CN112884944B - 基于Telemetry技术实现车载传感器快速诊断方法及*** - Google Patents

基于Telemetry技术实现车载传感器快速诊断方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法及***，集成MCU的传感器根据控制器下发的初始化信息进行初始化；控制器封装采集信号和工作状态信息到Telemetry报文，通过传输接口周期性上报控制器；控制器接收Telemetry报文提取传感器的采集信号，解析传感器当前工作状态信息并判断其模式；控制器将传感器工作状态诊断结果封装到Telemetry报文，通过传输接口发送给T‑BOX终端动态刷新传感器实时工作状态。本发明通过在车传感器内部署MCU，处理Telemetry报文，在正常采集数据上报的同时，实时监测传感器工作状态，确保了自动驾驶的安全性。

Description

基于Telemetry技术实现车载传感器快速诊断方法及***
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法及***。
背景技术
Telemetry是一项远程的从物理设备或虚拟设备上高速采集数据的技术。设备通过推模式（Push Mode）周期性的主动向采集器上送设备的输入输出接口统计、时间戳、硬件状态数据等信息，相对传统拉模式（Pull Mode）的一问一答式交互，提供了更实时更高速的数据采集功能。
对于自动驾驶领域涉及的传感器诊断技术，传统方法大多是通过UDS技术，在离线状态下，通过特定的诊断工具连接车载ECU，逐条执行诊断命令。这种传统的传感器诊断方法，虽然也可以诊断出是否异常，但是实时性比较差，操作复杂，而且需要专业技术人员分析诊断结果。
所以，利用Telemetry技术实现自动驾驶车载传感器快速诊断的方法，非常适合地解决了传感器实时诊断的诉求。既能满足车载传感器主动周期上报信号的需求，也能方便快捷地诊断出车载传感器的工作状态，为自动化驾驶汽车传感器诊断提供了一种重要的技术手段。
发明内容
发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法及***，在传感器中部署MCU单元，利用Telemetry带内随路诊断上报技术，实现车载传感器实时便捷的诊断。
技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法，包括步骤：
步骤1，控制器通过传输接口下发初始化信息给传感器；
步骤2，传感器集成MCU，接收解析初始化信息，进行初始化设置；传感器封装发送时间戳，传输接口，采集信号和工作状态信息到Telemetry报文，通过传输接口周期性地上报控制器；
步骤3，控制器接收传感器上报的Telemetry报文，提取传感器的采集信号，同时解析传感器的当前工作状态信息，基于当前工作状态信息判断传感器处于正常工作模式还是处于失效模式；
步骤4，控制器将传感器工作状态诊断结果信息封装到Telemetry报文，通过传输接口发送给T-BOX终端；T-BOX终端接收解析传感器工作状态诊断结果，同时缓存和动态刷新传感器的实时工作状态；
步骤5，用户终端通过连接T-BOX终端，实时获取传感器的工作状态。
进一步地，初始化信息包括基准时间，传输接口选择和采集信号上报的发送周期；初始化设置包括同步传感器基准时间，设置传输接口和发送周期。
进一步地，所述步骤3中，当控制器识别到传感器处于失效模式，则通过对应的执行器做出失效保护处理，如启用备份传感器或降级处理。
进一步地，传输接口为CANFD或Ethernet接口。
一种基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断***，包括传感器、控制器、T-BOX终端、用户终端；
传感器，集成MCU，接收控制器下发的初始化信息，并进行初始化设置；传感器启动后，封装采集信号和工作状态信息到Telemetry报文，通过传输接口周期性地上报控制器；
控制器，下发初始化信息给传感器，接收传感器周期上报的Telemetry报文，提取采集信号，解析传感器工作状态，判断传感器是处于正常工作状态还是失效状态；
T-BOX终端，控制器将传感器工作状态诊断结果信息封装到Telemetry报文，通过传输接口发送给T-BOX终端；T-BOX终端接收解析并缓存和动态刷新传感器的实时工作状态；
用户终端，通过连接T-BOX终端，实时获取传感器的工作状态。
进一步地，初始化信息包括基准时间，传输接口选择和采集信号上报的发送周期；初始化设置包括同步传感器基准时间，设置传输接口和发送周期。
进一步地，传输接口为CANFD或Ethernet接口。
进一步地，还包括执行器，当控制器识别到某种传感器处于失效状态，通过对应的执行器做出失效保护处理，如启用备份传感器或降级处理。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，
本发明通过传感器集成MCU，以及基于Telemetry实时高速采集技术，主动周期上报传感器采集信号，同时带内随路附带状态码以及时间戳等诊断信息，极大提高了车载传感器诊断的实时性，也可以使自动驾驶车辆做到实时感知预测，快速应对传感器失效等安全问题。
