本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种车辆控制单元。
背景技术
自动驾驶技术是近年的热点话题，在缓解交通拥堵、提高道路安全性、减少空气污染等领域，自动驾驶将会带来颠覆性的改变。
自动驾驶技术是近年的热点话题，在缓解交通拥堵、提高道路安全性、减少空气污染等领域，自动驾驶将会带来颠覆性的改变。
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，人工清扫被机械自动化所代替势不可挡，但是现有的扫地车需要人工驾驶，功能单一且不够方便。
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。
技术实现要素：
本发明实施例的目的是提供一种车辆控制单元，以解决车辆控制时的灵敏度不高，拟人性不高的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种车辆控制单元，所述车辆控制单元包括：主处理单元、从处理单元、无线通信芯片、射频芯片、第一网络接口芯片、全球定位系统gps芯片和模数转换器adc芯片；
所述无线通信芯片，和主处理单元通过网络输入输出接口相连接，用于接收后台服务器或人机交互装置发送的操作指令，并将所述操作指令发送给所述主处理单元；
所述射频芯片，和主处理单元的第一通用异步收发传输接口相连接，用于接收遥控器的射频信号，并将所述射频信号发送给所述主处理单元；
所述第一网络接口芯片，和主处理单元的通过物理层phy接口相连接，用于接收中央网关cgw传输的第一环境感知数据，并将所述第一环境感知数据发送给所述主处理单元；
所述gps芯片，和主处理单元通过第一通用异步收发传输接口、第二通用异步收发传输接口相连接，用于接收gps天线获取的位置信息和第一速度信息，并将所述位置信息和第一速度信息发送给所述主处理单元；
所述主处理单元，用于接收所述操作指令或射频信号，对所述操作指令或射频信号进行处理，生成清扫指令信号，并根据所述清扫指令信号，调用清扫区域信息和环境地图配置文件，接着根据所述清扫区域信息和环境地图配置文件生成清扫路径数据；随后根据所述清扫路径数据、所述障碍物信息和所述位置信息，生成决策结果信息；之后根据所述决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息；随后对所述转向控制信息和所述扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的所述转向控制信息和所述扭矩控制信息发送给所述从处理单元；
所述从处理单元，和所述主处理单元通过控制器局域网can总线相连接；用于将所述转换处理后的所述转向控制信息和所述扭矩控制信息发送给所述adc芯片；
所述adc芯片，分别和电动助力转向系统eps控制器、电机控制器相连接，用于将转换处理后的所述转向控制信息转换为数字转向控制信息，并将所述数字转向控制信息发送给eps控制器，以使所述eps控制器控制车辆eps用以控制车辆的转向；并且，将所述转换处理后的所述扭矩控制信息转换为数字扭矩控制信息，将所述数字扭矩信息发送给电机控制器，以使所述电机控制器控制所述车辆的电机的转速。
优选的，所述主处理单元具体用于：
对所述第一环境感知数据进行处理，生成激光点云数据；
对所述激光点云数据进行分析处理，提取出障碍物信息。
优选的，所述车辆控制单元还包括：第一rs232驱动芯片；
所述第一rs232驱动芯片，一端和从处理单元的第三通用异步收发传输接口相连接，另一端和超声波雷达相连接，用于将超声波雷达获取的障碍物距离信息进行转换处理，并将转换处理后的所述障碍物信息发送给所述从处理单元。
优选的，所述主处理单元还用于，将转换处理后的所述障碍物距离信息和所述激光点云数据进行融合处理，生成障碍物信息。
优选的，所述从处理单元还用于，获取bcm计算的第二速度信息，并将所述第二速度信息发送给所述从处理单元。
优选的，所述主处理单元还用于，从所述从处理单元获取到所述第二速度信息；对所述第一速度信息和所述第二速度信息进行融合处理，生成速度融合信息；根据所述速度融合信息，修正所述转向控制信息和所述扭矩控制信息。
优选的，所述车辆控制单元还包括：第二rs232驱动芯片；
所述第二rs232驱动芯片，一端和从处理单元的第四通用异步收发传输接口相连接，另一端和点阵屏相连接，用于对点阵数据进行转换处理，并将转换处理后的所述点阵数据发送给所述点阵屏，以使所述点阵屏显示转换处理后的所述点阵数据。
