具有分布式传感器架构以及利用计算和数据共享的嵌入式处理的智能车辆制造技术

本发明专利技术提出了一种具有用于计算和数据共享的逻辑的嵌入式控制系统、用于制造/使用这种系统的方法以及具有用于提供自动驾驶功能的分布式传感器和嵌入式处理硬件的车辆。一种用于操作与分布式传感器连接的嵌入式控制器的方法包括：经由第一嵌入式控制器从第一传感器接收第一数据流，以及经由存储装置中的共享数据缓冲区存储具有第一时间戳和数据寿命的所述第一数据流。经由第二嵌入式控制器从第二传感器接收第二数据流。基于对应的时间戳和数据寿命计算第二数据流的定时影响。当确定该定时影响没有违反定时约束时，从存储器中清除所述第一数据流，并且将具有第二时间戳和数据的所述第二数据流存储在所述存储装置中。

【技术实现步骤摘要】
具有分布式传感器架构以及利用计算和数据共享的嵌入式处理的智能车辆引言。
本公开大体上涉及嵌入式控制系统。更具体地，本公开的方面涉及具有分布式视觉传感器架构和用于提供自动驾驶功能的嵌入式处理硬件的智能机动车辆。
技术介绍
目前生产的机动车辆（诸如，现代汽车）最初配备有或改造为包括车载电子装置的网络，这些车载电子装置提供有助于最小化驾驶员工作的自动驾驶能力。例如，在汽车应用中，大多数可识别类型的自动驾驶特征是巡航控制系统。巡航控制允许车辆操作员设置特定的车辆速度，并且使车载计算机系统在驾驶员没有操作油门或刹车踏板的情况下保持该速度。下一代自适应巡航控制（ACC）是自动驾驶特征，这种自动驾驶特征调节车辆速度，同时伴随地管理主车辆与前方/后方车辆之间的前后间距。另一种类型的自动驾驶特征是防撞系统（CAS），防撞系统检测即将发生的碰撞情况，并且向驾驶员提供警告，同时也自主地采取预防措施，例如，通过在没有驾驶员输入的情况下转向或制动。智能停车辅助系统（IPAS）、车道监测和自动转向（“AutoSteer”）系统以及其他高级驾驶辅助系统（ADAS）连同自主驾驶能力在许多现代汽车上也是可用的。随着车辆处理、通信和感测能力的不断改进，制造商将坚持提供更多的系统自动驾驶能力，希望最终生产出能够在城市和农村场景两者中的不同车辆类型之间操作的完全自主的车辆。原始设备制造商（OEM）正朝着具有更高水平的驾驶自动化的车辆对车辆（V2V）和车辆对基础设施（V2I）“会说话”汽车发展，这些汽车采用自主控制系统以使得车辆路线规划能与转向、车道变换、情景规划等能够一起进行。自动路线生成系统利用车辆跟踪和动态传感器、地图和路况数据以及路径预测算法来提供具有自动车道中心和车道变换预报的路径导出。计算机辅助的路线重新规划技术自动构建可基于实时和虚拟车辆数据更新的替代行进路线。现在许多汽车都配备有车载导航系统，这些车载导航系统利用与导航软件和地理位置地图服务合作的全球定位系统（GPS）收发器来获得与车辆当前位置相关联的道路地形、交通和限速信息。自主驾驶和高级驾驶员辅助系统往往能够基于车载导航系统所获得的道路信息来适应某些自动驾驶操纵。例如，基于对等网络的ADAS可采用GPS和地图数据结合多跳位置辅助多播V2V和V2I数据交换来促进自动车辆操纵和动力总成控制。在辅助和非辅助车辆操作期间，驻留导航系统可基于估计的最短行进时间或针对给定行程的路线起点和路线目的地之间的估计的最短行进距离来标识推荐的行进路线。该推荐的行进路线然后可作为地图轨迹或逐向驾驶指令显示在地理编码和注释的地图上，该地图具有车载音频系统输出的任选语音命令。自动化车辆系统和子系统采用各种各样的嵌入式感测装置和电子控制单元（ECU）来生成和处理传感器数据，以调节车载致动器。许多驻留车辆系统彼此独立操作，并且因此不传送或交换数据。例如，自动化车辆检测（VD）、行人检测（PD）和车道检测（LD）子系统常规地采用独立的、专用的ECU，这些ECU在控制器局域网（CAN）上进行异步通信，该CAN具有以不同的速率操作的离散感测装置。尽管使用了单独的ECU和传感器，但是这些自动化子系统往往依赖于许多相同的传感器输入和车辆数据——有时称为“全局变量”——以实现它们相应的功能。独立地操作多个ECU和传感器阵列来产生和处理相同的数据在本质上是低效的，从而导致多余的部件和函数冗余、扩大的计算复杂度和负担以及增加的系统硬件和软件成本。
技术实现思路
本文提出了具有用于通过计算和数据共享进行优化处理的附带逻辑的嵌入式控制系统、用于制造这种系统的方法和使用这种系统的方法、用于提供这种逻辑的计算机可读介质以及具有分布式传感器架构和用于提供自动驾驶功能的嵌入式处理硬件的机动车辆。例如，提出了通过函数和数据共享进行高性能嵌入式视觉处理的系统、方法和架构。该系统架构包括与多个可独立操作的控制器通信的离散感测装置的分布式阵列，这些控制器被设计成避免重复的数据计算，并且通过共享数据缓冲区和共享计算模块重复通用函数的加载。共享缓冲区在预定义寿命内存储传入传感器数据，并且排除相同数据的冗余计算。同步计算共享是通过合并操作数据和/或对来自不同应用的计算请求进行重新排序实现的。这些协议提高了整体装置利用率和系统性能，尤其是对于多个传感器处理功能共享一组通用硬件装置的架构，诸如图形处理单元（GPU）、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）。本公开的方面涉及用于制造或使用所公开的智能机动车辆和/或嵌入式处理系统中的任一种的控制算法和处理逻辑。在示例中，提出了一种用于操作与分布式传感器阵列可操作地连接的一组联网的嵌入式控制器的方法。这种代表性方法以任何顺序和与上面和下面所公开的选项和功能中的任任一者组合包括：经由第一嵌入式控制器从一组传感器接收第一数据流；经由驻留存储装置中的共享数据缓冲区存储具有相应时间戳和数据寿命的第一数据流；经由第二嵌入式控制器从该组传感器接收第二数据流；基于接收到的第二数据输入流确定所存储的第一数据输入流的定时影响；确定这种定时影响是否违反预定义定时约束；并且响应于定时影响违反了定时约束，从驻留存储装置中清除第一数据流并且将具有相应时间戳和数据寿命的第二数据流存储在存储装置中。响应于定时影响没有违反定时约束，跳过该组传感器的第二传感器数据读数。本公开的附加方面涉及具有分布式传感器架构和用于提供自动驾驶功能的嵌入式处理硬件的机动车辆。如本文所使用的，术语“车辆”和“机动车辆”可被互换和同义地用来包括任何相关的车辆平台，诸如客运车辆（例如内燃的、混合动力、全电动、燃料电池、完全自主和部分自主的）、商用车辆、工业车辆、履带式车辆、越野和全地形车辆（ATV）、摩托车、农场设备、船只、飞机。在示例中，提出了一种机动车辆，该机动车辆包括具有多个车轮的车身和其他标准原始设备。安装到车身的还有动力总成系统，该动力总成系统具有原动机，诸如牵引马达和/或内燃机，该原动机选择性地连接到动力传输装置，以驱动一个或多个车轮，从而推进车辆。车辆还配备有转向系统和制动系统，该转向系统可操作以转动车轮中的一个或多个，从而控制车辆的前进方向，该制动系统可操作以减小车轮的旋转速度，从而使车辆减慢和/或停止。继续讨论上面的示例，机动车辆还包括车辆控制器，该车辆控制器可具体实施为驻留或远程电子控制单元或调节一个或多个驻留车辆系统和/或子系统的操作的分布式控制器的网络中的一个或多个控制器。这种车辆控制器被编程以读取经由第一嵌入式控制器从传感器接收到的第一数据输入流，并且经由驻留存储装置中的共享数据缓冲区存储具有第一时间戳和第一数据寿命的第一数据输入流。车辆控制器还读取经由第二嵌入式控制器从传感器接收到的第二数据输入流，并且计算第一数据输入流的定时影响，例如基于第二数据流。当确定定时影响违反了预定义定时约束时，控制器响应地：从驻留存储装置中清除第一数据输入流，并且将具有第二时间戳和第二数据寿命的第二数据输入流存储在驻留存储装置中。车辆控制器然后将一个或多个命令信号传输到车辆的转向系统、制动系统和/或动力总成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种操作与分布式传感器阵列可操作地连接的一组联网的嵌入式控制器的方法，所述方法包括：/n经由所述嵌入式控制器中的第一者从一组传感器接收第一数据输入流；/n经由驻留存储装置中的共享数据缓冲区存储具有第一时间戳和第一数据寿命的所述第一数据输入流；/n经由所述嵌入式控制器中的第二者从所述一组传感器接收第二数据输入流；/n基于接收到的所述第二数据输入流来确定所存储的所述第一数据输入流的定时影响；/n确定所述定时影响是否违反了预定义定时约束；以及/n响应于所述定时影响违反了所述预定义定时约束，从所述驻留存储装置中清除所述第一数据输入流，并且将具有第二时间戳和第二数据寿命的所述第二数据输入流存储在所述驻留存储装置中。/n

