车身控制器的制作方法

文档序号:15979411发布日期:2018-11-17 00:08阅读:195来源:国知局

本发明涉及控制技术领域,尤其涉及一种车身控制器。

背景技术

随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,智能机器人技术已经成为了国内外众多学者研究的热点。其中,服务型机器人开辟了机器人应用的新领域,服务型机器人的出现主要有以下三方面原因:第一方面,国内劳动力成本有上升的趋势;第二方面,人口老龄化和社会福利制度的完善为服务型机器人提供了广泛的市场应用前景;第三方面,人类想摆脱重复的劳动。比如目前的扫地车需要人工驾驶,功能单一,不够方便,故人工清扫被智能化的无人驾驶自动清扫所代替势不可挡。

为了更方便的区分和定义自动驾驶技术,自动驾驶的分级就成了一件大事。目前全球汽车行业公认的两个分级制度分别是由美国高速公路安全管理局(简称nhtsa)和国际自动机工程师学会(简称sae)提出的。其中,l4和l5级别的自动驾驶技术都可以称为完全自动驾驶技术,到了这个级别,汽车已经可以在完全不需要驾驶员介入的情况下来进行所有的驾驶操作,驾驶员也可以将注意力放在其他的方面,比如工作或是休息。但两者的区别在于,l4级别的自动驾驶适用于部分场景下,通常是指在城市中或是高速公路上。而l5级别则要求自动驾驶汽车在任何场景下都可以做到完全驾驶车辆行驶。

随着我国人口老龄化的加剧、用工荒的出现及用工成本的不断提高,直接导致了用户招工难、人员管理难、成本不断攀高的问题,人工被机械自动化所代替势不可挡。

但是,现有技术中,在对车辆进行控制时,存在着诸多问题,比如,灵敏度不高,拟人性不高等缺陷。



技术实现要素:

本发明实施例的目的是提供一种车身控制器,以解决现有技术中对车辆控制时,灵敏度不高,拟人性不高等缺陷。

为解决上述问题,本发明提供了一种车身控制器,所述车身控制器包括:车身控制器本体、控制器局域网can收发器、第一通用输入/输出gpio驱动芯片、第二gpio驱动芯片、第三gpio驱动芯片、第四gpio驱动芯片和第五gpio驱动芯片;

所述车身控制器本体,用于在接收到车辆控制单元发送的操作指令后,对该操作指令进行处理,生成第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号中的一个或多个;

所述第一gpio驱动芯片,一端和车身控制器本体相连接,另一端和轮速计相连接,用于在接收到第一驱动信号后,根据所述第一驱动信号,控制所述轮速计启动,并在所述轮速计启动后,将所述轮速计检测到的脉冲信号发送给所述车身控制器本体,或者,根据所述第一驱动信号,控制所述轮速计关闭;

所述第二gpio驱动芯片,一端和车身控制器本体相连接,另一端和灯光系统相连接,用于在接收到所述第二驱动信号后,根据所述第二驱动信号,控制所述灯光系统的启动或关闭;

所述第三gpio驱动芯片,一端和车身控制器本体相连接,另一端和清扫刷控制器相连接,用于在接收到所述第三驱动信号后,根据所述第三驱动信号,控制清扫刷控制器的启动,以控制清扫刷电机和升降控制电机的启动,使所述升降控制电机控制清扫刷下降至清扫位置并通过清扫刷电机控制清扫刷的转速,进行清扫;或者,根据所述第三驱动信号,控制清扫刷控制器的关闭,以关闭清扫刷电机和升降控制电机,使所述升降控制电机控制清扫刷上升至非清扫位置并通过清扫刷电机控制清扫刷停止运转;

所述第四gpio驱动芯片,一端和车身控制器本体相连接,另一端和引风机控制器相连接,用于在接收到所述第三驱动信号后,根据所述第三驱动信号,控制引风机控制器的启动,以控制引风机电机的启动;或者,根据所述第三驱动信号,控制引风机控制器的关闭,以控制引风机电机的关闭;

所述第五gpio驱动芯片,一端和车身控制器本体相连接,另一端和激光雷达相连接,用于在接收到所述第四驱动信号后,根据所述第四驱动信号,控制激光雷达的启动或关闭;

所述车身控制器本体还用于,获取所述脉冲信号的频率,并根据所述脉冲信号的频率,确定第一速度信息;

所述can收发器,用于将所述第一速度信息发送给车辆控制单元,并且从所述车辆控制单元获取车辆的第一故障信息,并将所述第一故障信息发送给所述车身控制器本体。

优选的,所述can收发器包括第一输出端和第二输出端,所述第一输出端和第二输出端集成在所述车身控制器本体的can端口上。

优选的,所述can收发器还用于,从所述车辆控制单元获取第二速度信息,并将所述第二速度信息发送给所述车身控制器本体。

优选的,所述车身控制器本体还用于,

从所述can收发器获取第二速度信息;