优选的，所述车辆控制单元还包括：第三rs232驱动芯片；
所述第三rs32驱动芯片，一端和从处理单元的第五通用异步收发传输接口相连接，另一端和液晶屏相连接，用于对车辆的状态数据进行转换处理，并将转换处理后的所述状态数据发送给所述液晶屏，以使所述液晶屏显示转换处理后的状态数据。
优选的，所述车辆控制单元还包括：第二网络接口芯片；
所述第二网络接口芯片，和主处理单元通过phy接口相连接，用于接收cgw传输的第二环境感知数据，并将所述第二环境感知数据发送给所述主处理单元。
优选的，所述主处理单元还用于，对第一环境感知数据和第二环境感知数据进行融合处理，生成环境感知数据。
通过应用本发明提供的车辆控制单元,完成各种控制功能，且拟人化程度高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的车辆控制单元结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。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。
图1为本发明实施例提供的车辆控制单元结构示意图。该车辆控制单元可以是自动驾驶车辆控制单元(automatedvehiclecontrolunit，avcu)，当该车辆控制单元为avcu时，本发明的应用场景为低速自动驾驶车辆。
该车辆控制单元包括：主处理单元、从处理单元、无线通信芯片、射频芯片、第一网络接口芯片、全球定位系统(globalpositioningsystem，gps)芯片和模数转换器(analog-digitalconverter，adc)芯片。
所述无线通信芯片，和主处理单元通过网络输入输出接口相连接，用于接收后台服务器或人机交互装置发送的操作指令，并将所述操作指令发送给所述主处理单元。
其中，无线通信芯片可以包括第四代通讯技术(the4thgenerationcommunicationsystem,4g)芯片、第五代通讯技术(the5thgenerationcommunicationsystem,5g)芯片、无线保真(wirelessfidelity，wi-fi)芯片中的任意一个或多个。当无线通信芯片为4g芯片时，该网络输入输出(input/output,io)接口可以是通用串行总线(universalserialbus，usb)2.0接口或者总线和接口标准(peripheralcomponentinterfaceexpress，pcie)接口。当无线通信芯片为wi-fi芯片时，该网络io接口可以是wi-fi接口或蓝牙接口。
所述射频芯片，和主处理单元的第一通用异步收发传输接口相连接，用于接收遥控器的射频信号，并将所述射频信号发送给所述主处理单元。
其中，第一通用异步收发传输接口可以是通用异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)3接口，遥控器和主处理单元可以通过射频通信方式进行通信。遥控器上可以具有按钮，比如模式选择按钮，模式选择按钮可以对应上述的五种模式中的任意一种。
第一网络接口芯片，和主处理单元的通过物理层(physicallayer，phy)接口相连接，用于接收中央网关(centralgateway，cgw)传输的第一环境感知数据，并将所述第一环境感知数据发送给所述主处理单元。
其中，第一网络接口芯片可以是标准插座(registeredjack，rj)45芯片。
具体的，当将该车辆控制单元应用在自动驾驶清扫车上时，激光雷达设置在车顶，激光雷达扫描周围的物体，激光雷达转一圈之后，采集到第一环境感知数据，该些第一环境感知数据可以通过cgw传输到车辆控制单元。
主处理单元获取到该第一环境感知数据后，对该第一环境感知数据进行处理，生成激光点云数据；对所述激光点云数据进行分析处理，从中提取出障碍物信息。
当将该车辆控制单元应用在自动驾驶物流车上时，激光雷达的数量可以是两个，一个设置在车辆的顶部，另一个设置在车辆的前端。第一激光雷达通过第一网络接口芯片和cgw相连接，第二激光雷达通过第二网络接口和cgw相连接，第一激光雷达扫描到第一环境感知数据，第二激光雷达扫描到第二环境感知数据。主处理单元对收集到的第一环境感知和第二环境感知数据进行解包、补偿、融合处理，生成一个包含这一圈扫描到的多个激光点云数据，然后多个激光点云数据进行分析，从多个激光点云数据中提取到障碍物信息。由此，提高了探测障碍物的灵敏度。
