自动驾驶域控制器、控制方法及系统与流程

　　本技术涉及车辆自动驾驶，具体地指一种自动驾驶域控制器、控制方法及控制系统。

　　1、在车辆领域中，随着自动驾驶技术的快速发展，越来越多的场景中实现了车辆的自动驾驶，包括园区接驳、矿区、机场、港口、物流、环卫等场景已经开始进行无人化作业，给各个企业也带来很大的降本增效的好处。但是目前自动驾驶技术仍存在一些问题，如自动驾驶对算力的要求巨大，目前大部分自动驾驶企业使用的依然是服务器，而服务器均为非车规，很容易受车内外的运营环境的影响。而且在实车运营过程中也很容易出现服务器宕机的情况，影响自动驾驶的运营安全。另外自动驾驶涉及的零部件多而且杂，包括服务器、冗余控制器、io转换器、交换机、can转换设备、供电设备、5g设备以及各种传感器等，任何一个出现问题都会影响自动驾驶的运营安全。还存在的问题包括，正常情况下许多纯无人驾驶系统的主辅冗余系统的传感器无法复用，需要新增额外的传感器才能达到冗余安全的目的，无疑增加了自动驾驶系统的整体成本。

　　2、因而将自动驾驶零部件车规化、集成化、可复用化将是未来亟需解决的一个问题。

　　1、为了克服现有技术的不足，本技术实施例提供一种自动驾驶域控制器、控制方法及控制系统，使用搭载车规级高算力核心芯片的自动驾驶域控制器作为自动驾驶域的核心控制器，有效解决了服务器很容易受外部环境影响的缺陷，增加了自动驾驶核心控制器的可靠性，保证自动驾驶的运营安全。

　　2、本发明实施例提供了一种自动驾驶域控制器，所述自动驾驶域控制器包括控制主板，所述控制主板上集成有主控制器芯片、辅控制器芯片、mcu芯片，所述主控主板连接各种传感器；所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片设有激光雷达信号通讯接口、毫米波雷达信号通讯接口、超声波雷达信号通讯接口、视频信号通讯接口、惯性导航信号通讯接口以及网络通讯接口；

　　3、其中，所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片互为冗余芯片，所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片同时接收所有的传感器数据，并同时通过spi总线下发整车控制指令给所述mcu芯片，所述mcu芯片优先使用所述主控制芯片的控制指令，同时所述副控制器芯片的指令置为无效；若所述mcu芯片判断所述主控制芯片失效时，所述副控制器芯片的控制指令有效，所述mcu芯片使用所述副控制器芯片的控制指令；

　　4、其中，所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片通过gpio接口和spi接口连接所述mcu芯片，所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片之间通过xfi接口、pcie接口和gpio接口连接。

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　　5、根据本发明实施例所提供的自动驾驶域控制器，所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片为车规级高算力芯片，用于接收并处理外设传感器信号，最终完成自动驾驶算法的运算；所述视频信号通讯接口通过c-phy通讯接口连接解串器芯片与相机连接；所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片至少连接三个所述解串器芯片，每个所述解串器芯片支持4路gmsl接口，每个所述gmsl接口连接一个相机，完成多达12路视频信号的接收。

　　6、根据本发明实施例所提供的自动驾驶域控制器，所述激光雷达信号通讯接口和所述网络通讯接口通过xfi接口连接交换机芯片，所述交换机芯片设置有至少5路千兆以太网通讯接口；所述激光雷达信号通讯接口和所述网络通讯接口分别通过千兆以太网通讯接口实现，完成激光雷达信号的接收和网络通讯。

　　7、根据本发明实施例所提供的自动驾驶域控制器，所述毫米波雷达信号通讯接口、所述超声波雷达信号通讯接口、以及所述惯性导航信号通讯接口通过连接所述mcu芯片实现，所述mcu芯片支持多种接口的接入，完成了超声波雷达信号、毫米波雷达信号以及组合惯导设备信号的接收。

　　8、根据本发明实施例所提供的自动驾驶域控制器，所述控制主板还包括电源管理系统，所述电源管理系统具有两路电源输入接口为所述电源管理系统提供冗余供电；

　　9、所述电源管理系统在所述控制主板内为所述解串器芯片、所述主控制器芯片、所述辅控制器芯片、所述mcu芯片、所述交换机芯片供电；

　　10、所述电源管理系统外部设置有两路电源输出接口，为传感器提供冗余供电。

　　11、根据本发明实施例所提供的自动驾驶域控制器，所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片之间的xfi接口、pcie接口和gpio接口用于支持所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片的相互通信，并同时下发自动驾驶控制命令，包括但不限于自动驾驶模式控制命令、转向控制命令、车速控制命。

