[發明專利]一種用于無人駕駛車輛的實時通信控制方法

在審

• 申請號: 201811325180.5
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109263581A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 蘭建平;錢毓鈴;周海鷹;董秀娟;邵俊
• 申請（專利權）人: 湖北汽車工業學院
• 主分類號: B60R16/023
• 分類號: B60R16/023
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明屬于車輛無人駕駛領域，公開了一種用于無人駕駛車輛的實時通信控制方法，每個實時以太網智能通信節點通過單對雙絞線和交換機互連，構成實時以太網車載網絡；網絡中至少存在一個實時以太網智能節點為主節點，在每個通信周期內通過單播請求幀輪序各個實時以太網智能節點，協調各個從站，分配總線使用權，實現實時通信；其余配置為從節點，每個節點有唯一的節點號；從節點在收到主節點發送來的請求幀發送一個回復幀，把自己需要發送的數據廣播到網絡上。本發明網絡中的每個節點都會有一次收取/發送數據，即使面對不斷增加的車載傳感器，也不會降低其實時性，適應未來無人駕駛車輛的發展趨勢。

技術領域

本發明屬于車輛無人駕駛領域，尤其涉及一種用于無人駕駛車輛的實時通信控制方法。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：

業內常用的現有技術包括：LIN總線、CAN總線、FLERAY總線、MOST總線；LIN總線網絡為單個主節點和多個從節點構成，可連接節點數少，信號無需仲裁，依靠標識符判斷，標識符長度長，速率最高達20kbps，傳輸距離短；CAN總線網絡為多個節點構成，采用仲裁方式通信，可連接節點數較多，實時性低，速率最高達1Mbps；FLERAY總線和MOST總線都是采用時間觸發的通信方式，實時性高，實現較復雜，成本高，目前應用相對較少；CAN總線的性能穩定和價格便宜，現有技術成熟，所以業內常以CAN總線作為車載網絡系統，常常與LIN總線配合使用。

隨著汽車電子技術的快速發展，未來的汽車發展將向著主動安全與智能駕駛及最終實現無人駕駛的方式轉變。無人駕駛是通過計算機技術、電子通信技術、傳感技術等集環境感知、實時控制和精準執行等環節基礎上的跨行業、跨學科的綜合技術，同時代表著一個國家的科研實力和工業現代化，是加速經濟的發展，推進工業現代化步伐的關鍵一環，有著重要的戰略意義。

但是現有的主流車載通信總線卻限制著無人駕駛的進程，即使不斷的改進，通過多個LIN結合CAN的通信方式解決了大量數據高速通信的需要，其優先權仲裁的傳輸機制存在嚴重的滯后性，通信周期內優先權較低的信號在通信周期被高優先權的不斷的后置，實時性得不到保障，會造成無法挽回的災難性后果，對生命安全是極大的威脅。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

現有技術中，總線“空閑”或“繁忙”狀態未知，容易發生沖突，造成信號的錯誤；

當錯誤信號產生后，會重新發送，大量占用總線資源，甚至造成堵塞；

(2)采用優先權仲裁的傳輸機制存在嚴重的滯后性，數據得不到有效的傳輸；

(3)面對不斷增多的車載傳感器，數據量不斷遞增，實時性不斷衰減；

(4)網絡中可連接節點數少，傳輸速率低；

(5)現有技術中實時性高，性能較優的總線成本高，應用領域受限。

解決上述技術問題的難度和意義：

難度在于：上述技術問題的根本原因在于自身的局限性。由于早期總線通信的開發內容是為早期的有人駕駛服務的，只需滿足車載電器的傳輸即可，無需考慮輔助駕駛和實時性，其硬件電路設計較為簡單，網絡節點數受到物理特性的限制；軟件協議受限，無法實現更新迭代；如果要進行二次開發，其提升也是收益甚微的，并不能滿足未來無人車輛的需求，故需要尋求一種新的通信架構。

解決現有技術后帶來的意義：

使得車載實時以太網在車載網絡通信領域的應用更近一步，推動了車載實時以太網在無人車輛的應用和不斷完善。車載實時以太網性能優異，具有通信強實時性，傳輸速率高，可接入節點多，架構實現簡單，面對眾多車型適應性高，成本低等特點，滿足現階段智能輔助駕駛的通信需求，更可通過不斷的更新迭代滿足無人駕駛的苛刻的通信條件。

發明內容