一种工程机械域控制器、工程机械控制系统及工程机械技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种工程机械域控制器、工程机械控制系统及工程机械，其中工程机械域控制器包括控制模块、第一类传感器接口、驾驶控制接口、作业控制接口、第二类传感器接口、通信天线接口、定位天线接口和总线通信接口；第一类传感器接口与控制处理单元连接，适于连接第一类传感器，第一类传感器生成模拟数据；驾驶控制接口和作业控制接口均与控制处理单元连接；第二类传感器接口与计算单元连接，适于连接第二类传感器，第二类传感器生成图像数据和点云数据；通信天线接口与通信单元连接；定位天线接口与组合定位单元连接；总线通信接口与控制处理单元连接。由此可以解决目前的域控制器无法赋能工程机械设备实现无人作业功能的问题。业功能的问题。业功能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械域控制器、工程机械控制系统及工程机械


[0001]本专利技术涉及机械控制
，具体涉及一种工程机械域控制器、工程机械控制系统及工程机械。

技术介绍

[0002]工程机械的智能网联化发展趋势正在使无人作业变得可能。对于集卡、叉车、装载机、挖掘机、压路机、摊铺机等工程机械设备来说，广义的无人作业涵盖了无人驾驶与狭义的无人作业两个概念，工程机械设备要实现广义的无人作业功能需要无人驾驶和狭义的无人作业间相互配合才行。
[0003]在乘用车领域，对无人驾驶技术的研究比较多，主要由域控制器系统实现车辆的无人驾驶功能。专利申请CN111398988A公开了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。专利申请CN112407104A公开了一种底盘域控制器系统及汽车，其包括底盘域控制器，分别通过网络总线或硬线连接所述底盘域控制器的至少一个执行装置、至少一个传感器和至少一个开关，所述底盘域控制器用于根据接收的所述传感器采集的信号、开关信号及协同域控制器发送的请求指令，结合车辆的底盘及车身零件特性固有参数，进行车辆动力学运算、子零件功能仲裁和智能驾驶辅助协调，生成执行控制指令，控制所述执行装置执行相应的操作，并将车辆运动状态反馈到网络总线。
[0004]在工程机械领域，对于如何利用域控制器实现上述广义的无人作业还没有统一清晰的认识，主要还是借用乘用车领域中的相关概念。但是，工程机械因为行业特殊对域控制器的要求与乘用车并不一致，因此乘用车领域的域控制器无法赋能工程机械设备实现上述广义的无人作业功能。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术实施例提供了一种工程机械域控制器、工程机械控制系统及工程机械，以解决目前乘用车领域的域控制器无法赋能工程机械设备实现上述广义的无人作业功能的问题。
[0006]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种工程机械域控制器，包括控制模块、第一类传感器接口、驾驶控制接口、作业控制接口、第二类传感器接口、通信天线接口、定位天线接口和总线通信接口；所述第一类传感器接口与所述控制处理单元连接，适于连接第一类传感器，所述第一类传感器生成模拟数据；所述驾驶控制接口与所述控制处理单元连接；所述作业控制接口与所述控制处理单元连接；所述第二类传感器接口与所述计算单元连接，
适于连接第二类传感器，所述第二类传感器生成图像数据和点云数据；所述通信天线接口与所述通信单元连接；所述定位天线接口与所述组合定位单元连接；所述总线通信接口与所述控制处理单元连接。
[0007]结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述第一类传感器接口为模/数转换器。
[0008]结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，所述第二类传感器接口为以太网物理层PHY和FPD
‑
LINK。
[0009]结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述总线通信接口包括以下中的一种或多种：CAN、CANFD、LIN。
[0010]结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，所述第一类传感器包括以下中的一种或多种：关节力传感器、倾角传感器、压力传感器、陀螺仪；和/或，所述第二类传感器包括以下中的一种或多种：摄像装置、激光雷达、红外传感器。
[0011]结合第一方面至第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述计算单元包括交换机、规划决策处理子单元和感知融合处理子单元；所述交换机的第一端与所述控制处理单元连接，第二端与所述规划决策处理子单元连接，第三端与所述感知融合处理子单元连接；所述规划决策处理子单元还与所述通信单元连接；所述感知融合处理子单元还与所述组合定位单元连接。