　　12、根据本发明实施例所提供的自动驾驶域控制器，所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片均失效时，所述mcu芯片按照预设指令根据所述主控制器芯片和所述辅控制器芯片失效前的数据下发控车指令给整车控制器。

　　13、本发明实施例还提供了一种基于上述实施例所述的自动驾驶域控制器的控制方法，包括：

　　15、mcu芯片监控所述主控制器芯片是否失效，若所述主控制器芯片未失效，则所述mcu芯片接收所述主控制器芯片的控车指令；

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　　16、若所述主控制器芯片失效，则所述mcu芯片监控所述副控制器芯片是否失效；

　　17、若所述副控制器芯片未失效，则所述mcu芯片接收所述副控制器芯片的控车指令；

　　18、若所述副控制器芯片失效，则所述mcu芯片根据预设指令发出控车指令；

　　19、整车控制器vcu监控所述mcu芯片是否失效，若所述mcu芯片未失效，则所述整车控制器vcu接收所述mcu芯片的控车指令；

　　20、若所述mcu芯片失效，则所述整车控制器vcu根据预设指令发出控车指令；

　　22、本发明实施例还提供了一种基于上述实施例所述的自动驾驶域控制器的控制系统，所述控制系统包括：

　　23、自动驾驶域控制器、12路相机、12个超声波雷达、5个毫米波雷达、1个组合惯导设备、3个激光雷达以及2个5g路由器；

　　24、其中，所述自动驾驶域控制器通过gmsl接口与12路所述相机连接，其中预留1路相机接口，通过dsi3接口与12个所述超声波雷达相连，通过canfd接口与5个所述毫米波雷达相连，通过canfd接口、串口及pps接口与所述组合惯导设备相连，通过1000base-t1接口与3个所述激光雷达和2个所述5g路由器相连；所述自动驾驶域控制器通过canfd接口和100base-t1接口与整车控制器进行冗余通信；

　　25、所述自动驾驶域控制器中的电源管理系统的两路冗余输出接口分别为各种传感器供电，达到所述控制系统各种传感器的冗余供电；

　　26、整车控制器通过canfd接口与eps、ipb和epb连接，实现对各执行器控制。

　　27、根据本发明实施例所提供的自动驾驶域控制器的控制系统，所述控制系统中所述自动驾驶域控制器存在两路冗余电源输入接口，其中一路为主电源输入接口，另一路为冗余电源输入接口，两路所述电源输入接口独立供电；当所述主电源输入接口失效后，直接切换为所述冗余电源输入接口；

　　28、所述控制系统中的所述主控制器芯片、所述辅控制器芯片、所述mcu芯片、所述交换机芯片以及所述解串器芯片均为所述电源管理系统提供电源；所述控制系统的传感器也由所述电源管理系统的两路输出接口提供电源，其中一路为所述激光雷达和所述5g路由器供电，另一路为所述超声波雷达、所述毫米波雷达以及所述组合惯导设备供电。

　　29、本发明的有益效果为：本发明实施例所提供的一种自动驾驶域控制器、控制方法及控制系统，使用搭载车规级高算力核心芯片的域控制器作为自动驾驶域的核心控制器，有效解决了服务器很容易受外部环境影响的缺陷，增加了自动驾驶核心控制器的可靠性，保证自动驾驶的运营安全。所述自动驾驶域控制器包括两个高算力的核心芯片来分别作为主控制器芯片和辅控制器芯片、1个mcu芯片、1个千兆以太网交换机芯片、1套电源管理系统芯片等核心组件，将原有的许多单一功能的设备集成至一个域控设备上，减少了自动驾驶系统设备的数量及复杂度，有效降低自动驾驶零部件出现问题的风险。本实施例所提供的自动驾驶域系统中的主控制器芯片和辅控制器芯片互为冗余，一旦主控制器芯片失效，辅控制器芯片可连接所有的传感器及执行器设备，继续执行自动驾驶的运营。而且，即使主控制器芯片和辅控制器芯片同时失效，mcu芯片也会按照主控制器芯片和辅控制器芯片失效前规划的历史轨迹控制车辆安全停车。另外如果考虑极端场景，整个域控制器失效，整车控制器也会控制车辆安全停车。在本实施例中所提供的辅控制器芯片可连接所有的传感器设备，无需额外增加冗余的传感器，可有效降低自动驾驶的整体成本，更有助于推动项目的量产。最后，本实施例所提供的自动驾驶域系统支持电源冗余功能，自动驾驶的所有元器件均具备冗余供电，保证自动驾驶设备的供电安全。

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