【技术特征摘要】
20191101 US 16/6717271.一种操作与分布式传感器阵列可操作地连接的一组联网的嵌入式控制器的方法，所述方法包括：
经由所述嵌入式控制器中的第一者从一组传感器接收第一数据输入流；
经由驻留存储装置中的共享数据缓冲区存储具有第一时间戳和第一数据寿命的所述第一数据输入流；
经由所述嵌入式控制器中的第二者从所述一组传感器接收第二数据输入流；
基于接收到的所述第二数据输入流来确定所存储的所述第一数据输入流的定时影响；
确定所述定时影响是否违反了预定义定时约束；以及
响应于所述定时影响违反了所述预定义定时约束，从所述驻留存储装置中清除所述第一数据输入流，并且将具有第二时间戳和第二数据寿命的所述第二数据输入流存储在所述驻留存储装置中。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述定时影响包括将所述第一数据输入流的第一数据流逝时间tDE1计算为：



其中，m是整数型常数；P1是所述第一数据输入流的第一调用周期；并且P2是所述第二数据输入流的第二调用周期。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述第一数据寿命大于所述第一数据流逝时间tDE1时，所述第一数据输入流的所述定时影响违反了所述预定义定时约束。


4.根据权利要求3所述的方法，所述方法进一步包括：响应于所述定时影响没有违反所述预定义定时约束，清除所述第二数据输入流。


5.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
接收多个计算请求，以处理经由所述分布式传感器阵列生成的数据；以及
将接收到的所述计算请求排列在存储在所述驻留存储装置中的计算请求队列内。


6.根据权利要求5所述的方法，所述方法进...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·王，佟维，S·N·麦金尼，曾树青，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US