gps芯片，和主处理单元通过第一通用异步收发传输接口、第二通用异步收发传输接口相连接，用于接收gps天线获取的位置信息和第一速度信息，并将所述位置信息和第一速度信息发送给所述主处理单元。
其中，第二通用异步收发传输接口可以是uart2。gps芯片可以包括第一差分全球定位系统(differentialglobalpositioningsystem，dgps)芯片和第二dgps芯片，第一gprs可以和uart3相连接，第二gprs可以和uart2相连接，以提高获取的第一速度信息的精度。
所述主处理单元，用于接收所述操作指令或射频信号，对所述操作指令或射频信号进行处理，生成清扫指令信号，并根据所述清扫指令信号，调用清扫区域信息和环境地图配置文件，接着根据所述清扫区域信息和环境地图配置文件生成清扫路径数据；随后根据所述清扫路径数据、所述障碍物信息和所述位置信息，生成决策结果信息；之后根据所述决策结果信息，生成转向控制信息和扭矩控制信息；随后对所述转向控制信息和所述扭矩控制信息进行转换处理，将转换处理后的所述转向控制信息和所述扭矩控制信息发送给所述从处理单元。
其中，此处的转换处理，主要是数据格式上的处理。
相应的，当将该车辆控制单元应用在低速无人驾驶物流车上时，此处所涉及到的“清扫”可以替换成“配送”，比如配送指令信号。
车辆控制单元要开始工作时，先要进行自检，车辆控制单元接收到电池系统的上电信号pwr_in后，车辆控制单元进行自检，在自检成功后，进入待机模式。
在待机模式下，可以通过接收操作指令或射频信号，进入不同的模式，例如“自动规划路径模式”(进行自动清扫路径规划，进行自动清扫)、“历史路径模式”(调用历史存储路径，进行自动清扫)、“手动驾驶模式”、“清扫路径采集模式”(手动驾驶并记录车辆运行路径、清扫刷操作信息等)和“地图采集模式”(记录车辆运行环境中的地图信息)等。在下面以进入自动规划路径模式(也可以称为无人驾驶模式)为例进行说明。
后台服务器可以根据车辆控制单元的应用场景而确定，当该车辆控制单元应用场景为清扫车时，该后台服务器可以是清扫车的服务器，该清扫车可以单独作业于一特定区域，比如封闭半封闭区域，也可由多台清扫车共同作业于同一区域的不同小区域，本申请对此并不限定。
人机交互装置可以是车载app，通过操作车载app，可以产生操作指令。
操作指令可以是一系列连续的操作指令，在一个示例中，当通过后台服务器接收到操作指令时，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”等指令，进而选择了对某区域进行自动清扫。在另一个示例中，当通过人机交互装置接收到操作指令时，该指令可以是对人机交互装置中的多个按键进行选择的多个指令之和。
比如，在执行“地图采集模式”时，主处理单元可以通过gps获取到环境地图配置文件，并将该环境地图配置文件存储在存储设备中。
在“历史路径模式”下，主处理单元在接收到操作指令后，对该操作指令进行解析处理，生成清扫指令信号，该清扫指令信号可以包括清扫区域的边界信息和清扫该区域时对应的环境地图。此时，主处理单元可以从存储设备中调用清扫区域信息和环境地图配置文件，以生成清扫路径数据。
其中，存储设备中存储有清扫区域信息和环境地图配置文件，该清扫区域信息用于划定清扫区域的边界、该环境地图配置文件是该清扫区域对应的地图配置文件。根据该清扫区域信息和环境地图配置文件，规划好清扫路径数据，比如，清扫的区域为a区域，在a区域中，具有花园、树木等，避开该些不可能进行自动清扫的区域。存储设备可以是主处理单元中的存储器，也可以是和主处理单元相连接的存储器。
在从“历史路径模式”切换到“自动规划路径模式”时，主处理单元可以结合前一时刻的清扫路径数据以及实时获取到的障碍物信息、位置信息，生成决策结果信息，并实时更新决策结果信息。
所述从处理单元，和所述主处理单元通过can总线和输入输出接口相连接；用于将所述转换处理后的所述转向控制信息和所述扭矩控制信息发送给所述adc芯片。
其中，主处理单元的复位rst接口与从处理单元的gpio接口相连接，主处理单元的pwr_on接口和从处理单元的gpio接口相连接，主处理单元的串行外围接口(serialperipheralinterface，spi)1和从处理单元的spi1相连接。主处理单号和从处理单元又分别连接到can总线上。
