CN108958248A - 备份*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种备份***，包括：车辆控制单元和备份控制单元，分别获取感知信号、出行任务信息以及模式选择信号；生成第一、第二转向控制信息和/或第一、第二扭矩控制信息；底层车辆控制器，计算处理后的第一、第二转向控制信息的第一差值，当大于预设的第一差值阈值时；和/或，计算处理后的第一、第二扭矩控制信息的第二差值，当大于预设的第二差值阈值时，生成第一紧急制动信号，以使制动***控制车辆紧急制动；备份控制单元，对第一信号进行处理，生成第二紧急制动信号。由此，在车辆控制单元故障时，紧急制动，同时备份***计算车辆是否会发生碰撞，并紧急制动，提高了数据处理的速度，尤其是提高了整车的应急处理速度。

Description

备份***
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种备份***。
背景技术
随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，智能机器人技术已经成为了国内外众多学者研究的热点。
为了更方便的区分和定义线控技术，线控的分级就成了一件大事。目前全球汽车行业公认的两个分级制度分别是由美国高速公路安全管理局(简称NHTSA)和国际自动机工程师学会(简称SAE)提出的。其中，L4和L5级别的线控技术都可以称为完全线控技术，到了这个级别，汽车已经可以在完全不需要驾驶员介入的情况下来进行所有的驾驶操作，驾驶员也可以将注意力放在其他的方面比如工作或是休息。但两者的区别在于，L4级别的线控适用于部分场景下，通常是指在城市中或是高速公路上。而L5级别则要求线控汽车在任何场景下都可以做到完全驾驶车辆行驶。
现有技术中，车辆控制单元相当于车辆的大脑，需要对大量的数据进行处理，由于车辆控制单元的数据处理量大，导致数据处理速度比较慢。通过车辆控制单元，计算得到决策结果信息，车辆根据决策结果信息，进行自动驾驶。但是，当车辆控制单元存在故障时，导致计算出的决策结果信息存在故障，车辆根据错误的决策结果信息进行驾驶，存在着相当大的安全隐患。因此，如果车辆控制单元存在故障时，如何排除车辆控制单元的故障，并在车辆控制单元故障时，服务器也可以接收到车辆的感知信号，成为急需解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种备份***，以解决现有技术中数据量大导致的数据处理速度慢，以及不能排除车辆控制单元的故障，并在车辆控制单元故障时，服务器不能接收到车辆的感知信号的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种备份***，所述备份***包括：
底层车辆控制器，用于接收控制面板发送的模式选择信号；
车辆控制单元，其第一端与所述底层车辆控制器的第一端相连接，其第二端分别与第一类型传感器和服务器相连接，用于获取第一类型传感器测量的感知信号、服务器发送的出行任务信息以及底层车辆控制器发送的模式选择信号，并对所述感知信号、所述出行任务信息和所述模式选择信号进行处理，根据处理结果，生成第一决策结果信息；并根据所述第一决策结果信息，生成第一转向控制信息和/或第一扭矩控制信息，最后对所述第一转向控制信息和所述第一扭矩控制信息进行处理；
备份控制单元，其第一端与所述底层车辆控制器的第二端相连接，其第二端分别与第一类型传感器和服务器相连接，用于获取第一类型传感器测量的感知信号、服务器发送的出行任务信息以及底层车辆控制器发送的模式选择信号，并对所述感知信号、所述出行任务信息和所述模式选择信号进行处理，根据处理结果，生成第二决策结果信息；并根据所述第二决策结果信息，生成第二转向控制信息和/或第二扭矩控制信息，最后对所述第二转向控制信息和所述第二扭矩控制信息进行处理；
所述底层车辆控制器还用于，接收所述车辆控制单元发送的处理后的所述第一转向控制信息和所述第一扭矩控制信息，并接收所述控制单元发送的处理后的所述第二转向控制信息和所述第二扭矩控制信息，计算处理后的所述第一转向控制信息和处理后的所述第二转向控制信息的第一差值，当所述第一差值大于预设的第一差值阈值时；和/或，计算处理后的所述第一扭矩控制信息和处理后的所述第二扭矩控制信息的第二差值，当所述第二差值大于预设的第二差值阈值时，生成第一紧急制动信号，并将所述第一紧急制动信号通过整车动力控制局域PCAN总线发送给制动***，以使制动***控制车辆紧急制动；