本发明适用于通过Telemetry实时高速采集技术，保证了车载传感器健康度的实时监测，也为传感器失效场景下，自动驾驶算法快速决策提供了很重要的决策输入。
附图说明
图1是基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断***框图；
图2是基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法流程图；
图3是基于Telemetry技术的传感器数据传输以及诊断报文结构图；
图4是基于Telemetry技术的传感器内部处理流程图；
图5是基于Telemetry技术的控制器内部处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1所示，本发明所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断***，包括传感器、控制器、执行器、T-BOX终端、用户终端。
在传感器上部署MCU单元，负责接收控制器下发的初始化信息，并进行传感器初始化。初始化设置包括同步传感器基准时间，设置传输接口和发送周期。传感器启动后，MCU获取本地的信号采集物理通道号，获取采集信号；然后将发送时间戳，传输接口，传感器工作状态，以及采集信号等信息，封装到Telemetry报文中，周期性地通CANFD或者Ethernet接口过发送给控制器。
控制器下发初始化信息给传感器，初始化信息包括基准时间和采集信号上报的发送周期，传输接口选择（CANFD或Ethernet等）。然后收到传感器周期上报的Telemetry报文，提取传感器的采集信号，解析传感器工作状态，判断传感器是处于正常工作状态还是失效状态；如果控制器识别到某种传感器处于失效状态，则通过对应的执行器做出失效保护处理，如启用备份传感器或降级处理等。
同时控制器充当Telemetry中间节点，将传感器工作状态诊断结果信息封装到Telemetry报文，通过传输接口发送给T-BOX终端；T-BOX终端接收解析并缓存和动态刷新传感器的实时工作状态。
用户终端通过连接T-BOX终端，实时获取传感器的工作状态。
如图2所示，本发明所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法，包括步骤：
步骤1，车身控制器通过CANFD或者Ethernet接口下发初始化信息给车载传感器，包括统一的基准时间和采集上报时间周期，传输接口选择（CANFD或Ethernet）等；
步骤2，传感器解析初始化信息，得到控制器下发的基准时间，并设置为MCU基准时间；同时，按照控制器下发的采集上报时间周期，封装传感器的采集信号和工作状态信息到Telemetry报文，通过CANFD或者Ethernet接口上报控制器；
传感器集成MCU单元，初始阶段接收控制器下发的初始化配置信息，进行初始化设置，同步传感器基准时间，设置传输接口和发送周期。
传感器启动后，MCU获取本地的信号采集物理通道号，获取采集信号；然后将发送时间戳，传输接口，传感器工作状态，以及采集信号等信息，封装到Telemetry报文中，周期性地发送给控制器。
步骤3，控制器接收传感器上报的Telemetry报文，提取传感器的采集信号；同时解析出传感器的当前工作状态信息，基于这些状态信息判断传感器是在正常工作模式还是处于失效模式；
控制器收到传感器周期上报的Telemetry报文，解析出传感器工作状态，判断传感器是处于正常工作状态还是失效状态；如果控制器识别到某种传感器失效，则通过对应的执行器做出失效保护处理，如启用备份传感器或降级处理等。
控制器支持传感器失效状态处理，实时输入给自动控制算法，决策出关键动作，如备份传感器升级为主或者自动驾驶降级等安全措施。
传感器和控制器结合后形成自诊断***，同时为自动驾驶失效模式处理，提供重要参考输入。
步骤4，控制器将传感器工作状态诊断结果信息封装到Telemetry报文，通过Ethernet接口发送给T-BOX终端；
控制器支持Telemetry报文处理，负责传感器失效状态诊断并上报T-BOX终端。
控制器充当Telemetry中间节点，把刷新的工作状态结果，封装在Telemetry报文中发送给T-BOX终端。
T-BOX终端会接收解析传感器工作状态诊断结果，同时缓存和动态刷新各个传感器实时工作状态。用户终端可以实时查看T-BOX终端记录的各种传感器工作状态和健康度。
步骤5，用户终端可以随时连接T-BOX终端，实时获取车身传感器的工作状态；有任何异常告警，都可以及时得到反馈。
如图3所示，基于Telemetry技术的车载传感器数据传输以及诊断报文结构图。
传感器输入端，通过多路物理通道采集原始信号；MCU启动后，传感器接收控制器下发的参数配置，如***基准时间、信号上报周期、传输接口选择（CANFD或Ethernet等）。
传感器输出端，传感器充当Telemetry的首节点，获取本地的信号采集物理通道号，发送时间戳，传输接口，工作状态码，以及采集信号等信息，封装到Telemetry报文中。
对于CANFD传输，上述信息填充在CANID字段后面的负载部分；对于Ethernet传输，则填充在MAC地址头和以太类型字段后面的负载部分。其中，CANFD负载限定64字节以内，Ethernet负载限定1500字节以内。
