CN208963014U - 多路传感数据的融合装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种多路传感数据的融合装置，所述装置的SOC核心子***用于接收预设处理单元的运算结果，以及通过CAN总线接收雷达数据，并将基于运算结果及雷达数据的融合处理结果传送至执行器ECU；SOC核心子***集成有两个及两个以上的***设备互联控制器；其中，SOC核心子***通过一个***设备互联控制器与计算资源扩充子***进行数据交互；以太网交换子***，用于接收预设以太网传输的通信数据，并将通信数据发送至SOC核心子***；摄像数据解串子***，用于向SOC核心子***发送经过已处理的外部摄像数据；电源管理子***，用于向装置供电。本实用新型解决了自动驾驶技术领域缺乏高性能、低功耗和低成本的融合决策平台的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种多路传感数据的融合装置。
背景技术
目前，自动驾驶已经成为热门研究领域。自动驾驶技术主要包括感知、融合决策和控制三大技术。在感知端，随着单目/双目/环视摄像头技术的不断成熟，摄像头销量不断增加，使得摄像头硬件成本随之大幅度降低。激光雷达随着国产雷达技术的改进开始量产，成本也开始降低；毫米波雷达模块也在车厂开始批量供货，成本也会越来越低。而超声波雷达技术已经较早地应用在倒车场景，价格更是低廉。
此外，ADAS(Advanced Driving Assistant System，即高级驾驶辅助***)***由于大量部署和相关技术的长期开发，在实际市场应用中已经相当成熟。
在控制端，ECU(Electronic Control Unit，即电子控制单元)技术也已经是经验数据较多的控制技术。
因此，当前自动驾驶技术的竞争和技术挑战主要聚焦于融合决策环节。自动驾驶仍然需要高性能、低功耗和低成本的融合决策平台。
上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种多路传感数据的融合装置，旨在解决现有自动驾驶技术领域缺乏高性能、低功耗和低成本的融合决策平台的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供一种多路传感数据的融合装置，所述装置包括SOC核心子***，以及分别与所述SOC核心子***连接的计算资源扩充子***、以太网交换子***、摄像数据解串子***、电源管理子***；
所述SOC核心子***用于接收预设处理单元的运算结果，以及通过CAN总线接收雷达数据，并将基于所述运算结果及所述雷达数据的融合处理结果传送至执行器ECU；
所述SOC核心子***集成有两个及两个以上的***设备互联控制器；其中，所述SOC核心子***通过一个所述***设备互联控制器与所述计算资源扩充子***进行数据交互；
所述以太网交换子***，用于接收预设以太网传输的通信数据，并将所述通信数据发送至所述SOC核心子***；
所述摄像数据解串子***，用于向所述SOC核心子***发送已处理的外部摄像数据；
所述电源管理子***，用于向所述装置供电。
优选地，所述***设备互联控制器为PCIe2.0x1Lane控制器。
优选地，所述SOC核心子***与所述以太网交换子***通过吉比特介质独立接口相连。
优选地，所述以太网交换子***包括普通以太网交换芯片和/或车载以太网交换芯片。
优选地，所述SOC核心子***与所述摄像数据解串子***通过MIPICSI2.0接口相连。
优选地，所述电源管理子***包括独立设置的开关电源模块和低压差线性稳压器；其中，所述开关电源模块和所述低压差线性稳压器分别用于控制对应匹配的负载的供电。
优选地，所述电源管理子***还包括用于上电控制的复杂可编程逻辑器件，所述复杂可编程逻辑器件分别连接所述开关电源模块和所述低压差线性稳压器。
优选地，所述装置还包括若干个对外接口；所述对外接口包括RJ45接口、FAKRA连接器接口、HDMI连接器、USB2.0连接器、USB3.0连接器、SATA连接器、CAN连接器、车载以太网连接器、汽车电源连接器及预留PCIE资源扩展接口。
优选地，所述装置还包括用于内置所述SOC核心子***、所述计算资源扩充子***、所述以太网交换子***、所述摄像数据解串子***及所述电源管理子***的壳体。
本实用新型实施例提出一种多路传感数据的融合装置，通过将SOC核心子***10、计算资源扩充子***20、以太网交换子***30、摄像数据解串子***40、电源管理子***50进行组合，进而将SOC、LPDDR4、车载以太网交换技术、LVDS传输技术，CAN FD协议及智能电源管理等关键新技术结合；同时，实现处理视觉处理单元、激光雷达处理单元、毫米波雷达处理单元、超声波雷达处理单元及V2X通信单元等多传感器数据融合处理；经融合算法进行融合处理实现规划决策，其运算结果通过车载以太网或CAN接口送给执行器ECU处理。从而使得接口和计算资源等模块化容易宽展，装置模块化，体积较小，可靠性高，功耗低。
附图说明
图1为本实用新型提出的多路传感数据的融合装置的组成示意图。
