一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统技术方案

本发明专利技术请求保护一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统，该系统包括主控制器、POE网络交换机、无线通信、组合导航和电源模块。主控制器模块用于数据传输和智能网联汽车功能服务程序计算，支持USB、Ethernet、HDMI、PCIE、GPIO、UART、CAN等接口，其中多路CAN接口分别用于雷达数据采集，以及与线控底盘系统进行交互；POE网络交换机模块用于Ethernet接口传感器的数据交换和电源供应；无线通信模块用于与其他车辆、服务器及路侧设备通信；组合导航模块用于获取主车位置及姿态；电源模块用于低功耗传感器电源供应。本发明专利技术实现智能网联汽车自动驾驶域控制器系统的集成化与小型化，简化智能网联汽车线束布置，降低成本并提高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统
本专利技术属于自动化、通信与计算机
，具体涉及一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统。
技术介绍
智能网联汽车是一个集环境感知、规划决策、运动控制、数据通信等功能于一体的高度智能化、信息化系统。传统的多ECU分布式架构是汽车电子的典型模式，但是对智能汽车而言，传感器数量以及需要传输的数据量急剧增加，这一模式将使得线路复杂性急剧增加，导致整车性能下降、成本上升。智能网联汽车系统平台是实现自动驾驶功能的重要载体，应当具备集成化，小型化、功能多样化，高可靠性、低功耗、安装简易，开发门槛低等特点，以简化智能网联汽车线束布置，降低成本并提高可靠性。博世推出支持L2级别，包含五个雷达和一个单目摄像头的域控制器基础版。奥迪的zFAS，通过一块ECU，接入不同传感器的信号并进行对信号进行分析和处理，最终发出控制命令。华为的MDC提供了GMSL、以太网及CAN的支持。这些产品主要以支持各类环境感知传感器为主，并未集成组合导航，集成程度不够高，并且传感器需要额外的电源线，系统线束仍然复杂。本专利技术针对智能网联汽车车载域控制器的应用需求，提出一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统。采用集成化的主控制器模块、POE网络交换机模块、无线通信模块、组合导航模块和电源模块模块，实现智能网联汽车自动驾驶域控制器的集成化与小型化，提高智能网联汽车自动驾驶系统可靠性，降低智能网联汽车系统开发的难度。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中的问题，提出一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统，以提高智能网联汽车自动驾驶系统可靠性，降低智能网联汽车系统开发的难度。本专利技术的技术方案如下：一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统，其包括：网络交换机模块、无线通信模块、组合导航模块、多路CAN接口和电源模块模块，主控制器模块分别与无线通信模块、组合导航模块和POE网络交换机模块相连接，其中：所述主控制器模块用于运行智能网联汽车功能服务程序，支持与POE网络交换机模块、无线通信模块、组合导航模块之间数据传输，并提供多路CAN接口与线控底盘及CAN接口传感器连接；所述POE网络交换机模块用于挂载在POE网络交换机模块上的网络设备或传感器模块之间的数据传输或电源供应；所述无线通信模块用于与其他车辆、路侧设备及服务器之间的数据传输；所述组合导航模块用于获取并输出智能网联汽车的状态信息，状态信息包括经度、纬度、高度、速度、航向角、俯仰角和翻滚角；所述多路CAN接口分别用于雷达数据采集，以及与线控底盘系统进行交互；所述电源模块用于为满足所述电源模块输出电气参数匹配的设备或模块提供电源供应。进一步的，所述主控制器模块的通信接口支持USB、Ethernet、HDMI、PCIE、GPIO、UART、CAN在内的类型，所述主控制器模块包括具有ARM、FPGA在内的不同架构、不同计算能力的一个或者多个核心计算单元。进一步的，所述POE网络交换机模块用于挂载在该所述POE网络交换机模块上的网络设备或模块之间的数据传输或电源供应，所述网络传感器包括支持网络接口的视觉传感器和激光雷达，挂载在所述POE网络交换机模块上的网络设备或模块组成星型网络，实现数据传输或电源供应，为了简化智能网联汽车系统内的复杂线束布置和供电系统，所述POE网络交换机模块支持POE供电功能，为支持POE或者经过转换后支持POE的网络设备或模块提供电源供应，其中，供电方式包括且不限于POE、POE+和非标准POE。进一步的，所述组合导航模块包括RTK(Real-timekinematic，实时动态)定位模块和IMU(Inertialmeasurementunit，惯性测量单元)构成，其中，RTK模块通过部署在主控制器模块上的服务程序获取高精度定位信息，IMU用于与RTK模块一起通过融合滤波实现组合定位。