自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关技术方案

本实用新型专利技术涉及一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关，其特征是：包括分别与CPU连接的以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口和天线模块，所述以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口别与EMC防护电路模块连接，所述EMC防护电路模块与汽车级连接器连接，CPU与天线模块连接。有益效果：本实用新型专利技术的智能驾驶网关起到自动驾驶系统与汽车底盘之间的数据通信桥梁作用。实现自动驾驶方案中工业以太网总线与汽车CAN总线间的数据交换。

【技术实现步骤摘要】
自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关
本技术属于电数字数据处理领域，尤其涉及一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关。
技术介绍
智能化是当前社会的发展新趋势。与人类生活息息相关的汽车行业，也朝着智能方向，大步跃进。自动驾驶汽车成为科研界研究热点。自动驾驶汽车通过在传统汽车周围安装一系列传感器，实现对周围环境的感知，工控机根据反馈数据进行感知、定位、决策、规划、从而给出汽车运行控制参数，从而代替人类进行驾驶。但在上层控制系统中，以太网是通用的数据通信方式，而作为汽车应用，CAN总线则是一种更为通用、安全的应用总线。因此在无人驾驶的大脑工控机与汽车底盘之间需要有一个智能驾驶网关接收两种通信总线的数据并转换成符合对应总线的数据包，实现数据交换。
技术实现思路
本技术是为了克服现有技术中的不足，提供一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关，能够实现自动驾驶系统与汽车底盘的数据传输。对双向的数据包进行数据解析再发送的功能，实现上层自动驾驶系统与底层汽车底盘的数据交换。本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关，其特征是：包括分别与CPU连接的以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口和天线模块，所述以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口别与EMC防护电路模块连接，所述EMC防护电路模块与汽车级连接器连接，CPU与天线模块连接。所述智能驾驶网关通过以太网与工控机无线连接，智能驾驶网关通过CAN总线与车底盘连接，工控机与传感器连接，所述传感器采集数据，工控机分析采集数据，通过融合感知，决策规划输出汽车的下一时段控制信号；以太网是自动驾驶控制工控机提供的数据通信总线，负责将控制信号传输给智能驾驶网关；智能驾驶网关负责数据拆分再组合重新组建数据帧。所述传感器固接在汽车上，所述传感器包括惯导系统、毫米波雷达、激光雷达和相机。所述天线模块通过天线连接有遥控器。有益效果：与现有技术相比，本技术的智能驾驶网关实现自动驾驶方案中工业以太网总线与汽车CAN总线间的数据交换。智能驾驶网关可实现复杂环境下的稳定运行，并考虑端口失效问题进行安全控制既能兼顾汽车应用中高可靠性，又具备智能数据转换能力，能够实现自动驾驶系统与汽车底盘的数据传输。起到自动驾驶系统与汽车底盘之间的数据通信桥梁作用。附图说明图1是智能驾驶网关的架构示意图；图2是本技术结构连接框图；图3是通信端口失效应对措施流程图。具体实施方式以下结合较佳实施例，对依据本技术提供的具体实施方式详述如下：详见附图，本实施例公开了一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关，包括分别与CPU连接的以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口和天线模块，所述以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口别与EMC防护电路模块连接，所述EMC防护电路模块与汽车级连接器连接，CPU与天线模块连接。所述智能驾驶网关通过以太网与工控机无线连接，智能驾驶网关通过CAN总线与车底盘连接，工控机与传感器连接，所述传感器采集数据，工控机分析采集数据，通过融合感知，决策规划输出汽车的下一时段控制信号；以太网是自动驾驶控制工控机提供的数据通信总线，负责将控制信号传输给智能驾驶网关；智能驾驶网关负责数据拆分再组合重新组建数据帧。所述传感器固接在汽车上，所述传感器包括惯导系统、毫米波雷达、激光雷达和相机。所述天线模块通过天线连接有遥控器。如图1所示，本技术中的智能驾驶网关是自动驾驶系统与汽车底盘之间的数据通信桥梁。用于感知的激光雷达、相机等传感器安装在车上。工控机根据传感器采集的数据，通过一系列的感知、定位、决策、规划过程，得到车的下一时段控制信号。这个信号通过以太网传输给智能驾驶网关，网关解析数据包，进行数据拆分再组合，以符合CAN要求的数据格式重新组建数据帧，并通过CAN总线将控制信号发送给车底盘，进行控制。从汽车底盘上传的CAN数据包是整车状态的反馈信息，数据在智能驾驶网关内进行拆分再组合，以符合以太网要求的数据格式重新组建数据帧，并通过以太网总线发送给上层控制系统。如图2所示，本技术针对自动驾驶应用场景下的需求设计的智能驾驶网关设备。其中以太网是自动驾驶控制工控机提供的数据通信总线，智能驾驶网关通过以太网接收自动驾驶控制工控机下发的控制命令。同时车辆底盘的状态参数也通过以太网上传到工控机。智能驾驶网关具有高速与低速两路CAN接口，可以满足不同车型的需要。CPU实现以太网总线与CAN总线间数据的解析与相应数据包的填充。考虑到不同车型的适配，设计两路DI/DO端口与2路AO端口分别做数字量与模拟量的控制。所有的外接接口都设计了EMC防护电路，保证产品的高可靠性。智能驾驶网关通过天线模块与外部的一个适配遥控相连，在使用过程中可以根据需求，开发多种控制功能，遥控器具有急停键，在紧急情况下可以控制车辆紧急停车，保证安全。机械结构上，智能驾驶网关设备，使用铝制外壳，汽车级连接器，产品防护等级达到IP67。如图3所示，智能驾驶网关在进行功能设计时，采用安全导向机制，考虑产品失效的行为。对数据端口失效的应对措施。对于CAN通信端发生端口通信失效，汽车底盘CAN网络会有自身安全机制，无需关注。对于以太网通信端发生端口通信失效，如果汽车处于人工驾驶模式，则对汽车控制不会产生影响，如果汽车处于自动驾驶模式，则程序检测到以太网通信端失效后，会立即发送停车指令，防止汽车底盘收到错误的自动控制指令，从而避免安全事故。上述参照实施例对该一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本技术总体构思下的变化和修改，应属本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关，其特征是：包括分别与CPU连接的以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口和天线模块，所述以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口别与EMC防护电路模块连接，所述EMC防护电路模块与汽车级连接器连接，CPU与天线模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关，其特征是：包括分别与CPU连接的以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口和天线模块，所述以太网电路模块、高速和低速CAN接口模块、DI/DO数字量控制端口、AO控制模拟量端口别与EMC防护电路模块连接，所述EMC防护电路模块与汽车级连接器连接，CPU与天线模块连接。2.根据权利要求1所述的自动驾驶系统与汽车底盘间数据通信的智能驾驶网关，其特征是：所述智能驾驶网关通过以太网与工控机无线连接，智能驾驶网关通过CAN总线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，史小林，
申请(专利权)人：北京主线科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11