分布式自动驾驶控制系统及其时间同步方法技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式自动驾驶控制系统及其时间同步方法，所述系统包括：多个域控制器，各域控制器包括若干低算力的数据处理单元，各数据处理单元分别与若干传感器连接，各数据处理单元包括低算力片上系统和/或微控制单元，各域控制器对应的低算力片上系统和/或微控制单元间通过SPI、串口、PCIe或以太网进行交互，不同的域控制器之间通过CAN或以太网连接，各域控制器与传感器间通过CAN、GMSL和以太网连接。本发明专利技术提供的分布式自动驾驶控制系统及其时间同步方法，通过多个数据处理单元组合使用，可以扩大数据处理单元的硬件选型范围，增强系统的灵活性，并通过时间同步机制，同步化各个数据处理单元和各个传感器。化各个数据处理单元和各个传感器。化各个数据处理单元和各个传感器。

【技术实现步骤摘要】
分布式自动驾驶控制系统及其时间同步方法


[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，尤其涉及一种分布式自动驾驶控制系统及其时间同步方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展和人工智能技术的应用，自动驾驶技术得到了快速的发展和广泛的应用。基于车辆的驾驶自动化水平，现有的SAE J3016标准将驾驶自动化划分为6个等级，也即是L0
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L5等级，分别为无驾驶自动化(No Automation,L0)，驾驶辅助(DriverAssistance，L1)，部分驾驶自动化(Partial Automation，L2)，有条件驾驶自动化(Conditional Automation，L3)，高度驾驶自动化(High Automation，L4)和完全驾驶自动化(Full Automation，L5)。随着驾驶自动化等级的不断提高，在驾驶活动中，人的参与程度越来越低。
[0003]由于L2以上的自动驾驶功能对功能的可靠性提出了更高的要求。因此在具备L2以上的自动驾驶系统中，需要具备更高级别的感知能力，并且应具备一定的冗余设计。传感器的种类进一步丰富，激光雷达、毫米波雷达、可见光摄像头等传感器都是L2以上的自动驾驶系统中不可缺少的传感器。传感器种类和数量的增加对控制系统的计算能力提出了更高的要求。
[0004]但是能够满足控制系统计算能力要求的数据处理单元平台产品有限。为了满足系统需求，采用多个数据处理单元，通过分级组网的形式组合成为系统计算平台，并针对分布式的架构，将控制软件进行划分，分别部署至各个数据处理单元中。由于每个数据处理单元均包含独立运行的操作系统，彼此之间没有相互依赖关系，各个数据处理单元的系统时钟独立运行且各不相同，因此在系统时间、时间频率都存在细微差别。这种细微差别经过时间的累积就会造成各数据处理单元的系统时间相差过大，使得各个数据处理单元在处理对应传感器数据出现错误。而且，传感器种类丰富，其网络接口有些使用以太网，有些使用CAN总线，不同的通信接口所能支持的时间同步方式也各不相同。
[0005]因此，亟需一种分布式自动驾驶控制系统及其时间同步方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种分布式自动驾驶控制系统及其时间同步方法，以解决上述现有技术中的问题，能够通过多个数据处理单元组合使用，可以扩大数据处理单元的硬件选型范围，增强系统的灵活性；并通过时间同步机制，同步化各个数据处理单元和各个传感器。
[0007]本专利技术提供了一种分布式自动驾驶控制系统，其中，包括：
[0008]多个域控制器，各所述域控制器分别包括若干低算力的数据处理单元，各数据处理单元分别与若干传感器连接，各所述数据处理单元包括低算力片上系统和/或微控制单元，同一个所述域控制器所对应的所述低算力片上系统和/或所述微控制单元之间通过
SPI、串口、PCIe或以太网进行数据交互，不同的所述域控制器之间通过CAN或以太网连接，各所述域控制器与各自所需要控制的传感器之间通过CAN、GMSL和以太网连接。
[0009]如上所述的分布式自动驾驶控制系统，其中，优选的是，各所述域控制器用于对与其所对应的各所述数据处理单元连接的各所述传感器进行控制。
[0010]如上所述的分布式自动驾驶控制系统，其中，优选的是，所述域控制器的数量为不少于3个，其中一个域控制器可作为主监控域控制器、一个域控制器可作为备用域控制器，至少一个域控制器为通用域控制器。
[0011]如上所述的分布式自动驾驶控制系统，其中，优选的是，各所述通用域控制器用于对与该通用域控制器所对应的各传感器和各所述数据处理单元进行控制，不具有监控功能；
[0012]所述主监控域控制器还用于监控各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，并根据各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，调整各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器对应的运行策略；并在监测到所述主监控域控制器发生故障时，向所述备用域控制器发送监控激活指令；并在监测到所述通用监控域控制器发生故障时，向所述备用域控制器发送切换指令；