本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参见图1，图1为本实用新型提出的多路传感数据的融合装置的组成示意图，所述装置包括SOC核心子***10，以及分别与所述SOC核心子***10连接的计算资源扩充子***20、以太网交换子***30、摄像数据解串子***40、电源管理子***50；
在本实施例中，SOC(System on Chip的缩写，即片上***)核心子***10可以理解为由多个具有特定功能的集成电路组合在一个芯片上形成的***或产品，其中包含完整的硬件***及其承载的嵌入式软件。具体地，SOC核心子***10包含有多核高性能的ARM处理器(一种微处理器)及GPU(Graphics Processing Unit，即图形处理器)。
所述SOC核心子***10用于接收预设处理单元的运算结果，以及通过CAN总线接收雷达数据，并将基于所述运算结果及所述雷达数据的融合处理结果传送至执行器ECU；
所述SOC核心子***10是多路传感数据的融合装置(或者是装置的整块主板)的核心，负责接收来自于视觉处理单元、激光雷达处理单元、EIMU(由高精度定位RTK模块和惯性导航模块通过算法集成)处理单元的运算结果，以及通过CAN总线(Controller AreaNetwork即控制器局域网络)接收毫米波雷达数据及超声波雷达数据，并将这些数据(包括上述处理单元的运算结果、各类上述雷达数据)通过融合算法进行融合处理，其运算结果通过车载以太网或CAN接口送给执行器ECU处理。其中，ECU是Elecmal Control Unit的缩写，即电子控制单元，为汽车的电子的核心控制元件。
所述SOC核心子***10集成有两个及两个以上的***设备互联控制器；其中，所述SOC核心子***通过一个所述***设备互联控制器与所述计算资源扩充子***20进行数据交互。
计算资源扩充子***20主要用于扩充SOC核心子***10的计算资源。
优选地，所述***设备互联控制器为PCIe2.0x1Lane控制器。其中，PCIe为Peripheral Component Interconnect Express，是一种高速串行计算机总线标准；此处所述“2.0”，为第二代标准，总线速度为5GT/s；“x1Lane”是指采用一条总线(Lane)，一条总线支持500MB/s的传输速率。需要说明的是，SOC核心子***10集成两个PCIe2.0x1Lane控制器即可，控制器的属性可根据实际需要进行配置，例如配置为RC(Root complex，即根复合体)属性或者EP(Endpoint，即端点设备)属性。其中，将其中一个PCIe2.0x1Lane控制器配置为RC属性；通过该PCIe2.0x1Lane控制器，SOC核心子***10与所述计算资源扩充子***20进行数据交互。另外一个PCIe2.0x1Lane控制器也配置为RC属性，并连接至夹板式PCIe连接器，用以预留资源扩展。
所述以太网交换子***30，用于接收预设以太网传输的通信数据，并将所述通信数据发送至所述SOC核心子***；
优选地，所述SOC核心子***10与所述以太网交换子***30通过吉比特介质独立接口相连。
吉比特介质独立接口，即RGMII接口(Reduced Gigabit Media IndependentInterface)。RGMII接口均采用4位数据接口，工作时钟125MHz，并且在上升沿和下降沿同时传输数据，因此传输速率可达1000Mbps。采用RGMII的目的是降低电路成本，并减少实现这种接口的器件的引脚数(如从25个减少到14个)。通过RGMII接口，SOC核心子***10与以太网交换子***30进行数据交互。
优选地，所述以太网交换子***30包括普通以太网交换芯片和/或车载以太网交换芯片。
以太网交换子***30实现普通以太网和车载以太网接口的扩展。在硬件设计上，主要包含一片普通以太网交换芯片和一片车载以太网交换芯片。普通以太网交换芯片与标准以太网相对应，标准以太网可以理解为各类普通的传统以太网；车载以太网交换芯片与车载以太网相对应，车载以太网的设计是为了满足车载环境中的一些特殊需求。
所述摄像数据解串子***，用于向所述SOC核心子***发送已处理的外部摄像数据；
具体地，所述摄像数据解串子***40主要负责多路摄像头数据的解串与接入。其中，摄像头数据优选为4路720P 30fps摄像头数据。
优选地，所述SOC核心子***10与所述摄像数据解串子***40通过MIPI CSI2.0接口相连。
所述MIPI CSI2.0接口与MIPI CSI2.0接口标准相对应；MIPI CSI2.0接口标准为MIPI(Mobile Industry Processor Interface，即移动产业处理器接口)摄像机接口标准的升级版本。
优选地，所述摄像数据解串子***40通过FAKRA接口对外连接LVDS高清摄像头。
其中，FAKRA接口为一种常用于汽车的接头；LVDS高清摄像头采用LVDS技术。LVDS，即Low-Voltage Differential Signaling，意为低压差分信号传输，是一种满足当今高性能数据传输应用的新型技术。这种技术的核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，可以实现点对点或一点对多点的连接，具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点，其传输介质可以是铜质的PCB连线，也可以是平衡电缆。在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的***中，LVDS技术得到了越来越广泛的应用。