计算所述第一速度信息和所述第二速度信息的差值;

当所述差值大于预设的差值阈值时,确定轮速计故障,生成第二故障信息;

根据所述第二故障信息,生成故障处理信息;

根据所述故障处理信息,生成第五驱动信号,并将所述第五驱动信号发送给第六gpio驱动芯片。

优选的,所述第六gpio驱动芯片,一端和车身控制器本体相连接,另一端和喇叭相连接,用于根据所述第五驱动信号,驱动喇叭产生警示信号。

优选的,所述第三gpio驱动芯片和第一继电器相连接,所述第四gpio驱动芯片和第二继电器相连接。

优选的,所述灯光系统包括发光二极管。

优选的,所述车身控制器还包括:第七gpio驱动芯片;

所述车身控制器本体还用于,在接收到车辆控制单元发送的操作指令后,生成第六驱动信号,并将所述第六驱动信号发送给第七gpio驱动芯片;

所述第七gpio驱动芯片的一端和车身控制器本体相连接,另一端和柜锁控制器相连接,用于在接收到所述第六驱动信号后,根据所述第六驱动信号,控制柜锁控制器以打开柜锁。

通过应用本发明提供的车身控制器,实现了车辆的高灵敏度,高拟人化控制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车身控制器结构示意图;

图2为本发明实施例提供的车身控制器具体的结构示意图;

图3为本发明实施例提供的车身控制器的又一结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为便于描述,附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

本发明实施例的提供的车身控制器(bodycontrolmodule,bcm),是自动驾驶bcm,能够应用于无人驾驶车辆中,尤其是可以应用于低速无人驾驶车辆,比如清扫车。下面通过具体实施例进行说明。

图1为本发明实施例提供的bcm结构示意图。如图1所示,该bcm包括:bcm本体110、第一通用输入/输出(generalpurposeinputoutput,gpio)驱动芯片120、第二gpio驱动芯片130、第三gpio驱动芯片140、第四gpio驱动芯片150、第五gpio驱动芯片160、控制器局域网(controllerareanetwork,can)收发器180。

在bcm工作之前,先进行上电,当电池系统检测到控制面板的启动按钮被按压时,产生上电信号,电池系统输出电能,bcm进行自检,主要检测供电是否正常和轮速计是否正常,并将检查结果发送给车辆控制单元,车辆控制单元接收到检查结果后,对车辆控制单元、bcm的检查结果进行汇总,根据汇总结果,判断是否达到自检成功的条件,如果达到自检成功的条件,则通过can收发器180向bcm发送自检成功的通知信号,bcm接收到自检成功的通知信号后,进入待机模式。此时,bcm可以根据自检成功的通知信号,进行灯光提示,比如,控制灯光系统以预设的频率闪烁预设的时间,以提醒自检成功。

其中,该车辆控制单元可以是为自动驾驶车辆控制单元(automatedvehiclecontrolunit,avcu)。

接着,对自检成功后,bcm的工作过程进行描述。

bcm本体110,用于在接收到车辆控制单元(automatedvehiclecontrolunit,车辆控制单元)发送的操作指令后,对该操作指令进行处理,生成第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号中的一个或多个。

其中,车辆控制单元的操作指令可以从人机交互装置或者后台服务器所获得。

人机交互装置可以是车载应用程序(application,app),也可以是遥控器,还可以是其它可以进行人机交互的装置,本申请对此并不限定。

后台服务器可以根据车辆的应用场景而确定,当该车辆应用场景为扫地机时,该后台服务器可以是扫地机的服务器,该扫地机可以单独作业于一特定区域,也可由多台扫地机共同作业于同一区域的不同小区域,本申请对此并不限定。

操作指令可以是一个独立的操作指令,也可以是多个连续的指令之和。在一个示例中,当后台服务器产生操作指令时,该操作指令可以是后台服务器上的几个连续指令之和,比如通过点击“启动”、“自动清扫”等按键,进而选择了对某区域进行自动清扫。在另一个示例中,当人机交互装置产生操作指令时,该操作指令可以是对人机交互装置中的多个图标按键进行选择的指令之和。

当前操作指令的设定和车辆之前的状态有关,比如,当车辆处于待机模式时,通过选择“自动驾驶模式”,从而控制车辆从待机模式进入自动驾驶模式。下面,以车辆从待机模式到自动驾驶模式之间的切换为例进行说明。

具体的,当该操作指令是进入自动规划路径模式指令时,bcm本体110接收到该操作指令,可以解析该操作指令,并同时生成第一驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号,并将第一驱动信号发送给第一驱动芯片,将第三驱动信号同时发送给第三驱动芯片和第四驱动芯片,将第四驱动信号发送给第五驱动芯片。