[0012]结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，所述第二类传感器接口包括图像数据接口和点云数据接口；所述图像数据接口与所述感知融合处理子单元连接；所述点云数据接口与所述交换机连接。
[0013]结合第一方面第五实施方式，在第一方面第七实施方式中，工程机械域控制器还包括第一控制驱动电路和第二控制驱动电路；所述第一控制驱动电路的第一端与所述控制处理单元连接，第二端与所述驾驶控制接口连接；所述第二控制驱动电路的第一端与所述控制处理单元连接，第二端与所述驾驶控制接口连接。
[0014]根据第二方面，本专利技术实施例还提供了一种工程机械控制系统，包括整车控制器、液压驱动器、第一类传感器、第二类传感器、通信天线、定位天线及第一方面或第一方面任一实施方式所述工程机械域控制器；所述整车控制器与所述总线通信接口和驾驶控制接口连接，或所述整车控制器与所述工程机械域控制器的总线通信接口、驾驶控制接口和作业控制接口连接；所述液压驱动器与所述作业控制接口连接；所述第一类传感器与所述工程机械域控制器的第一类传感器接口连接；所述第二类传感器与所述工程机械域控制器的第二类传感器接口连接；所述通信天线与所述工程机械域控制器的通信天线接口连接；所述定位天线与所述工程机械域控制器的定位天线接口连接。
[0015]根据第三方面，本专利技术实施例还提供了一种工程机械，包括上述的工程机械控制系统。
[0016]本专利技术的技术方案，具有如下优点：
[0017]本专利技术实施例提供的工程机械域控制器，将控制模块分为计算单元、控制处理单元、通信单元和组合定位单元，其中所述通信单元、所述组合定位单元和所述控制处理单元均与所述计算单元连接；所述第一类传感器接口与所述控制处理单元连接，适于连接第一类传感器，所述第一类传感器生成输出模拟信号数据(如关节力传感器、倾角传感器和压力
传感器生成的均为模拟信号数据)；第二类传感器接口与所述计算单元连接，适于连接第二类传感器，所述第二类传感器生成输出数字信号数据(如摄像装置输出的图像数据、激光雷达输出的点云数据、红外传感器输出的数据均为庞大的数字信号数据)；同时通过总线通信接口可以获取整机设备状态信息(例如速度、加速度、电量、负载等)，通过通信天线接口可以获取补偿信息，通过定位天线接口可以获取定位天线数据；由此使得工程机械域控制器不仅可以接收无人驾驶或无人作业需要的数字信号数据、设备状态信息、补偿信息和定位天线数据，而且还可以接收无人作业需要的模拟信号数据；在工程机械域控制器中可以根据获取的上述数据进行感知融合、决策规划、控制执行按照既定逻辑进行所需要的计算处理，以实现工程机械设备广义上的无人作业功能。
[0018]在感知环节，基于计算单元和控制处理单元不同的计算能力，可以将不同的信息获取接口(包括第一类传感器接口、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程机械域控制器，其特征在于，包括：控制模块，所述控制模块包括计算单元(100)、控制处理单元(080)、通信单元(110)和组合定位单元(120)，所述通信单元(110)、所述组合定位单元(120)和所述控制处理单元(080)均与所述计算单元(100)连接；第一类传感器接口(040)，所述第一类传感器接口(040)与所述控制处理单元(080)连接，适于连接第一类传感器，所述第一类传感器输出模拟信号数据；驾驶控制接口(020)，所述驾驶控制接口(020)与所述控制处理单元(080)连接；作业控制接口(030)，所述作业控制接口(030)与所述控制处理单元(080)连接；第二类传感器接口(160)，所述第二类传感器接口(160)与所述计算单元(100)连接，适于连接第二类传感器，所述第二类传感器输出数字信号数据；通信天线接口(050)，所述通信天线接口(050)与所述通信单元(110)连接；定位天线接口(150)，所述定位天线接口(150)与所述组合定位单元(120)连接；总线通信接口(010)，所述总线通信接口(010)与所述控制处理单元(080)连接。2.根据权利要求1所述的工程机械域控制器，其特征在于，所述第一类传感器接口(040)为模/数转换器。3.根据权利要求1所述的工程机械域控制器，其特征在于，所述第二类传感器接口(160)为以太网物理层PHY和FPD
‑
LINK。4.根据权利要求1所述的工程机械域控制器，其特征在于，所述总线通信接口(010)包括以下中的一种或多种：CAN接口、CANFD接口、LIN接口。5.根据权利要求1所述的工程机械域控制器，其特征在于，所述第一类传感器包括以下中的一种或多种：关节力传感器、倾角传感器、压力传感器、陀螺仪；和/或，所述第二类传感器包括以下中的一种或多种：摄像装置、激光雷达、红外传感器。6.根据权利要求1～5任一项所述的工程机械域控制器，其特征在于，所述计算单元(100)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发平，刘保业，姜波，
申请(专利权)人：深圳海星智驾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：