所述电源管理子***50，用于向所述装置供电。
优选地，所述电源管理子***50包括独立设置的开关电源模块和低压差线性稳压器；其中，所述开关电源模块和所述低压差线性稳压器分别用于控制对应匹配的负载的供电。。
电源管理子***50负责将汽车提供的电源进行分配或者转换成电路器件需要的电压。ARM数据融合板的主电源输入为12V(伏特)，板上所有的电源模块供电都需要从此12V产生。对于电流比较大的负载，使用开关电源模块。对于电流比较小或者对电源要求较高的负载，采用LDO(Low Dropout regulator，即低压差线性稳压器))作为电源芯片。
所述电源管理子***50还包括用于上电控制的复杂可编程逻辑器件；所述复杂可编程逻辑器件分别连接所述开关电源模块和所述低压差线性稳压器。
电源管理子***50向上述其它子***提供5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V、1.1V和0.85V等电压，且要满足各个子***对每种电压需求、功耗需求、电源特性指标需求，并且还要支持对上电顺序的控制及电源电压状态监控。为了达到此目的，采用CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，即复杂可编程逻辑器件)控制整板其它模块的上电。
本实施例中提出一种多路传感数据的融合装置，通过将SOC核心子***10，以及分别与所述SOC核心子***10连接的计算资源扩充子***20、以太网交换子***30、摄像数据解串子***40、电源管理子***50进行组合，进而将SOC、LPDDR4、车载以太网交换技术、LVDS传输技术，CAN FD协议及智能电源管理等关键新技术结合；同时，实现处理视觉处理单元、激光雷达处理单元、毫米波雷达处理单元、超声波雷达处理单元及V2X通信单元等多传感器数据融合处理；经融合算法进行融合处理实现规划决策，其运算结果通过车载以太网或CAN接口送给执行器ECU处理。从而使得接口和计算资源等模块化容易宽展，装置模块化，体积较小，可靠性高，功耗低。
此外，本实用新型提出的多路传感数据的融合装置还包括若干个对外接口；所述对外接口包括RJ45接口、FAKRA连接器接口、HDMI连接器、USB2.0连接器、USB3.0连接器、SATA连接器、CAN连接器、车载以太网连接器、汽车电源连接器及预留PCIE资源扩展接口。
下面，对上述对外接口进行说明。
RJ45接口主要对外连接激光雷达传感器和调试接口。
FAKRA接口对外连接LVDS高清摄像头。
HDMI接口对外连接高清显示设备。
USB2.0接口及USB3.0接口预留对外连接存储介质及调试等。
SATA连接器连接固态硬盘存储介质，后续存储主要的是地图数据等。
CAN FD连接器主要对外连接毫米波雷达处理单元、超声波雷达处理单元及车载控制ECU单元。
车载以太网连接器(接口)对外连接激光雷达、视觉深度学习加速单元、EIMU、V2X通信单元及车载控制ECU单元。通过激光雷达获取点云数据，通过视觉深度学习单元获取加速处理后数据，通过EIMU获取高精度实时的导航定位数据及姿态数据，通过V2X通信单元实现与周围车辆，行人及基础设施等环境之间的通信。
汽车电源连接器对外连接汽车电源。
PCIE资源扩展接口主要用于多个单板级联实现硬件计算资源扩展和与其它加速计算模块单元的通信，实现高速数据传输。
在具体的硬件设置中，所述装置还包括用于内置所述SOC核心子***10、所述计算资源扩充子***20、所述以太网交换子***30、所述摄像数据解串子***40及所述电源管理子***50的壳体。
作为一种较优的实施方式，实际实施时，RJ45接口和车载以太网接口设置在壳体外壳一侧；汽车电源连接器、CAN FD连接器、USB3.0接口、HDMI接口和FAKRA接口设置在外壳另外一侧。
对于在图1中出现、且上文未进行说明的名词，增加如下说明：
总线扩展器：英文简称GPIO，即General Purpose Input Output。
串行外设接口：英文简称SPI，即Serial Peripheral Interface，是一种高速、全双工的同步通信总线。
通用异步收发传输器：英文简称UART，即Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，是一种异步收发传输器。其将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。
内部整合电路：英文简称I2C，即Inter-Integrated Circuit，是一种串行通讯总线,使用多主从架构。
辅助电源开关(或汽车点火钥匙开关信号)：英文简称ACC，即ACCESSORY,。
继承了CAN总线主要特性的相关协议：英文简称CAN FD，即CAN withFlexibleData rate。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
Claims (9)
