CN109246126B - 车载自动驾驶***的数据通信方法及装置 - Google Patents

车载自动驾驶***的数据通信方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载自动驾驶***的数据通信方法及装置，车载自动驾驶***包括CAN‑以太网转换器和以太网交换机，其中，方法包括以下步骤：获取至少一个车身传感器通过CAN通讯发送的CAN协议数据；通过CAN‑以太网转换器将CAN协议数据转换为以太网数据；通过以太网交换机将以太网数据通过预设协议与车身设备通信。该方法通过CAN总线网关和节点集中转换的方式，实现车身总线信号采集并将控制器的决策反馈给车身执行单元，从而可以进行高速数据传输，并兼容现有传感器和车身***。

Description

车载自动驾驶***的数据通信方法及装置
技术领域
本发明涉及自动驾驶汽车的通信技术领域，特别涉及一种车载自动驾驶***的数据通信方法及装置。
背景技术
通信和传输是自动驾驶***非常重要的一个方面。自动驾驶***中需要接入各种不同类型、不同功能的传感器进行数据采集供控制器决策，同时也需要快速准确的将控制器的指令传输至车身进行车辆控制。
相关技术中，通常使用CAN网络进行通信传输，然而，随着自动驾驶汽车通信数据量的增大，CAN网络通讯速率已经远远不能满足自动驾驶***的图像、点云等数据的数据量的通信需求，亟待解决。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种车载自动驾驶***的数据通信方法，该方法可以进行高速数据传输，并兼容现有传感器和车身***。
本发明的另一个目的在于提出一种车载自动驾驶***的数据通信装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种车载自动驾驶***的数据通信方法，车载自动驾驶***包括CAN-以太网转换器和以太网交换机，其中，所述方法包括以下步骤：获取至少一个车身传感器通过CAN通讯发送的CAN协议数据；通过所述CAN-以太网转换器将所述CAN协议数据转换为以太网数据；通过所述以太网交换机将所述以太网数据通过预设协议与车身设备通信。
本发明实施例的车载自动驾驶***的数据通信方法，通过CAN总线网关和节点集中转换的方式，实现车身总线信号采集并将控制器的决策反馈给车身执行单元，并实现了CAN总线上车辆信息的采集获取及新式传感器数据的获取，实现车身信息采集、传感器数据采集及控制器决策信息的下发，从而可以进行高速数据传输，并兼容现有传感器和车身***。
另外，根据本发明上述实施例的车载自动驾驶***的数据通信方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，在获取所述CAN协议数据之后，还包括：对所述CAN协议数据进行解码与过滤，以得到所述底盘控制器和/或传感器控制器的CAN协议数据。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：接收所述以太网交换机以所述预设协议发送的控制指令；将所述以所述预设协议发送的控制指令通过所述CAN-以太网转换器发送至对应控制端。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：检测所述至少一个车身传感器的类型；根据所述至少一个车身传感器的类型得到所述预设协议。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设协议为Socket协议和RTP协议，以通过所述以太网交换机和所述Socket协议和/或RTP协议与车身设备的控制器网卡进行通讯。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种车载自动驾驶***的数据通信装置，车载自动驾驶***包括CAN-以太网转换器和以太网交换机，其中，所述装置包括：获取模块，用于获取至少一个车身传感器通过CAN通讯发送的CAN协议数据；转换模块，用于通过所述CAN-以太网转换器将所述CAN协议数据转换为以太网数据；通信模块，用于通过所述以太网交换机将所述以太网数据通过预设协议与车身设备通信。
本发明实施例的车载自动驾驶***的数据通信装置，通过CAN总线网关和节点集中转换的方式，实现车身总线信号采集并将控制器的决策反馈给车身执行单元，并实现了CAN总线上车辆信息的采集获取及新式传感器数据的获取，实现车身信息采集、传感器数据采集及控制器决策信息的下发，从而可以进行高速数据传输，并兼容现有传感器和车身***。