所述备份控制单元，其第二端与第二类型传感器相连接，用于获取第二类型传感器测量的第一信号，并对所述第一信号进行处理，根据处理结果，生成第二紧急制动信号，并将所述第二紧急制动信号发送给底层车辆控制器。
优选的，所述底层车辆控制器还用于，接收所述控制单元发送的第二紧急制动信号，并将所述第二紧急制动信号通过整车PCAN总线发送给制动***，以使制动***控制车辆紧急制动。
优选的，所述第一类型传感器包括激光雷达、组合导航***和毫米波雷达。
优选的，所述第二类型传感器包括视觉模块。
优选的，所述车辆控制单元还用于获取第二类型传感器测量的第一信号，并存储所述第一信号。
优选的，所述底层车辆控制器，与控制面板通过输入输出IO接口相连接，用于接收控制面板发送的模式选择信号，并将所述选择模式信号通过控制器局域网络CAN总线发送给车辆控制单元和备份控制单元；其中，所述模式选择信号包括半自动驾驶模式和全自动驾驶模式。
优选的，所述备份控制单元还用于，接收视觉联合技术AVT相机获取的第一视频数据，并将所述第一视频数据转发给服务器，以使服务器根据所述第一视频数据对车辆进行监控。
优选的，所述备份控制单元还用于，接收通用串行总线集线器USB HUB转发的第二视频数据，并将所述第二视频数据转发给服务器，服务器将第二视频数据发送给远程调配监控终端，远程车辆操控台架根据远程操控者依据第二视频数据对车辆进行的操控，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送给远程调配监控终端，以使远程调配监控终端根据远程控制指令对车辆进行远程控制。
由此，通过应用本发明提供的备份***，可以在车辆控制单元故障时，进行车辆的紧急制动，保证了车辆的安全运行，同时备份***可以单独对第二类型传感器的第一信号进行处理，计算车辆是否会发生碰撞，并在计算出车辆会发生碰撞时，进行车辆的紧急制动，提高了数据处理的速度，尤其是提高了整车的应急处理速度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的备份***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
下文中的第一、第二仅是进行区分，并无其他含义。
图1为本发明实施例提供的备份***结构示意图。该备份***可以应用于自动驾驶车辆中。如图1所示，该备份***包括：车辆控制单元110，备份控制单元120和底层车辆控制器130。其中，在车辆调试阶段，车辆控制单元110可以是工控机，在车辆出厂后，该车辆控制单元110可以是自动驾驶车辆控制单元(Automated Vehicle Control Unit，AVCU)。底层车辆控制器130可以是自动驾驶底层车辆控制器(Bottom Vehicle Control Unit，BVCU)。
需要说明的是，图1中的传感器包括：第一类型传感器和第二类型传感器。
底层车辆控制器130，用于接收控制面板发送的模式选择信号。
车辆控制单元110，其第一端与所述底层车辆控制器130的第一端相连接，其第二端分别与第一类型传感器和服务器相连接，用于获取第一类型传感器测量的感知信号、服务器发送的出行任务信息以及底层车辆控制器130发送的模式选择信号，并对感知信号、出行任务信息和模式选择信号进行处理，根据处理结果，生成第一决策结果信息；并根据第一决策结果信息，生成第一转向控制信息和/或第一扭矩控制信息，最后对第一转向控制信息和第一扭矩控制信息进行处理。
备份控制单元120，其第一端与所述底层车辆控制器130的第二端相连接，其第二端分别与第一类型传感器和服务器相连接，用于获取第一类型传感器测量的感知信号、服务器发送的出行任务信息以及底层车辆控制器130发送的模式选择信号，并对感知信号、出行任务信息和模式选择信号进行处理，根据处理结果，生成第二决策结果信息；并根据第二决策结果信息，生成第二转向控制信息和/或第二扭矩控制信息，最后对第二转向控制信息和第二扭矩控制信息进行处理。
底层车辆控制器130，其一端和车辆控制单元110相连接，另一端和备份控制单元120相连接，用于接收车辆控制单元110发送的处理后的第一转向控制信息和第一扭矩控制信息，并接收控制单元发送的处理后的第二转向控制信息和第二扭矩控制信息，计算处理后的第一转向控制信息和处理后的第二转向控制信息的第一差值，当第一差值大于预设的第一差值阈值时；和/或，计算处理后的第一扭矩控制信息和处理后的第二扭矩控制信息的第二差值，当第二差值大于预设的第二差值阈值时，生成第一紧急制动信号，并将第一紧急制动信号通过整车动力控制局域(Power Controller Area Network，PCAN)总线发送给制动***，以使制动***控制车辆紧急制动。