在车辆运行过程中,bcm本体110根据车辆控制单元的操作指令,比如,车辆转向指令,生成第二驱动信号,将第二驱动信号发送给第二驱动芯片。

所述第一gpio驱动芯片120,一端和bcm本体110相连接,另一端和轮速计相连接,用于在接收到第一驱动信号后,根据所述第一驱动信号,控制所述轮速计启动,并在所述轮速计启动后,将所述轮速计检测到的脉冲信号发送给所述bcm本体110,或者,根据所述第一驱动信号,控制所述轮速计关闭。

其中,该启动和关闭可以通过输出的高低电平来进行控制,示例而非限定,可以将启动设置为高电平,将关闭设置为低电平。

所述第二gpio驱动芯片130,一端和bcm本体110相连接,另一端和灯光系统相连接,用于在接收到所述第二驱动信号后,根据所述第二驱动信号,控制所述灯光系统的启动或关闭。

示例而非限定,灯光系统包括行车灯2个、前转向灯2个、后转向灯2个、刹车灯2个、示廓灯2个、倒车灯2个。上述的2个,分别设置在车辆的左右两侧。

车辆做出比如“左转”、“右转”等决策结果时,bcm本体110接收到车辆控制单元的相应操作指令,生成第二驱动信号,将第二驱动信号发送给第二gpio驱动芯片120,以控制灯光系统中相应的灯闪烁,比如,在左转时,驱动“左转向灯”闪烁,在右转时,驱动“右转向灯”闪烁。

所述第三gpio驱动芯片140,一端和bcm本体110相连接,另一端和清扫刷控制器、引风机控制器相连接,用于在接收到所述第三驱动信号后,根据所述第三驱动信号,控制清扫刷控制器的启动,以控制清扫刷电机和升降控制电机的启动,使所述升降控制电机控制清扫刷下降至清扫位置并通过清扫刷电机控制清扫刷的转速,进行清扫;或者,根据所述第三驱动信号,控制清扫刷控制器的关闭,以关闭清扫刷电机和升降控制电机,使所述升降控制电机控制清扫刷上升至非清扫位置并通过清扫刷电机控制清扫刷停止运转。

第四gpio驱动芯片150,一端和bcm本体110相连接,另一端和引风机控制器相连接,用于在接收到所述第三驱动信号后,根据所述第三驱动信号,控制引风机控制器的启动,以控制引风机电机的启动;或者,根据所述第三驱动信号,控制引风机控制器的关闭,以控制引风机电机的关闭。

具体的,当车辆从“待机”模式进入“自动驾驶模式”时,清扫刷控制器根据相应的操作指令,控制升降控制电机下降,控制清扫刷电机运转,进行清扫工作,引风机控制器控制引风机电机运转,将清扫的杂物进行回收。相应的,当车辆从“自动驾驶模式”进入“待机”模式时,清扫刷控制器控制升降控制电机上升,控制清扫刷电机停止,从而停止清扫工作,引风机控制器控制引风机电机停止工作。

所述第五gpio驱动芯片160,一端和bcm本体110相连接,另一端和激光雷达相连接,用于在接收到所述第四驱动信号后,根据所述第四驱动信号,控制激光雷达的启动或关闭。

其中,激光雷达可以获取环境感知数据。具体的,激光雷达转一圈之后,对收集到的所有点进行统一的解包、补偿处理,生成一个包含这一圈扫描到的多个激光点云数据,然后从激光点云数据中提取到障碍物信息。示例而非限定,激光雷达的数量可以是一个,也可以是多个,当激光雷达的数量是多个时,可以对多个激光雷达的环境感知数据进行融合处理,从而得到激光点云数据,从激光点云数据中提取出障碍物信息。由此,提高了探测障碍物的灵敏度。该激光点云数据用以车辆控制单元后续生成转向控制信息和扭矩控制信息。

所述bcm本体110还用于,获取所述脉冲信号的频率,并根据所述脉冲信号的频率,确定第一速度信息。

bcm本体110还用于,根据脉冲信号的频率,确定第一速度信息,并将第一速度信息通过can收发器180发送给车辆控制单元。

具体的,以清扫车为例,清扫车包括前轮和后轮,以轮速计是霍尔式轮速传感器为例进行说明。

霍尔式轮速传感器由传感头和齿圈组成。传感头由永磁铁、霍尔元件和电子电路等组成。工作原理是永磁铁的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮,齿轮相当于一个集磁器。齿轮转动时,穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化,因此引起霍尔电压的变化,霍尔元件将输出脉冲波形(图2中的左轮速计a输入和左轮速计b输入共同构成该脉冲波形),该脉冲波形经由电子电路转换成标准的脉冲电压,即脉冲信号。脉冲信号的频率,即每秒钟产生的脉冲个数,反映了车轮旋转的快慢,通过脉冲信号的频率即可得知车轮转速。通过车轮的转速,可以确定第一速度信息。