另外，根据本发明上述实施例的车载自动驾驶***的数据通信装置还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：解码与过滤模块，用于对所述CAN协议数据进行解码与过滤，以得到所述底盘控制器和/或传感器控制器的CAN协议数据。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：接收模块，用于接收所述以太网交换机以所述预设协议发送的控制指令；发送模块，用于将所述以所述预设协议发送的控制指令通过所述CAN-以太网转换器发送至对应控制端。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：检测模块，用于检测所述至少一个车身传感器的类型，并根据所述至少一个车身传感器的类型得到所述预设协议。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述预设协议为Socket协议和RTP协议，以通过所述以太网交换机和所述Socket协议和/或RTP协议与车身设备的控制器网卡进行通讯。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的车载自动驾驶***的数据通信方法的流程图；
图2为根据本发明一个具体实施例的车载自动驾驶***的数据通信方法的流程图；
图3为根据本发明一个实施例的车载自动驾驶***的数据通信装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的车载自动驾驶***的数据通信方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的车载自动驾驶***的数据通信方法。
图1是本发明一个实施例的车载自动驾驶***的数据通信方法的流程图。
如图1所示，该车载自动驾驶***的数据通信方法，车载自动驾驶***包括CAN-以太网转换器和以太网交换机，其中，方法包括以下步骤：
在步骤S101中，获取至少一个车身传感器通过CAN通讯发送的CAN协议数据。
可以理解的是，本发明实施例的车载自动驾驶***由雷达、传感器、定位***、车辆、网络及通讯设备及控制器组成，并增设传感器CAN总线，可以用于LRR、SRR通讯，同时增设底盘CAN控制器和传感器CAN控制器，用于接收、发送CAN协议数据。其中，CAN协议数据可以为底盘及传感器数据。至少一个车身传感器可以包括摄像头、GPS、激光雷达、IMU等通用设备，通常使用以太网进行通讯。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在获取CAN协议数据之后，还包括：对CAN协议数据进行解码与过滤，以得到底盘控制器和/或传感器控制器的CAN协议数据。
在步骤S102中，通过CAN-以太网转换器将CAN协议数据转换为以太网数据。
可以理解的是，本发明实施例增设CAN-以太网转换器用于通信形式转换，从而可以将上述获得的CAN协议数据转换为以太网数据。
在步骤S103中，通过以太网交换机将以太网数据通过预设协议与车身设备通信。
可以理解的是，本发明实施例通过增设以太网交换机，进行控制器与车身设备、传感器进行通讯。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的方法还包括：检测至少一个车身传感器的类型；根据至少一个车身传感器的类型得到预设协议。
可以理解的是，不同的传感器的通信协议往往不同，本发明实施例根据车身传感器的类型，比如，摄像头、GPS、激光雷达、IMU等通用设备，以得到对应的预设协议。
进一步地，在本发明的一个实施例中，预设协议为Socket协议和RTP协议，以通过以太网交换机和Socket协议和/或RTP协议与车身设备的控制器网卡进行通讯。
以摄像头、GPS、激光雷达、IMU为例，摄像头可以经由交换机使用RTP协议与控制器通讯，GPS可以经由交换机使用Socket协议与控制器通讯，激光雷达可以经由交换机使用Socket协议与控制器通讯，IMU可以经由交换机使用Socket与控制器通讯。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的方法还包括：接收以太网交换机以预设协议发送的控制指令；将以预设协议发送的控制指令通过CAN-以太网转换器发送至对应控制端。