下面，以车辆出厂后为例，对本申请的备份***进行具体的说明。
首先，车辆上电。下面以车辆控制单元110是AVCU为例进行说明。
整车上具有控制面板，控制面板上具有电源开关、自动驾驶开关、横向控制开关和纵向控制开关。其中，横向控制开关表示转向为自动驾驶模式，需要用户手动控制车辆速度。纵向控制开关表示速度自动驾驶模式，需要用户手动控制车辆转向。通过按压电源开关，为整个车辆上电，上电后，AVCU、备份控制单元120和BVCU进行自检，自检成功后，进入待机模式。
底层车辆控制器130，和控制面板通过输入输出(Input/Output，IO)接口相连接，用于接收控制面板发送的模式选择信号，并将选择模式信号通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线发送给车辆控制单元110和备份控制单元120；其中，模式选择信号包括半自动驾驶模式和全自动驾驶模式。
通过按压自动驾驶开关，进入自动驾驶模式，通过按压横向控制开关和/或纵向控制开关，生成车辆模式选择信号，车辆模式选择信号可以用于确定车辆处于哪种自动驾驶模式。比如，当仅按压横向控制开关时，表示转向自动驾驶模式。当仅按压纵向控制开关时，表示速度自动驾驶模式。这两种都可以称为半自动驾驶模式。当同时按压两者时，表示全自动驾驶模式。
BVCU接收到点火***的点火信号后，接着接收控制面板的车辆模式选择信号。
BVCU将该车辆模式选择信号发送给AVCU和备份控制单元120。同时，AVCU和备份控制单元120接收服务器发送的用户的出行任务信息，该出行任务信息可以包括：用户出行的起点、出行的终点和出行时间。
AVCU和备份控制单元120，可以分别根据该出行任务信息，从服务器调用出行任务信息对应的地图信息。接着对各种感知信号进行融合处理，生成障碍物信息。接着对该地图信息和障碍物信息进行处理，生成决策结果信息。
其中,AVCU、备份控制单元120和服务器可以通过是***通讯技术(the4thGeneration communication system,4G)技术、第五代通讯技术(the 5th Generationcommunication system,5G)技术或无线保真(Wireless Fidelity，WI-FI)技术等进行通讯。
然后，对上面提到的第一类型传感器的感知信号进行具体的说明。
上述提到的第一类型传感器可以包括激光雷达、组合导航***、毫米波雷达。感知信号可以是多个信号的统称，比如，感知信号可以包括激光雷达的第一环境感知数据、组合导航***的第二环境感知数据、毫米波雷达的第三环境感知数据。
下面，分别对各个感知数据的来源进行具体的描述。
激光雷达，用于获取车辆的第一环境感知数据，并将第一环境感知数据发送给交换机，以使交换机将第一环境感知数据发送给车辆控制单元110和备份控制单元120。激光雷达的数量可以是三个，两个16线激光雷达，一个32线激光雷达。两个左16线激光雷达可以设置在车辆的左右两边，32线激光雷达可以设置在车顶。两个16线激光雷达和一个32线激光雷达，每个都有其对应的环境感知数据，统称为第一环境感知数据。由此，通过三个激光雷达共同工作，减少了激光扫描的盲区。
组合导航***，用于获取车辆的第二环境感知数据，并将第二环境感知数据发送给通信接口转换处理模块。组合导航***包括差分全球定位***(Differential GlobalPositioning System，DGPS)芯片和惯性测量单元(Inertial measurement unit，IMU)。该DGPS芯片外接主全球定位***(Principal Global Positioning System，PGPS)天线和从全球定位***(Subordinate Global Positioning System，SGPS)天线，从而获取到车辆的位置信息和速度信息。惯性测量单元用于测量移动物体的角速度和加速度。因此，第二环境感知数据包括车辆的速度信息、位置信息和周围环境中移动物体的角速度和加速度。
组合导航***测得第二环境感知数据，通过通信接口转换模块进行格式上得转换处理后，发送给AVCU和备份控制单元120。
毫米波雷达，用于获取车辆的第三环境感知数据，并将第三环境感知数据发送给车辆控制单元110和备份控制单元120。其中，毫米波雷达的数量可以是两个，第一个设置在车辆的前方，另一个设置在车辆的后方，以便于进行更好的监测。