后续,通过can收发器180,将第一速度信息发送给车辆控制单元,以使车辆控制单元根据第一速度信息以及通过差分全球定位系统(differentialglobalpositioningsystem,dgps)获取的第二速度信息,生成速度融合信息,通过速度融合信息,修正扭矩控制信息和转速控制信息。

所述can收发器180,从所述车辆控制单元获取车辆的第一故障信息,并将所述第一故障信息发送给所述bcm本体110。

其中,can收发器180的第一输出端canh和第二输出端canl与can集成在bcm本体110的can端口上。canh端的状态只能是高电平或悬浮状态,canl端只能是低电平或悬浮状态。通过can收发器180的两个输出端,可以获取到车辆的相关监测数据,比如第一故障信息。

进一步的,can收发器180还用于,从车辆控制单元获取第二速度信息,并将所述第二速度信息发送给bcm本体110。

具体的,bcm在运行的过程中,可以进行轮速计的自检,采用的方法如下:bcm本体110从车辆控制单元获取第二速度信息;计算第一速度信息和第二速度信息的差值;当差值大于预设的差值阈值时,确定轮速计故障,生成第二故障信息,根据第二故障信息,生成故障处理信息,根据所述故障处理信息,生成第五驱动信号,并将第五驱动信号发送给第六gpio驱动芯片。

可以根据需要设置差值阈值,比如,可以将差值阈值设定为2m/s。第一、第二故障信息仅仅是对两种故障信息的来源进行区分,故障处理信息是针对该故障信息所做的处理,比如,紧急制动等。

进一步地,bcm还包括第六gpio驱动芯片170;所述第六gpio驱动芯片170,一端和bcm本体110相连接,另一端和喇叭相连接,用于根据所述第五驱动信号,驱动喇叭产生警示信号。

此时,通过喇叭,发出警示信号,以提醒车辆存在故障。

可以理解的是,可以将不同故障信息对应的喇叭的提示声进行一一对应,即可通过喇叭的提示音,对故障类型进行判断,提高了后续故障检修的效率。

进一步地,bcm本体110可以对灯光系统进行检测,当灯光系统故障时,车辆仍然可以进行工作。

图2为本发明实施例提供的bcm具体的结构示意图。下面结合图1和图2,对bcm进行具体的说明。在图2中,bcm本体的各个gpio管脚和第一gpio驱动芯片至第六gpio驱动芯片一一对应,即第一至第六gpio驱动芯片集成在bcm本体上的各gpio引脚上。

进一步的,灯光系统可以是发光二极管构成,引风机控制器和清扫刷控制器上分别具有继电器,继电器具有继电器线圈,示例而非限定,第三gpio驱动芯片140和第四gpio驱动芯片150可以分别连接继电器线圈,通过第三gpio驱动芯片140给继电器线圈供电或断电,控制引风机控制器的供电或断电,进而通过引风机控制器控制引风机电机运转或停止。相应的,通过第四gpio驱动芯片150给继电器线圈供电或断电,控制清扫刷控制器的供电或断电,进而,通过清扫刷控制器控制清扫刷电机组的运转或停止。

通过应用本发明实施例提供的bcm,实现了在对车辆进行控制时,灵敏度高,拟人性高等优势。

图3为本发明实施例提供的车身控制器的又一结构示意图。该车身控制器可以应用于自动驾驶车辆,尤其是低速无人驾驶车辆上,比如物流车。

如图3所示,该所述车身控制器还可以包括:第七gpio驱动芯片200。

所述bcm本体110还用于,在接收到车辆控制单元发送的操作指令后,生成第六驱动信号,并将所述第六驱动信号发送给第七gpio驱动芯片200。

所述第七gpio驱动芯片200的一端和bcm本体110相连接,另一端和柜锁控制器相连接,用于在接收到所述第六驱动信号后,根据所述第六驱动信号,控制柜锁控制器以打开柜锁。

具体的,在车辆上设置有第一货柜(第一货柜中包括小货柜,每个小货柜可以储存一个快件),当车辆行驶到指定地点时,车辆控制单元向bcm本体110发送柜锁打开指令,bcm本体向柜锁控制器发送第六驱动信号,根据该第六驱动信号,柜锁控制器控制打开柜锁,自动将货物投入第二货柜(为指定地点设置的货柜)中。

在将该车身控制器应用于物流车时,可以不在bcm中设置第三gpio驱动芯片和第四gpio驱动芯片,此时,该车身控制器所控制的车辆单纯的作为物流车。

可选的,bcm中还可以包括第三gpio驱动芯片和第四gpio驱动芯片,此时,该车身控制器所控制的车辆可以同时具有物流车和清扫车的功能。

专业人员应该还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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