隨著自動駕駛技術的發展,目前越來越多的汽車開始部署高級的駕駛輔助系統(ADAS)。
當前市面上的ADAS系統,大多將自動駕駛相關功能的域控制器做得安全等級低于執行器責任機構(如底盤域,動力域),即:將安全主責通過需求分解分配到電子穩定系統ESP、電動助力轉向系統EPS、電動汽車整車控制器VCU等控制器,同時依據“駕駛員在故障下可順利接管”這一需求做高安全級別設計。
如上圖,為現有的自動駕駛控制系統的結構圖,這種自動駕駛控制系統屬于Fail-Safe架構。此架構下,當自動駕駛控制系統的控制鏈路產生故障時,會切斷執行器或限制執行器的性能。這種系統的安全邏輯是:當出現故障時,切斷故障源,同時調整系統狀態盡可能使駕駛員能順利接管。
對于L2及以下的系統,這種架構自動駕駛控制系統還可以保障安全,但是對于高于L2的系統,倘若駕駛員沒有做好準備時,這種方式甚至可能是致命的。此外,在極端場景中,如果高速行駛中附近有相鄰車時,若系統故障導致車輛失控,駕駛員也在短期內無法接管車輛。
為此,為了追求安全可靠的行駛體驗,小鵬汽車在19年5月23日申請了一項名為“一種自動駕駛控制系統和方法”的發明專利(申請號:201910435840.3),申請人為廣州小鵬汽車科技有限公司。
根據該專利公開的資料,讓我們一起來看看這項自動駕駛控制系統吧。
如上圖,為該專利發明的自動駕駛控制的結構圖,其中主要包括傳感器系統、第一控制器12、第二控制器13以及執行器集合。第一控制器中包含有第一自動駕駛模塊121,該模塊用于接收傳感器發送的數據,并根據傳感器數據生成控制指令。
這些數據包括例如車、人、動物、障礙物等,也可以是車輛行駛時與周圍車輛的距離、相對速度、加速度以及坐標等信息。而在第二控制器中包含有駕駛監控模塊,這個模塊可以判斷目前無人駕駛車輛是否處于正常行駛狀態以及是否有故障發生,其流程如下圖所示。
上圖為端監控子模塊的工作流程的示意圖,該模塊用于向第二整體監控模塊發送預設提問信息,如果接收到的答案與預設答案不相同,則可以判斷第二監控模塊發生了故障。這個過程可以理解為,為了保證系統的穩定性,系統中安裝有兩個監控模塊,這兩個監控模塊之間也可以互相進行監督,方法就是二者之間確定一種問答方法,一旦回答不同時,就可以判斷有一個模塊出了問題。
而在這種故障發生時,系統也會進行進一步判斷,而不是單純的停止無人汽車的運行,這樣也使得車輛更加可靠,進一步判斷的動作包括對于駕駛模塊、自動駕駛監控模塊以及接管模塊進行診斷,來判斷系統是不是已經到了不得不熄火停車的狀態。
最后,如上圖,是這種自動駕駛控制方法的步驟流程圖,首先由控制器接收傳感器發送的傳感數據,根據這些數據生成控制指令并將控制指令發送至執行器,以及在其余控制器故障時,執行預設安全操作。
接著,由執行器根據控制指令執行自動駕駛功能,而此時,第二傳感器也會將其收集到的數據通過第二控制指令發送到第二執行器,進行第二安全操作,這樣,系統中由兩組執行器來提供雙重安全保證,也保證了駕駛的安全性。
以上就是小鵬汽車發明的自動駕駛控制系統,這是一種追求安全性能的系統,系統中設置了多組傳感器模塊、故障監控模塊以及執行器模塊,當一個控制器發生故障時,能由另一個控制器接管發生故障的控制器,從而保證了自動駕駛控制系統的安全性,并且可以將多個自動駕駛功能分配由不同的控制器負責,可以充分利用兩個控制器的性能。
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