[0013]所述备用域控制器用于响应于所述监控激活指令，监控各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，并根据各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，调整各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器对应的运行策略；并在监测到所述主监控域控制器恢复正常时，向所述主监控域控制器发送接管指令；还用于响应于所述切换指令，对与发生故障的通用域控制器所对应的各传感器和各所述数据处理单元进行控制；并在监测到所述通用域控制器恢复正常时，向所述通用监控域控制器发送回切指令；
[0014]所述主监控域控制器还用于响应于所述接管指令，重新接管对各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态的监控；
[0015]各所述通用域控制器还用于响应于所述回切指令，重新切换回对与该通用域控制器所对应的各传感器和各所述数据处理单元的控制。
[0016]如上所述的分布式自动驾驶控制系统，其中，优选的是，各所述域控制器所对应的各所述数据处理单元，用于接收与其连接的若干传感器所采集的数据，并对各个所述传感器所采集的数据进行融合处理，输出对应的目标识别结果。
[0017]如上所述的分布式自动驾驶控制系统，其中，优选的是，各所述域控制器分别布置在各自所控制的传感器附近。
[0018]如上所述的分布式自动驾驶控制系统，其中，优选的是，多个所述域控制器所对应的低算力片上系统和微控制单元的总数量为不少于5颗。
[0019]如上所述的分布式自动驾驶控制系统，其中，优选的是，各所述域控制器各自所控制的传感器分别包括摄像头、毫米波雷达和激光雷达中的至少一个。
[0020]本专利技术还提供一种采用上述系统的时间同步方法，包括如下步骤：
[0021]根据全球导航卫星系统的时钟对第一域控制器的时钟进行同步化，其中，所述第一域控制器为在多个域控制器随机确定的一个域控制器；
[0022]将所述第一域控制器作为时钟源，对多个域控制器中的其他域控制器、各所述域
控制器所对应的数据处理单元和传感器的时钟进行同步化，并且，在同步化过程中，在CAN网络中使用基于CAN总线的时间同步协议，在以太网网络中使用基于以太网的时间同步协议。
[0023]如上所述的时间同步方法，其中，优选的是，所述根据全球导航卫星系统的时钟对第一域控制器的时钟进行同步化，具体包括：
[0024]所述全球导航卫星系统每隔预设时间向所述第一域控制器发送时钟同步脉冲和对应的时间报文；
[0025]所述第一域控制器根据接收到的所述时钟同步脉冲的时钟与所述第一域控制器自身的时钟之间的时钟偏差，确定是否将所述第一域控制器的时钟同步化为所述时钟同步脉冲的时钟；
[0026]若时钟偏差超过预设阈值，则将所述第一域控制器的时钟同步化为所述时钟同步脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式自动驾驶控制系统，其特征在于，包括：多个域控制器，各所述域控制器分别包括若干低算力的数据处理单元，各数据处理单元分别与若干传感器连接，各所述数据处理单元包括低算力片上系统和/或微控制单元，同一个所述域控制器所对应的所述低算力片上系统和/或所述微控制单元之间通过SPI、串口、PCIe或以太网进行数据交互，不同的所述域控制器之间通过CAN或以太网连接，各所述域控制器与各自所需要控制的传感器之间通过CAN、GMSL和以太网连接。2.根据权利要求1所述的分布式自动驾驶控制系统，其特征在于，各所述域控制器用于对与其所对应的各所述数据处理单元连接的各所述传感器进行控制。3.根据权利要求2所述的分布式自动驾驶控制系统，其特征在于，所述域控制器的数量为不少于3个，其中一个域控制器可作为主监控域控制器、一个域控制器可作为备用域控制器，至少一个域控制器为通用域控制器。4.根据权利要求3所述的分布式自动驾驶控制系统，其特征在于，各所述通用域控制器用于对与该通用域控制器所对应的各传感器和各所述数据处理单元进行控制，不具有监控功能；所述主监控域控制器还用于监控各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，并根据各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，调整各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器对应的运行策略；并在监测到所述主监控域控制器发生故障时，向所述备用域控制器发送监控激活指令；并在监测到所述通用监控域控制器发生故障时，向所述备用域控制器发送切换指令；所述备用域控制器用于响应于所述监控激活指令，监控各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，并根据各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器的工作状态，调整各所述域控制器、各所述数据处理单元和各所述传感器对应的运行策略；并在监测到所述主监控域控制器恢复正常时，向所述主监控域控制器发送接管指令；还用于响应于所述切换指令，对与发生故障的通用域控制器所对应的各传感器和各所述数据处理单元进行控制；并在监测到所述通用域控制器恢复正常时，向所述通用监控域控制器发送回切指令；所述主监控域控制器还用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵家琦，
申请(专利权)人：江苏前晨汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：