基于控制器局域网络总线和/或flexray总线，保障了域控制器与执行器之间的通信连接。

本实施例中，提供了一种自动驾驶车辆，自动驾驶车辆上设置有上述实施例所表征的冗余自动驾驶控制系统。

本实施例中，自动驾驶车辆上运行的自动驾驶控制系统中，无论是自动驾驶控制单元、域控制器和执行器等器件，还是器件之间的连接，均采用冗余方式设置，提高了自动驾驶系统的可靠性，以及自动驾驶过程的安全性。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (7)

1.一种冗余自动驾驶控制系统，其特征在于，包括：主自动驾驶控制单元、从自动驾驶控制单元、主域控制器、从域控制器和两套执行器；

所述主自动驾驶控制单元和所述从自动驾驶控制单元，均通过车载以太网，与所述主域控制器和所述从域控制器通信连接；

所述主域控制器和所述从域控制器均与所述两套执行器通信连接，其中，所述两套执行器中的一套执行器中包括多个不同的主执行器，另一套执行器中包括与所述多个不同的主执行器一一对应的多个不同的从执行器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述主域控制器和所述从域控制器上均设有统一的线控控车接口；

所述主域控制器和所述从域控制器通过各自设置的线控控车接口，与所述主自动驾驶控制单元和所述从自动驾驶控制单元通信连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述主域控制器和所述从域控制器均采用多核微控制器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

对于所述主域控制器对应的多核微控制器中的每个核心，该核心与所述两套执行器中的一组执行器通信连接，其中，一组执行器中包括相对应的主执行器和从执行器。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：

对于所述从域控制器对应的多核微控制器中的每个核心，该核心与所述两套执行器中的一组执行器通信连接，其中，一组执行器中包括相对应的主执行器和从执行器。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的系统，其特征在于：

所述主域控制器和所述从域控制器均通过控制器局域网络总线和/或flexray总线与所述主执行器和所述从执行器通信连接。

7.一种自动驾驶车辆，其特征在于：

所述自动驾驶车辆上设置有权利要求1-6中任一项所述的冗余自动驾驶控制系统。

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