需要说明的是，网络侧的数据通讯转发分组使用TCP/IP技术进行通讯。车载侧的数据通讯使用以太网连接以太-CAN网关后使用CAN总线通讯。控制器内部通讯使用进程间通讯方式进行，设置接收进程、数据处理进程、多个业务功能进程。业务功能进程对车辆进行控制，经由以太网交换机、CAN-以太网转换器、底盘CAN控制器对车身运动情况进行控制。
下面将通过具体实施例并结合图2对车载自动驾驶***的数据通信方法进行进一步阐述。
首先，激光雷达使用Velodyne品牌激光雷达，77G前向长距离雷达使用某品牌CAN总线输出雷达，24G侧向短距离雷达使用同品牌CAN总线输出雷达，24G后向盲区雷达使用同品牌CAN总线输出雷达，CAN以太网转换器使用CANNET-200型以太网-CAN转换器，GPS使用某以太网GPS定位模块，IMU使用GPS集成IMU模块，摄像头使用某品牌以太网摄像头，CAN控制器为自研，以太网交换机使用H3C 24口千兆网管式交换机，整车控制器使用研华品牌工控机。以上仅作为示例，不做具体限定。
在本发明实施实例中，转角信号由EPS使用CAN总线(ID:a1)发出，ABS速度信号由ESP使用CAN总线(ID:a2)发出，节气门开度信号由ECU使用CAN总线(ID：a3)发出。上述数据经由底盘CAN控制器解码，过滤，转换成底盘控制器CAN协议数据(ID:c1)。
底盘CAN控制器数据(ID：c1)经由CAN-以太网转换器转换为以太网数据(IP：192.168.1.101)，经由交换机使用Socket协议与控制器网卡进行通讯。LRR前向长距离雷达使用CAN总线(ID：d1)发出，SRR侧向角雷达使用CAN总线(ID：d2)发出，SRR后向盲区雷达使用CAN总线(ID:d3)发出。上述数据经由传感器CAN控制器解码，过滤，转换成传感器控制器CAN协议数据(ID，e1)
传感器CAN控制器数据经由CAN-以太网转换器转换为以太网数据(IP：192.168.1.101)，经由交换机使用Socket协议与控制器网卡进行通讯。
网络摄像头4组(IP:192.168.1.51-54)经由交换机使用RTP协议与控制器通讯；GPS(IP:192.168.1.61)经由交换机使用Socket协议与控制器通讯；激光雷达(IP：192.168.1.62)经由交换机使用Socket协议与控制器通讯；IMU(IP:192.168.1.63)经由交换机使用Socket与控制器通讯；控制器在收到上列数据后通过进程间通讯的形式把数据传输给接收进程，接收进程进行分组处理后将数据传输给数据处理进程。
数据处理进程在数据处理后使用进程间通讯的形式将处理后的数据传输给业务功能。业务功能通过驱动的形式将车身指令传递给控制器网卡。
控制器(IP192.168.1.11)经由交换机以Socket协议将数据发送给CAN-以太网转换器。CAN-以太网转换器使用CAN(ID:d2)将控制指令发送至底盘CAN控制器，底盘CAN控制器使用CAN协议(id:b1,b2,b3)分别发送发动机油门控制指令、ABS制动指令、EPS转向指令，车身接到指令后进行执行。
本发明实施例主要为自动驾驶***中汽车底盘、传感器、控制器的通讯方案，主要实现了智能驾驶汽车中底盘、传感器、控制器的通信功能。
根据本发明实施例提出的车载自动驾驶***的数据通信方法，通过CAN总线网关和节点集中转换的方式，实现车身总线信号采集并将控制器的决策反馈给车身执行单元，并实现了CAN总线上车辆信息的采集获取及新式传感器数据的获取，实现车身信息采集、传感器数据采集及控制器决策信息的下发，从而可以进行高速数据传输，并兼容现有传感器和车身***。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的车载自动驾驶***的数据通信装置。
图3是本发明一个实施例的车载自动驾驶***的数据通信装置的结构示意图。
如图3所示，该车载自动驾驶***的数据通信装置10包括：获取模块100、转换模块200和通信模块300。
其中，获取模块100用于获取至少一个车身传感器通过CAN通讯发送的CAN协议数据。转换模块200用于通过CAN-以太网转换器将CAN协议数据转换为以太网数据。通信模块300用于通过以太网交换机将以太网数据通过预设协议与车身设备通信。本发明实施例的装置10通过CAN总线网关和节点集中转换的方式，实现车身总线信号采集并将控制器的决策反馈给车身执行单元，从而可以进行高速数据传输，并兼容现有传感器和车身***。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：解码与过滤模块。其中，解码与过滤模块用于对CAN协议数据进行解码与过滤，以得到底盘控制器和/或传感器控制器的CAN协议数据。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：接收模块和发送模块。
