[發(fā)明專利]一種雙模熱備份無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110735234.0
• 申請(qǐng)日: 2021-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113359572A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王大鵬;郭晨策;邱恒;李俊偉;魯靖文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中船重工海為鄭州高科技有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司 41109
• 代理人: 霍彥偉

一種雙模熱備份無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，包括中心控制器，還包括與中心控制器進(jìn)行心跳通訊的嵌入式整車控制器，所述嵌入式整車控制器與中心控制器均通過(guò)總線接口與環(huán)境感知裝置、定位裝置和車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器連接。本發(fā)明控制系統(tǒng)采用雙模熱備份結(jié)構(gòu)，既發(fā)揮了原控制系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，同時(shí)又利用嵌入式整車控制器的高可靠性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)的雙模熱備份。極大的提高了無(wú)人駕駛車輛在運(yùn)行過(guò)程中的安全性，為無(wú)人駕駛車輛在公共交通、場(chǎng)區(qū)擺渡等對(duì)安全性要求極高的應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣，奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種雙模熱備份無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

目前無(wú)人駕駛領(lǐng)域發(fā)展迅速，無(wú)人駕駛公交車、出租車以及特種作業(yè)車輛，被應(yīng)用在越來(lái)越多的場(chǎng)景中。無(wú)人駕駛車輛通常使用攝像頭及激光雷達(dá)共同為無(wú)人系統(tǒng)提供感知數(shù)據(jù)。由于無(wú)人駕駛系統(tǒng)過(guò)于復(fù)雜且對(duì)運(yùn)算效率要求極高，大多數(shù)無(wú)人駕駛系統(tǒng)都采用單個(gè)控制系統(tǒng)作為其核心控制單元（目前現(xiàn)有技術(shù)大多采用X86/64架構(gòu)的運(yùn)算處理平臺(tái)）。但是，當(dāng)核心控制單元在過(guò)溫、震動(dòng)、碰撞等異常條件下，極易發(fā)生系統(tǒng)紊亂，甚至死機(jī)的現(xiàn)象。從而使無(wú)人駕駛車輛處于失控狀態(tài)，造成了極大的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，提供一種雙模熱備份無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：

一種雙模熱備份無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)，包括中心控制器，還包括與中心控制器進(jìn)行心跳通訊的嵌入式整車控制器，所述嵌入式整車控制器與中心控制器均通過(guò)總線接口與環(huán)境感知裝置、定位裝置和車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器連接。

所述的環(huán)境感知裝置包括攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波雷達(dá)。

所述總線接口包括以太網(wǎng)接口、高速CAN總線通訊接口和低速CAN總線通訊接口。

所述嵌入式整車控制器還與模擬量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、4G/5G通訊模塊、儀表驅(qū)動(dòng)模塊、繼電器驅(qū)動(dòng)輸出模塊、電源模塊、存儲(chǔ)器、看門(mén)狗和時(shí)鐘模塊連接。

所述嵌入式整車控制器采用ARM Cortex微控制器。

在默認(rèn)狀態(tài)下，所述中心控制器進(jìn)行無(wú)人駕駛控制。

一種雙模熱備份無(wú)人駕駛控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：

中心控制器與嵌入式整車控制器通過(guò)以太網(wǎng)、高速CAN總線和低速CAN總線分別與無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)的環(huán)境感知裝置、定位裝置和車輛執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器連接；

中心控制器向嵌入式整車控制器發(fā)送“心跳通訊”報(bào)文，嵌入式整車控制器根據(jù)“心跳檢測(cè)”判斷中心控制控制器狀態(tài)，若中心控制“離線”則認(rèn)為出現(xiàn)故障；若中心控制器“在線”則認(rèn)為未出現(xiàn)故障；

若監(jiān)測(cè)到中心控制器出現(xiàn)故障，則嵌入式整車控制器接管車輛的控制權(quán)，控制車輛完成緊急安全操作；

同時(shí)嵌入式整車控制器通過(guò)4G/5G無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，向管理調(diào)度系統(tǒng)上報(bào)當(dāng)前狀態(tài)，完成既定任務(wù)后停車等候修理。

所述中心控制器出現(xiàn)故障包括系統(tǒng)紊亂或死機(jī)。

所述心跳通訊是一種CAN通訊報(bào)文，通訊報(bào)文規(guī)定ID為000+設(shè)備號(hào)，數(shù)據(jù)為單字節(jié)十六進(jìn)制心跳數(shù)據(jù)0X80，發(fā)送頻率為10HZ；所述為若嵌入式整車控制器持續(xù)0.15s未收到“設(shè)備號(hào)”對(duì)應(yīng)設(shè)備的“心跳通訊”報(bào)文，則認(rèn)為該設(shè)備“離線”；反之為“在線”。

所述緊急安全操作包括緊急制動(dòng)或緩慢制動(dòng)、車輛停穩(wěn)后抱緊制動(dòng)裝置、閃爍警示燈。本發(fā)明的有益效果：相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明控制系統(tǒng)采用雙模熱備份結(jié)構(gòu)，既發(fā)揮了原控制系統(tǒng)（X86運(yùn)算平臺(tái)）強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，同時(shí)又利用嵌入式整車控制器的高可靠性和穩(wěn)定性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人駕駛控制系統(tǒng)的雙模熱備份。極大的提高了無(wú)人駕駛車輛在運(yùn)行過(guò)程中的安全性，為無(wú)人駕駛車輛在公共交通、場(chǎng)區(qū)擺渡等對(duì)安全性要求極高的應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣，奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。