一种L4级自动驾驶计算平台制造技术

本发明专利技术涉及一种L4级自动驾驶计算平台，属于汽车电子技术领域。本发明专利技术包括冗余计算模块、冗余控制模块、传感器接口模块、各类传感器、冗余电源模块和安全岛模块，冗余电源模块使用两路独立的电源供电，用于不同模组供电；安全岛模块用于对各模块进行实时监控，当监测到冗余模块异常时，取信备份模组，实施失效

【技术实现步骤摘要】
一种L4级自动驾驶计算平台


[0001]本专利技术涉及一种L4级自动驾驶计算平台，属于汽车电子


技术介绍

[0002]自动驾驶系统中，所有的感知、融合等算法、软件都要运行在计算平台上，计算平台的算力性能要求大幅提升，需要新开发和设计高性能可靠的计算平台。L4级以上的自动驾驶系统中，安全的主要责任主体从驾驶者变为自动驾驶系统，即自动驾驶系统需要对车辆运行控制的安全负责，自动驾驶车的各域由高算力计算平台作为域控制器，统一处理各域内数据，综合管理各域功能。因此L4级自动驾驶特性与域架构对自动驾驶计算平台提出很高要求。
[0003]申请公布号为CN111367726A的中国专利中公开了一种安全冗余的自动驾驶计算平台及其控制方法，通过网络、硬件及中间件软件的设计，实现自动驾驶计算平台的冗余功能，可以在计算平台本身网络、硬件、算法单元出现故障时，实现实时冗余接管，给予车辆充分的能力进行异常处理。该平台虽然提升了对异常情况的处理能力，实现冗余接管，在电源异常时无法进行控制保护。为此有人提出增加冗余设置的电源对各模块供电，在主用电源异常时，切换到备用电源。但是当电源异常需要进行电源切换时，若电源切换不及时或在电源切换过程中出现问题，会导致车辆控制不及时，安全性较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种L4级自动驾驶计算平台，以解决目前自动驾驶过程存在的安全性低的问题。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题而提供一种L4级自动驾驶计算平台，包括冗余设置的主用计算模块、备用计算模块、冗余设置的主用控制模块、备用控制模块、传感器接口模块和电源模块，所述电源模块包括冗余设置的第一电源和第二电源，第一电源和第二电源分别为不同的模块供电，主用计算模块和备用计算模块由不同的电源供电，主用控制模块和备用控制模块也由不同的电源供电；还包括有安全岛模块，用于监控主用计算模块、主用控制模块和电源模块，当主用计算模块或主用控制模块异常时，切换到备用计算模块或备用控制模块；传感器接口模块用于与各感知传感器连接，将感知传感器采集到的数据传输到主用计算模块和备用计算模块；主用计算模块、备用计算模块均将计算数据传输至主用控制模块和备用控制模块，主用控制模块、备用控制模块与车身控制器连接，车身控制器根据安全岛模块的监测结果选择相应的主用或备用控制模块进行控制。
[0006]本专利技术通过冗余计算模块、冗余控制模块、冗余电源模块、安全岛模块等系列化设计措施，达到ASIL
‑
D的最高功能安全设计，解决了高等级自动驾驶的安全性问题，通过安全性能提升，实现无人化自动驾驶运行，产生经济社会效益。本专利技术中主用计算模块和备用计算模块由不同的电源供电，在主用计算模块的供电电源异常时，无需进行电源切换，将计算模块切换至备用计算模块，控制车辆进入安全状态，避免了因电源切换造成的车辆控制不
及时，安全性较低的问题。
[0007]进一步地，第一电源通过第一组DC/DC形成至少两个供电支路，分别为不同的模块供电，第二电源通过第二组DC/DC形成至少两个供电支路，分别为不同的模块供电，每组DC/DC至少包括两个DC/DC模块。
[0008]进一步地，第一电源为车辆DC/DC电源，第二电源为车辆蓄电池。
[0009]进一步地，还包括时钟同步分发模组，与冗余计算模块、安全岛模块和外部设备连接，通过定位模块获取基准时钟信号，将时钟信号同步传输到冗余计算模块、安全岛模块和感知传感器。
[0010]由定位模块进行授时，计算平台时钟同步模块进行授时数据分发，保证各模块的时间数据与定位时的时间数据一致。
[0011]进一步地，所述的第一电源形成供电支路包括有第一供电支路和第二供电支路，第一供电支路供电连接主用计算模块和主用控制模块，第二供电支路供电连接安全岛模块，第二电源形成供电支路包括有第三供电支路和第四供电支路，第三供电支路供电连接备用计算模块和备用控制模块，第四供电支路供电连接时钟同步分发模组供电。
[0012]进一步地，所述的安全岛模块供电端还连接有后备电源，用于在第二供电支路失效后进行供电。