最后，AVCU根据第一至第三环境感知数据(此处第二环境感知数据指格式转换的数据)，生成障碍物信息，并对该出行任务信息和障碍物信息进行处理，生成第一决策结果信息，对第一决策结果信息进行处理，生成第一转向控制信息和/或第一扭矩控制信息，并为了使得该第一转向控制信息和/或第一扭矩控制信息能被CAN总线识别，进行格式转换处理。同时，备份控制单元120也进行同样的处理后，生成处理后的第二转向控制信息和/或第二扭矩控制信息。
最终，BVCU进行判断，当转换处理后的第一扭矩控制信息和第二扭矩控制信息的第一差值大于预设第一差值阈值时，和/或转换处理后的第一转向控制信息和转换处理后的第二转向控制信息的第二差值大于预设的第二差值阈值时，即可判定AVCU或备份控制单元120存在故障，由此，通过第一紧急制动信号，控制车辆紧急停车，在紧急停车后，可以进行人工检修(可以对服务器的感知信号进行核查)，以进一步确认是AVCU还是备份控制单元120存在故障。因此，当AVCU存在故障时，可以使车辆紧急制动，避免了事故的发生，保证了车辆的安全行驶。
其中，第一差值阈值和第二差值阈值可以根据多次实验进行设定。
进一步的，备份控制单元120可以对感知信号进行存储，保证了即使AVCU存在故障，服务器也可以通过备份控制单元120接收到车辆的感知信号，进一步保证了服务器对感知信号的实时存储，保证了车辆行驶中的感知信息的准确性。
进一步的，备份控制单元120，其第二端与第二类型传感器相连接，用于获取第二类型传感器测量的第一信号，并对第一信号进行处理，根据处理结果，生成第二紧急制动信号，并将第二紧急制动信号发送给底层车辆控制器130。
底层车辆控制器130还用于，接收控制单元发送的第二紧急制动信号，并将第二紧急制动信号通过整车PCAN总线发送给制动***，以使制动***控制车辆紧急制动。
其中，第二类型传感器可以是视觉模块。视觉模块的型号可以是无比视(Mobileye)的ME6300ALL，该ME6300ALL可以获取第一信号。根据第一信号，备份控制单元120进行防碰撞处理，判定车辆是否会发生碰撞，如果会发生碰撞，则生成第二紧急制动信号。
比如，前方15米有行人闯红灯，备份控制单元120根据车速、周围环境，进行计算，判断车辆会不会碰到行人，如果会碰到行人，则将第二紧急制动信号发送给BVCU后，BVCU通过发送给制动***，从而控制车辆紧急停车，避免了意外情况的发生，保证了安全驾驶。
由于此时是备份控制单元120单独对第二类型传感器的信号进行处理，提高了数据处理的速度，通过备份控制单元120处理紧急情况，提高了车辆的应急速度。
进一步的，车辆控制单元110还用于获取第二类型传感器测量的第一信号，并存储第一信号。
其中，AVCU获取到第一信号后，并不对第一信号进行处理，仅对第一信号进行存储，保证了备份***存在故障时，车辆行驶过程中信息的完整性和准确性。
进一步的，备份控制单元120还用于，接收视觉联合技术(Allied VisionTechnologies，AVT)相机获取的第一视频数据，并将第一视频数据转发给服务器，以使服务器根据第一视频数据对车辆进行监控。由此，备份***对第一视频数据进行存储，可以在AVCU存在故障时，保证后台服务器也可以获取到第一视频数据，实现对车辆状态的监控。
进一步的，备份控制单元120还用于，接收通用串行总线集线器(UniversalSerial Bus Hub，USB HUB)转发的第二视频数据，并将第二视频数据转发给服务器，服务器将第二视频数据发送给远程调配监控终端，远程车辆操控台架根据远程操控者依据第二视频数据对车辆进行的操控，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送给远程调配监控终端，以使远程调配监控终端根据远程控制指令对车辆进行远程控制。
其中，第二视频数据是由车辆上的摄像头采集到的。摄像头的数量为至少一个。该摄像头，和USB HUB通过USB接口相连接。
USB HUB将第二视频数据转发给车辆控制单元110和备份控制单元120，在车辆控制单元110存在故障时，备份控制单元120可以将第二视频数据转发给服务器。由此，实现了对车辆的远程控制。
摄像头可以包括前广角摄像头、后广角摄像头、左广角摄像头和右广角摄像头。分别设置在车辆的不同位置，为了实现拍摄盲区最小化，可以对四个摄像头的安装位置进行多次测试，以确定最佳安装位置。备份控制单元120可以对第二视频数据进行压缩处理，以减小数据量，并将压缩处理后的视频数据传输到后台服务器。由于备份控制单元120对数据进行了压缩，大大提高了数据传输效率。