1.一种多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述装置包括SOC核心子***，以及分别与所述SOC核心子***连接的计算资源扩充子***、以太网交换子***、摄像数据解串子***、电源管理子***；
所述SOC核心子***用于接收预设处理单元的运算结果，以及通过CAN总线接收雷达数据，并将基于所述运算结果及所述雷达数据的融合处理结果传送至执行器ECU；
所述SOC核心子***集成有两个及两个以上的***设备互联控制器；其中，所述SOC核心子***通过一个所述***设备互联控制器与所述计算资源扩充子***进行数据交互；
所述以太网交换子***，用于接收预设以太网传输的通信数据，并将所述通信数据发送至所述SOC核心子***；
所述摄像数据解串子***，用于向所述SOC核心子***发送已处理的外部摄像数据；
所述电源管理子***，用于向所述装置供电。
2.如权利要求1所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述***设备互联控制器为PCIe2.0x1Lane控制器。
3.如权利要求1所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述SOC核心子***与所述以太网交换子***通过吉比特介质独立接口相连。
4.如权利要求1或3所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述以太网交换子***包括普通以太网交换芯片和/或车载以太网交换芯片。
5.如权利要求1所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述SOC核心子***与所述摄像数据解串子***通过MIPI CSI2.0接口相连。
6.如权利要求1所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述电源管理子***包括独立设置的开关电源模块和低压差线性稳压器；其中，所述开关电源模块和所述低压差线性稳压器分别用于控制对应匹配的负载的供电。
7.如权利要求6所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述电源管理子***还包括用于上电控制的复杂可编程逻辑器件，所述复杂可编程逻辑器件分别连接所述开关电源模块和所述低压差线性稳压器。
8.如权利要求1所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述装置还包括若干个对外接口；所述对外接口包括RJ45接口、FAKRA连接器接口、HDMI连接器、USB2.0连接器、USB3.0连接器、SATA连接器、CAN连接器、车载以太网连接器、汽车电源连接器及预留PCIE资源扩展接口。
9.如权利要求1所述的多路传感数据的融合装置，其特征在于，所述装置还包括用于内置所述SOC核心子***、所述计算资源扩充子***、所述以太网交换子***、所述摄像数据解串子***及所述电源管理子***的壳体。
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|---|---|---|---|---|
| CN112532935A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 天津津航计算技术研究所 | 一种基于soc确定视频源位置的装置 |
| CN113325398A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-31 | 英博超算(南京)科技有限公司 | 一种超声波雷达的多核通讯***及使用方法 |
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Denomination of utility model: Multi channel sensor data fusion device Effective date of registration: 20210520 Granted publication date: 20190611 Pledgee: Shenzhen Longgang sub branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: SHENZHEN ECHIEV AUTONOMOUS DRIVING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980003808 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220607 Granted publication date: 20190611 Pledgee: Shenzhen Longgang sub branch of Agricultural Bank of China Ltd. Pledgor: SHENZHEN ECHIEV AUTONOMOUS DRIVING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980003808 |