所述adc芯片，分别和电动助力转向系统eps控制器、电机控制器相连接，用于将转换处理后的所述转向控制信息转换为数字转向控制信息，并将所述数字转向控制信息发送给eps控制器，以使所述eps控制器控制车辆eps用以控制车辆的转向；并且，将所述转换处理后的所述扭矩控制信息转换为数字扭矩控制信息，将所述数字扭矩信息发送给电机控制器，以使所述电机控制器控制所述车辆的电机的转速。
进一步地，所述车辆控制单元还包括：第一rs232驱动芯片。第一rs232驱动芯片，一端和从处理单元的第三通用异步收发传输接口相连接，另一端和超声波雷达相连接，用于将超声波雷达获取的障碍物距离信息进行转换处理，并将转换处理后的所述障碍物距离信息发送给所述从处理单元。从处理单元将转换处理后的障碍物距离信息发送给主处理单元。主处理单元还用于，将转换处理后的所述障碍物距离信息和所述激光点云数据进行融合处理，生成障碍物信息。
其中，rs232驱动芯片对障碍物距离信息的转换处理主要是进行电平转换，将cmos电平转换为ttl电平，以便于从处理单元对障碍物距离信息的识别。其中，第三通用异步收发传输接口可以是uart4。
进一步地，所述从处理单元还用于，获取车身控制器(bodycontrolmodule，bcm)计算的第二速度信息，并将所述第二速度信息发送给所述主处理单元。
轮速计可以监测得到车辆运行时的脉冲信号，bcm获取到该脉冲信号后，可以根据该脉冲信号的频率，计算车轮的转速，再根据该转速，计算出第二速度信息。
所述主处理单元还用于，从从处理单元获取到第二速度信息，对所述第一速度信息和所述第二速度信息进行融合处理，生成速度融合信息；根据所述速度融合信息，修正所述转向控制信息和所述扭矩控制信息。
由于dgps和轮速计测量到的速度信息都存在着一定的误差，因此，对这两种速度信息进行融合处理后，生成速度融合信息，该速度融合信息用于后续的闭环控制，该融合信息相比单独的第一速度信息和第二速度信息，更加准确。
通过该闭环控制，对控制信息，包括转向控制信息和扭矩控制信息，进行调整，提高了车辆整体的拟人化程度。
进一步的，所述车辆控制单元还包括：第二rs232驱动芯片。
所述第二rs232驱动芯片，一端和从处理单元的第四通用异步收发传输接口相连接，另一端和点阵屏相连接，用于对点阵数据进行转换处理，并将转换处理后的所述点阵数据发送给所述点阵屏，以使所述点阵屏显示转换处理后的所述点阵数据。
其中，第四通用异步收发传输接口可以是uart0。同第一rs232驱动芯片相同，此处转换处理也是指电平转换，此处转换主要是将ttl电平转换为cmos电平，将从从处理器中读取的车辆编号、名称、提醒用语、车辆的电量信息，状态信息、时间信息等数据显示在点阵屏上。
进一步地，所述车辆控制单元还包括：第三rs232驱动芯片。
所述第三rs32驱动芯片，一端和从处理单元的第五通用异步收发传输接口相连接，另一端和液晶屏相连接，用于对车辆的状态数据进行转换处理，并将转换处理后的所述状态数据发送给所述液晶屏，以使所述液晶屏显示转换处理后的状态数据。
此时的液晶屏，可以理解为安装有车载应用程序的人机交互装置的液晶屏，通过该液晶屏，可以实现人机交互，比如，当将该车辆控制单元应用在物流车上时，可以通过在液晶屏上的触摸，产生操作指令，该操作指令可以打开物流车上的相应柜锁。
进一步地，该车辆控制单元还包括，集成在gpio接口的transcx2芯片，该芯片为can总线物理芯片，用于使车辆控制单元和其他模块，比如车身控制器(bodycontrolmodule,bcm)进行通信。
该avcu的另一gpio接口还可以连接到碰撞检测芯片，以检测车辆和其他车辆、障碍物等是否发生碰撞。
当发生碰撞后，该碰撞检测芯片一端和车辆控制单元相连接，另一端和电机控制器相连接，用于在检测到碰撞后，向车辆控制单元和电机控制器同时发送紧急制动信号，以使电机控制器在接收到紧急制动信号后，控制车辆停止运行。avcu在接收到紧急制动信号后，可以向后台服务器发送相关信息。
该车辆控制单元还具有开机启动boot芯片，该boot芯片集成在主处理单元的boot接口上。还具有wdgrst看门狗芯片，该芯片和从处理单元的重启reset芯片相连接，用于对从处理单元进行重启等。
该主处理单元的usb1芯片可以外接主处理器，该主处理单元的usb0芯片可以外接主处理器和从处理器。
由此，通过应用本发明实施例提供的车辆控制单元，完成各种控制功能，且拟人化程度高。
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。