由此，通过应用本发明实施例提供的备份***，可以在车辆控制单元故障时，进行车辆的紧急制动，保证了车辆的安全运行，同时备份***可以单独对第二类型传感器的第一信号进行处理，计算车辆是否会发生碰撞，并在计算出车辆会发生碰撞时，进行车辆的紧急制动，提高了数据处理的速度，尤其是提高了整车的应急处理速度。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种备份***，其特征在于，所述备份***包括：
底层车辆控制器，用于接收控制面板发送的模式选择信号；
车辆控制单元，其第一端与所述底层车辆控制器的第一端相连接，其第二端分别与第一类型传感器和服务器相连接，用于获取第一类型传感器测量的感知信号、服务器发送的出行任务信息以及底层车辆控制器发送的模式选择信号，并对所述感知信号、所述出行任务信息和所述模式选择信号进行处理，根据处理结果，生成第一决策结果信息；并根据所述第一决策结果信息，生成第一转向控制信息和/或第一扭矩控制信息，最后对所述第一转向控制信息和所述第一扭矩控制信息进行处理；
备份控制单元，其第一端与所述底层车辆控制器的第二端相连接，其第二端分别与第一类型传感器和服务器相连接，用于获取第一类型传感器测量的感知信号、服务器发送的出行任务信息以及底层车辆控制器发送的模式选择信号，并对所述感知信号、所述出行任务信息和所述模式选择信号进行处理，根据处理结果，生成第二决策结果信息；并根据所述第二决策结果信息，生成第二转向控制信息和/或第二扭矩控制信息，最后对所述第二转向控制信息和所述第二扭矩控制信息进行处理；
所述底层车辆控制器还用于，接收所述车辆控制单元发送的处理后的所述第一转向控制信息和所述第一扭矩控制信息，并接收所述控制单元发送的处理后的所述第二转向控制信息和所述第二扭矩控制信息，计算处理后的所述第一转向控制信息和处理后的所述第二转向控制信息的第一差值，当所述第一差值大于预设的第一差值阈值时；和/或，计算处理后的所述第一扭矩控制信息和处理后的所述第二扭矩控制信息的第二差值，当所述第二差值大于预设的第二差值阈值时，生成第一紧急制动信号，并将所述第一紧急制动信号通过整车动力控制局域PCAN总线发送给制动***，以使制动***控制车辆紧急制动；
所述备份控制单元，其第二端与第二类型传感器相连接，用于获取第二类型传感器测量的第一信号，并对所述第一信号进行处理，根据处理结果，生成第二紧急制动信号，并将所述第二紧急制动信号发送给底层车辆控制器。
2.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述底层车辆控制器还用于，接收所述备份控制单元发送的第二紧急制动信号，并将所述第二紧急制动信号通过整车PCAN总线发送给制动***，以使制动***控制车辆紧急制动。
3.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述第一类型传感器包括激光雷达、组合导航***和毫米波雷达。
4.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述第二类型传感器包括视觉模块。
5.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述车辆控制单元还用于获取第二类型传感器测量的第一信号，并存储所述第一信号。
6.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述底层车辆控制器，与控制面板通过输入输出IO接口相连接，用于接收控制面板发送的模式选择信号，并将所述选择模式信号通过控制器局域网络CAN总线发送给车辆控制单元和备份控制单元；其中，所述模式选择信号包括半自动驾驶模式和全自动驾驶模式。
7.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述备份控制单元还用于，接收视觉联合技术AVT相机获取的第一视频数据，并将所述第一视频数据转发给服务器，以使服务器根据所述第一视频数据对车辆进行监控。
8.根据权利要求1所述的备份***，其特征在于，所述备份控制单元还用于，接收通用串行总线集线器USB HUB转发的第二视频数据，并将所述第二视频数据转发给服务器，服务器将第二视频数据发送给远程调配监控终端，远程车辆操控台架根据远程操控者依据第二视频数据对车辆进行的操控，生成远程控制指令，并将远程控制指令发送给远程调配监控终端，以使远程调配监控终端根据远程控制指令对车辆进行远程控制。
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