其中，接收模块，用于接收以太网交换机以预设协议发送的控制指令；发送模块，用于将以预设协议发送的控制指令通过CAN-以太网转换器发送至对应控制端。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置10还包括：检测模块。其中，检测模块用于检测至少一个车身传感器的类型，并根据至少一个车身传感器的类型得到预设协议。
进一步地，在本发明的一个实施例中，预设协议为Socket协议和RTP协议，以通过以太网交换机和Socket协议和/或RTP协议与车身设备的控制器网卡进行通讯。
需要说明的是，前述对车载自动驾驶***的数据通信方法实施例的解释说明也适用于该实施例的车载自动驾驶***的数据通信装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的车载自动驾驶***的数据通信装置，通过CAN总线网关和节点集中转换的方式，实现车身总线信号采集并将控制器的决策反馈给车身执行单元，并实现了CAN总线上车辆信息的采集获取及新式传感器数据的获取，实现车身信息采集、传感器数据采集及控制器决策信息的下发，从而可以进行高速数据传输，并兼容现有传感器和车身***。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种车载自动驾驶***的数据通信方法，其特征在于，车载自动驾驶***包括CAN-以太网转换器和以太网交换机，其中，所述方法包括以下步骤：
获取至少一个车身传感器通过CAN通讯发送的CAN协议数据；
通过所述CAN-以太网转换器将所述CAN协议数据转换为以太网数据；以及
通过所述以太网交换机将所述以太网数据通过预设协议与车身设备通信；
在获取所述CAN协议数据之后，还包括：对所述CAN协议数据进行解码与过滤，以得到底盘控制器和/或传感器控制器的CAN协议数据；
还包括：
检测所述至少一个车身传感器的类型；
根据所述至少一个车身传感器的类型得到所述预设协议；其中
所述预设协议为Socket协议和RTP协议，以通过所述以太网交换机和所述Socket协议和/或RTP协议与车身设备的控制器网卡进行通讯；
所述传感器类型包括：摄像头、GPS、激光雷达、IMU；
所述摄像头可以经由所述以太网交换机使用RTP协议与控制器通讯，所述GPS可以经由以太网交换机使用Socket协议与控制器通讯，所述激光雷达可以经由以太网交换机使用Socket协议与控制器通讯，所述IMU可以经由以太网交换机使用Socket与控制器通讯。
2.根据权利要求1所述的车载自动驾驶***的数据通信方法，其特征在于，还包括：
接收所述以太网交换机以所述预设协议发送的控制指令；
将所述以所述预设协议发送的控制指令通过所述CAN-以太网转换器发送至对应控制端。
3.一种车载自动驾驶***的数据通信装置，其特征在于，车载自动驾驶***包括CAN-以太网转换器和以太网交换机，其中，所述装置包括：
获取模块，用于获取至少一个车身传感器通过CAN通讯发送的CAN协议数据；
转换模块，用于通过所述CAN-以太网转换器将所述CAN协议数据转换为以太网数据；以及
通信模块，用于通过所述以太网交换机将所述以太网数据通过预设协议与车身设备通信；
解码与过滤模块，用于对所述CAN协议数据进行解码与过滤，以得到底盘控制器和/或传感器控制器的CAN协议数据；
还包括：
检测模块，用于检测所述至少一个车身传感器的类型，并根据所述至少一个车身传感器的类型得到所述预设协议；其中
所述预设协议为Socket协议和RTP协议，以通过所述以太网交换机和所述Socket协议和/或RTP协议与车身设备的控制器网卡进行通讯；
所述传感器类型包括：摄像头、GPS、激光雷达、IMU；
所述摄像头可以经由所述以太网交换机使用RTP协议与控制器通讯，所述GPS可以经由以太网交换机使用Socket协议与控制器通讯，所述激光雷达可以经由以太网交换机使用Socket协议与控制器通讯，所述IMU可以经由以太网交换机使用Socket与控制器通讯。
4.根据权利要求3所述的车载自动驾驶***的数据通信装置，其特征在于，还包括：
接收模块，用于接收所述以太网交换机以所述预设协议发送的控制指令；
发送模块，用于将所述以所述预设协议发送的控制指令通过所述CAN-以太网转换器发送至对应控制端。
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