进一步的，所述RTK模块通过部署在主控制器模块上的服务程序获取高精度定位信息，具体包括：(1)所述主控制器模块部署的UARTClient1服务程序通过UART接口接收所述组合导航模块输出的当前主车的GPGGA格式定位数据；(2)所述主控制器模块部署的NtripClient服务程序通过所述无线通信模块将步骤1中接收到的当前主车的GPGGA格式定位数据上传到NtripCaster；(3)所述主控制器模块上部署的NtripClient服务程序通过所述无线通信模块接收NtripCaster返回的RTCM格式数据；(4)所述主控制器模块部署的UARTClient1服务程序通过UART接口将步骤3中接收到的RTCM格式数据至所述组合导航模块；(5)所述主控制器模块部署的UARTClient2服务程序通过UART接口接收所述组合导航模块解算后的主车的姿态信息，包括也不仅限于NMEA格式数据式数据；(6)重复(1)～(5)，不断更新车辆位置与姿态信息。进一步的，所述无线通信模块用于与其他车辆、路侧设备或服务器之间的数据传输，其中，无线通信模块采用包括4G、5G在内的通信模组。运行在所述主控制器模块上的服务程序通过无线通信模块实现与其他车辆、路侧设备或服务器之间的数据传输。进一步的，所述智能网联汽车系统由自动驾驶域控制器系统及其智能网联汽车相关的其他组件共同组成，其中，所述其他组件包括激光雷达、视觉传感器、毫米波雷达和线控底盘。所述POE网络交换机模块支持连接多路网络设备或模块，用户根据所构造智能网联汽车系统的需求配置包括激光雷达、视觉传感器在内的网络设备或模块。所述主控制器模块支持连接多路CAN接口设备，用户根据所构造智能网联汽车需求配置包括毫米波雷达和线控底盘在内的CAN接口设备；所述主控制器模块与CAN接口设备通过屏蔽线缆连接，其中，对于类似毫米波在内的小功率CAN接口传感器，所述电源模块通过电源线缆为需要供电的CAN接口设备供电。所述主控制器模块支持USB、Ethernet、HDMI、PCIE、GPIO、UART、CAN在内的接口，用户根据实际需求拓展外部设备。本专利技术的优点及有益效果如下：本专利技术将智能网联汽车自动驾驶所需的控制器、车联网终端OBU(OnboardUnit，车载单元)、交换机、组合导航、DTU(DataTransferunit，数据传输单元)等除了雷达及视觉传感器以外的功能模块集成到一个域控制器系统中，实现智能网联汽车自动驾驶域控制器系统的集成化与小型化，降低成本并提高可靠性。本专利技术通过POE为激光雷达、视觉传感器等供电，可极大简化智能网联汽车线束布置，降低系统复杂性及成本。本专利技术还简化智能网联汽车系统集成开发，降低了智能网联汽车系统开发的难度。附图说明图1是本专利技术提供优选实施例一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统总体框架；图2是本专利技术智能网联汽车硬件系统的连接示意图；图3是本专利技术组合导航功能软件框架。具体实施方式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统，其特征在于，包括：包括主控制器模块、POE有源以太网网络交换机模块、无线通信模块、组合导航模块、电源模块模块，主控制器模块分别与无线通信模块、组合导航模块和POE网络交换机模块相连接，其中：/n所述主控制器模块用于运行智能网联汽车功能服务程序，支持与POE网络交换机模块、无线通信模块、组合导航模块之间数据传输，并提供多路CAN接口与线控底盘及CAN接口传感器连接；/n所述POE网络交换机模块用于挂载在POE网络交换机模块上的网络设备或传感器模块之间的数据传输或电源供应；/n所述无线通信模块用于与其他车辆、路侧设备及服务器之间的数据传输；/n所述组合导航模块用于获取并输出智能网联汽车的状态信息，状态信息包括经度、纬度、高度、速度、航向角、俯仰角和翻滚角；/n所述电源模块用于为满足所述电源模块输出电气参数匹配的设备或模块提供电源供应。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统，其特征在于，包括：包括主控制器模块、POE有源以太网网络交换机模块、无线通信模块、组合导航模块、电源模块模块，主控制器模块分别与无线通信模块、组合导航模块和POE网络交换机模块相连接，其中：
所述主控制器模块用于运行智能网联汽车功能服务程序，支持与POE网络交换机模块、无线通信模块、组合导航模块之间数据传输，并提供多路CAN接口与线控底盘及CAN接口传感器连接；
所述POE网络交换机模块用于挂载在POE网络交换机模块上的网络设备或传感器模块之间的数据传输或电源供应；
所述无线通信模块用于与其他车辆、路侧设备及服务器之间的数据传输；
所述组合导航模块用于获取并输出智能网联汽车的状态信息，状态信息包括经度、纬度、高度、速度、航向角、俯仰角和翻滚角；
所述电源模块用于为满足所述电源模块输出电气参数匹配的设备或模块提供电源供应。


2.根据权利要求1所述的一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统，其特征在于，所述主控制器模块的通信接口支持USB、Ethernet、HDMI、PCIE、GPIO、UART、CAN在内的类型，所述主控制器模块包括具有ARM、FPGA在内的不同架构、不同计算能力的一个或者多个核心计算单元。


3.根据权利要求1所述的一种集成化智能网联汽车自动驾驶域控制器系统，其特征在于，所述POE网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑明，杨东，张毅，刘漱行，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50