CN108614555A - 一种基于松耦合的车载计算*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于松耦合的车载计算***，属于智能汽车领域，要解决的技术问题为如何将自动驾驶汽车或智能网联汽车的IT信息技术进行融合、并提供松耦合计算资源服务；其结构包括硬件层、***层、驱动层、服务层和应用层，硬件层能够提供硬件资源，***层能够提供操作***资源，驱动层能够提供驱动资源，服务层能够基于上述硬件层、***层和驱动层的不同组合生成多个不同的应用服务，应用层能够根据车辆的外部需求从服务层调用相应的应用服务，应用层与上述硬件层、***层和驱动层均无耦合关系。该***可有效协调调用车辆内部异构资源，提升车辆各***之间的协作兼容性。
Description
技术领域
本发明涉及智能汽车领域，具体地说是一种基于松耦合的车载计算***。
背景技术
自动驾驶汽车以及智能网联汽车发展成为一个多***、多软硬件融合的复杂设备，汽车本身配有数十个ECU（英文全称为Electronic Control Unit，中文翻译为电子控制单元），并配有进行运作控制的MCU（微处理器），MCU遍布于悬挂、气囊、门控和音响等几十种次***，还配有需要融合的众多传感器设备如激光雷达、摄像头、毫米波雷达、红外设备等，以及配有进行深度学习推理的计算模块。电子***在汽车中的应用越来越复杂，而不同品牌的车辆控制***、自动驾驶算法及方案差异甚大。
由上述可知，现有的自动驾驶汽车在智能控制方面存在如下问题：车辆内大量异构***并存，硬件***工作方式不同，操作***不同，编程语言，大量、频繁的数据传输速度缓慢且不稳定，各***兼容性及稳定可靠性无法通过迭代的方式提升。
松耦合***通常是基于消息的***，此时客户端和远程服务并不知道对方是如何实现的。客户端和服务之间的通讯由消息的架构支配。只要消息符合协商的架构，则客户端或服务的实现就可以根据需要进行更改，而不必担心会破坏对方。
基于松耦合的上述优点，将自动驾驶汽车或智能网联汽车的IT信息技术进行融合，并为自动驾驶汽车或智能网联汽车提供松耦合计算资源服务，可克服上述问题。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种基于松耦合的车载计算***，来解决如何将自动驾驶汽车或智能网联汽车的IT信息技术进行融合、并提供松耦合计算资源服务的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：
一种基于松耦合的车载计算***，包括硬件层、***层、驱动层、服务层和应用层，硬件层能够提供硬件资源，***层能够提供操作***资源，驱动层能够提供驱动资源，服务层能够基于上述硬件层、***层和驱动层的不同组合生成多个不同的应用服务，应用层能够根据车辆的外部需求从服务层调用相应的应用服务，应用层与上述硬件层、***层和驱动层均无耦合关系。
该基于松耦合的车载计算***采用“平台+服务”的方式，开放松耦合的使能服务资源，应用层调用相应的应用服务即可满足资源需求，从而为车辆如自动驾驶汽车或智能网联汽车提供各种服务。
进一步的，硬件层为车载计算***的硬件资源池，包括计算资源池、存储资源池和网络资源池。
进一步的，计算资源池包括但不限于CPU（英文全称为Central Processing Unit，中文翻译为中央处理器）模块、GPU（英文全称为Graphics Processing Unit，中文翻译为图形处理器）模块、FPGA（英文全称为Field Programmable Gate Array，中文翻译为现场可编程逻辑门阵列）模块以及ECU（英文全称为Electronic Control Unit，中文翻译为电子控制单元）模块。
其中，ECU又称“行车电脑”、“车载电脑”等，从用途上讲则是汽车专用微机控制器。它和普通的电脑一样,由微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。用一句简单的话来形容就是“ECU就是汽车的大脑”。
进一步的，网络资源池包括但不限于以太网、CAN（英文全称为Controller AreaNetwork，中文翻译为控制器局域网络）、LIN（英文全称Local Interconnect Network，中文翻译为局域互联网络）和无线通信模块。
进一步的，存储资源池包括多个存储模块。
进一步的，***层为车载计算***的操作***资源池，包括但不限于Windows操作***、Linux操作***、AUTOSAR（英文全称为AUTOmotive Open System Architecture，中文翻译为汽车开放***架构）操作***、ROS（英文全称为Robot Operating System，是一个机器人软件平台，能为异质计算机集群提供类似操作***的功能）操作***和RTOS（英文全称为Real Time Operating System，中文翻译为实时操作***）操作***。
进一步的，驱动层为车载计算***的驱动资源池，包括但不限于摄像头、Lidar（英文全称为Light Detection And Ranging ，中文翻译为激光雷达）和Radar（英文全称为radio detection and ranging，中文翻译为无线电探测和测距）。上述摄像头、Lidar和Radar为外部传感设备，驱动资源池中还包括内部驱动设备，内部驱动设备包括对应上述各硬件资源池中硬件资源的驱动设备，如对应CAN的CAN卡驱动。