如图4所示，基于Telemetry技术的车载传感器内部处理流程图，包括步骤：
（1）进行传感器物理通道以及MCU的初始化；
（2）传感器接收控制器下发的初始化配置参数并做合法性校验；
（3）解析控制器下发的初始化配置参数，按照控制器下发的基准时间、发送周期、传输接口等，打包工作状态码和采集信号，封装到Telemetry报文，从对应的传输接口发送到控制器。
如图5所示，基于Telemetry技术的车载控制器内部处理流程图，包括步骤：
（1）进行控制器MPU以及传输通道的初始化；
（2）控制器从对应通道接收传感器周期性上报的Telemetry报文；
（3）从Telemetry报文中解析出上报的工作状态码，进行传感器健康度检查，识别当前传感器是处于正常工作状态还是失效状态；如果控制器识别到某种传感器失效，则实时输入给自动驾驶算法，决策输出到对应的执行器做出失效保护处理，如启用备份传感器或降级处理等；同时把传感器诊断结果封装到Telemetry报文中，上报给T-BOX终端。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，
本发明通过传感器集成MCU，以及基于Telemetry实时高速采集技术，主动周期上报传感器采集信号，同时带内随路附带状态码以及时间戳等诊断信息，极大提高了车载传感器诊断的实时性，也可以使自动驾驶车辆做到实时感知预测，快速应对传感器失效等安全问题。
本发明适用于通过Telemetry实时高速采集技术，保证了车载传感器健康度的实时监测，也为传感器失效场景下，自动驾驶算法快速决策提供了很重要的决策输入。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法，其特征在于，包括步骤：
（1）控制器通过传输接口下发初始化信息给传感器；
（2）传感器集成MCU，接收解析初始化信息，进行初始化设置；传感器封装发送时间戳，传输接口，采集信号和工作状态信息到Telemetry报文，通过传输接口周期性地上报控制器；
（3）控制器接收传感器上报的Telemetry报文，提取传感器的采集信号，同时解析传感器的当前工作状态信息，基于当前工作状态信息判断传感器处于正常工作模式还是处于失效模式；
（4）控制器将传感器工作状态诊断结果信息封装到Telemetry报文，通过传输接口发送给T-BOX终端；T-BOX终端接收解析传感器工作状态诊断结果，同时缓存和动态刷新传感器的实时工作状态；
（5）用户终端通过连接T-BOX终端，实时获取传感器的工作状态。
2.根据权利要求1所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法，其特征在于，初始化信息包括基准时间，传输接口选择和采集信号上报的发送周期；初始化设置包括同步传感器基准时间，设置传输接口和发送周期。
3.根据权利要求1所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法，其特征在于，所述步骤3中，当控制器识别到传感器处于失效模式，则通过对应的执行器做出失效保护处理，失效保护处理为启用备份传感器或降级处理。
4.根据权利要求1所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断方法，其特征在于，传输接口为CANFD或Ethernet接口。
5.一种基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断***，其特征在于，包括传感器、控制器、T-BOX终端、用户终端；
传感器，集成MCU，接收控制器下发的初始化信息，并进行初始化设置；传感器启动后，封装采集信号和工作状态信息到Telemetry报文，通过传输接口周期性地上报控制器；
控制器，下发初始化信息给传感器，接收传感器周期上报的Telemetry报文，提取采集信号，解析传感器工作状态，判断传感器是处于正常工作状态还是失效状态；
T-BOX终端，控制器将传感器工作状态诊断结果信息封装到Telemetry报文，通过传输接口发送给T-BOX终端；T-BOX终端接收解析并缓存和动态刷新传感器的实时工作状态；
用户终端，通过连接T-BOX终端，实时获取传感器的工作状态。
6.根据权利要求5所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断***，其特征在于，初始化信息包括基准时间，传输接口选择和采集信号上报的发送周期；初始化设置包括同步传感器基准时间，设置传输接口和发送周期。
7.根据权利要求5所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断***，其特征在于，传输接口为CANFD或Ethernet接口。
8.根据权利要求5所述的基于Telemetry技术的车载传感器快速诊断***，其特征在于，还包括执行器，当控制器识别到某种传感器处于失效状态，通过对应的执行器做出失效保护处理，失效保护处理为启用备份传感器或降级处理。
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