[0013]安全岛模块具有后备电源，能够在电源出现故障的情况下，进行控制，保证车辆的安全。
[0014]进一步地，所述的安全岛模块包括冗余设置的计算单元、接口控制器和监控单元，监控单元用于对各模块的状态进行监视，接口控制器用于将监视到的各模块状态信息传送到计算单元，计算单元用于对接收到的各模块状态信息进行判断处理。
[0015]进一步地，安全岛模块和车身控制器之间的通信链路采用异构冗余，用于告知车身控制域采用主用或备用控制模块，以使车身控制器选择相对应主用或备用控制模块输出数据。
附图说明
[0016]图1是本专利技术L4级自动驾驶计算平台的整体架构图；
[0017]图2是本专利技术L4级自动驾驶计算平台的电源原理图；
[0018]图3是本专利技术安全岛模块的设计原理图；
[0019]图4是本专利技术冗余计算模块的设计原理图；
[0020]图5是本专利技术实施例中时钟同步设计原理图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0022]L4级自动驾驶计算平台的实施例
[0023]本专利技术包括冗余设置的主用计算模块、备用计算模块、冗余设置的主用控制模块、备用控制模块、传感器接口模块和电源模块，电源模块包括冗余设置的第一电源和第二电源，第一电源和第二电源分别为不同的模块供电，主用计算模块和备用计算模块由不同的电源供电，主用控制模块和备用控制模块也由不同的电源供电；还包括有安全岛模块，用于
监控主用计算模块、主用控制模块和电源模块，当主用计算模块或主用控制模块异常时，切换到备用计算模块或备用控制模块；传感器接口模块用于与各感知传感器连接，将感知传感器采集到的数据传输到主用计算模块和备用计算模块；主用计算模块、备用计算模块均将计算数据传输至主用控制模块和备用控制模块，主用控制模块、备用控制模块与车身控制器连接，车身控制器根据安全岛模块的监控结果选择相应的主用或备用控制模块进行控制。该系统的整体架构如图1所示，下面结合具体的实例来进行说明。
[0024]目前自动驾驶车型多为域集中式整车控制系统，按零部件功能属性划分为车身域、网联域、新能源动力底盘域、自动驾驶域。L4级自动驾驶特性与域结构对自动驾驶计算平台的安全可靠提出很高要求，需要达到ASIL
‑
D的最高功能安全设计。
[0025]安全岛模块和车身控制器之间的通信链路采用CAN、以太网等异构冗余，用于告知车身控制域采用主用或备用控制模块，以使车身控制器选择相对应主用或备用控制模块输出数据，通过通信协议实现通道自检，计算平台从感知与执行层获得传感器数据和车辆运行数据，冗余计算模组计算决策，由车辆控制模块输出控制指令，形成感知
‑
决策
‑
执行闭环。
[0026]冗余电源设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种L4级自动驾驶计算平台，包括冗余设置的主用计算模块、备用计算模块、冗余设置的主用控制模块、备用控制模块、传感器接口模块和电源模块，其特征在于，所述电源模块包括冗余设置的第一电源和第二电源，第一电源和第二电源分别为不同的模块供电，主用计算模块和备用计算模块由不同的电源供电，主用控制模块和备用控制模块也由不同的电源供电；还包括有安全岛模块，用于监控主用计算模块、主用控制模块和电源模块，当主用计算模块或主用控制模块异常时，切换到备用计算模块或备用控制模块；传感器接口模块用于与各感知传感器连接，将感知传感器采集到的数据传输到主用计算模块和备用计算模块；主用计算模块、备用计算模块均将计算数据传输至主用控制模块和备用控制模块，主用控制模块、备用控制模块与车身控制器连接，车身控制器根据安全岛模块的监控结果选择相应的主用或备用控制模块进行控制。2.根据权利要求1所述的L4级自动驾驶计算平台，其特征在于，第一电源通过第一组DC/DC形成至少两个供电支路，分别为不同的模块供电，第二电源通过第二组DC/DC形成至少两个供电支路，分别为不同的模块供电，每组DC/DC至少包括两个DC/DC模块。3.根据权利要求1所述的L4级自动驾驶计算平台，其特征在于，第一电源为车辆DC/DC电源，第二电源为车辆蓄电池。4.根据权利要求2所述的L4级自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：李钰锐，任永利，徐阳，彭能岭，徐瀚，李振锋，
申请(专利权)人：宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：