进一步的，应用层包括但不限于环境感知应用、V2X（英文全称为vehicle to X，中文翻译为车对车的信息交换）应用和车辆控制应用。V2X是未来智能交通运输***的关键技术，搭配了该***的车型，在自动驾驶模式下，能够通过对实时交通信息的分析，自动选择路况最佳的行驶路线，从而大大缓解交通堵塞。除此之外，通过使用车载传感器和摄像***，还可以感知周围环境，做出迅速调整，从而实现“零交通事故”。例如，如果行人突然出现，可以自动减速至安全速度或停车。
本发明的一种基于松耦合的车载计算***具有以下优点：该***应用于自动驾驶汽车、智能网联汽车等领域，可以更有效的协调调用内部异构资源，提升***可靠稳定性，以提升自动驾驶汽车车载计算***的鲁棒性，使得车载计算***与各***之间的协作兼容。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为一种基于松耦合的车载计算***的结构框图。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的一种基于松耦合的车载计算***作以下详细地说明。
实施例：
如附图1所示，本发明的一种基于松耦合的车载计算***，包括硬件层、***层、驱动层、服务层和应用层，硬件层用于为该车载计算***提供硬件资源，***层用于为该车载计算***提供操作***资源，驱动层用于为该车载计算***提供驱动资源，服务层可基于上述硬件层、***层和驱动层的不同组合生成多个不同的应用服务，应用层可根据车辆的外部需求从服务层调用相应的应用服务，应用层与上述硬件层、***层和驱动层均无耦合关系。
其中，硬件层为车载计算***的硬件资源池，包括计算资源池、存储资源池和网络资源池，计算资源池包括CPU模块、GPU模块、FPGA模块以及ECU模块；网络资源池包括以太网、CAN、LIN和无线通信模块；存储资源池包括多个存储模块。
***层为车载计算***的操作***资源池，包括Windows操作***、Linux操作***、AUTOSAR 操作***、ROS操作***和RTOS操作***。
驱动层为车载计算***的驱动资源池，包括外部传感设备和内部驱动设备，外部传感设备包括摄像头、Lidar、Radar等外部传感设备，内部驱动设备包括对应上述各硬件资源的驱动设备，如对应CAN的CAN卡驱动。
当应用层发起车辆控制应用请求时，向服务资源池申请对应的应用服务，该应用服务对应驱动资源池中的CAN卡驱动，对应操作***资源池中的AUTOSAR 操作***和RTOS操作***，对应硬件资源池中的CPU模块或GPU模块，上述资源协同为该车辆控制应用提供服务。
当应用层发起环境感知应用请求时，向服务资源池申请对应的应用服务，该应用服务对应驱动资源池中的各传感器驱动，对应操作***资源池中的Linux 操作***，对应硬件资源池中的CPU模块、GPU模块或FPGA模块。上述资源协同为该环境感知应用提供服务。
通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。
Claims (8)
1.一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于包括硬件层、***层、驱动层、服务层和应用层，硬件层能够提供硬件资源，***层能够提供操作***资源，驱动层能够提供驱动资源，服务层能够基于上述硬件层、***层和驱动层的不同组合生成多个不同的应用服务，应用层能够根据车辆的外部需求从服务层调用相应的应用服务，应用层与上述硬件层、***层和驱动层均无耦合关系。
2.根据权利要求1所述的一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于硬件层为车载计算***的硬件资源池，包括计算资源池、存储资源池和网络资源池。
3.根据权利要求2所述的一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于计算资源池包括但不限于CPU模块、GPU模块、FPGA模块以及ECU模块。
4.根据权利要求2所述的一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于网络资源池包括但不限于以太网、CAN、LIN和无线通信模块。
5.根据权利要求2所述的一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于存储资源池包括多个存储模块。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于***层为车载计算***的操作***资源池，包括但不限于Windows操作***、Linux操作***、AUTOSAR 操作***、ROS操作***和RTOS操作***。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于驱动层为车载计算***的驱动资源池，包括但不限于摄像头、Lidar和Radar。
8.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种基于松耦合的车载计算***，其特征在于应用层包括但不限于环境感知应用、V2X应用和车辆控制应用。
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