自动驾驶车辆的电气系统和自动驾驶车辆的制作方法

1.本公开涉及电气技术领域，尤其涉及自动驾驶、智能交通等领域，具体涉及一种自动驾驶车辆的电气系统和自动驾驶车辆。


背景技术：

2.自动驾驶技术逐渐成为人们关注的焦点。自动驾驶技术包括自动驾驶控制、智能座舱控制以及智能网联等技术。随着自动驾驶、智能座舱、智能网联等新技术快速发展，车辆中各个部件之间的数据交互以及车辆与其他设备(例如，云端计算设备、车辆驾驶人员的手持设备以及路边设备)之间的数据交互越来越多，使得原有车辆电气系统和总线形式已不能满足需要。
3.在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。


技术实现要素：

4.本公开提供了一种自动驾驶车辆的电气系统和自动驾驶车辆。
5.根据本公开的一方面，提供了一种自动驾驶车辆的电气系统，所述电气系统包括：智能网联控制器、自动驾驶域控制终端、以及智能座舱域控制终端；其中，所述自动驾驶域控制终端和所述智能座舱域控制终端分别与所述智能网联控制器直接通信连接，以使所述自动驾驶域控制终端和所述智能座舱域控制终端之间通过所述智能网联控制器进行数据交换，并且分别通过所述智能网联控制器将数据传输到区别于所述系统的其他设备。
6.在一些实施例中，所述自动驾驶域控制终端与所述智能座舱域控制终端分别通过以太网与所述智能网联控制器通信连接。
7.在一些实施例中，所述自动驾驶域控制终端包括下列各项中的至少一项：多个激光雷达控制器，多个毫米波雷达控制器，以及多个摄像机；其中，所述自动驾驶域控制终端的数据来自上述各项中的至少一项。
8.在一些实施例中，所述智能座舱域控制终端包括下列各项中的至少一项：仪表；显示屏；以及至少一个相机；其中，所述智能座舱域控制终端的数据来自上述各项中的至少一项。
9.在一些实施例中，所述电气系统还包括动力和底盘控制终端和车身控制终端；其中，所述动力和底盘控制终端和车身控制终端分别与所述智能网联控制器通信连接，以使所述动力和底盘控制终端、车身控制终端、所述自动驾驶域控制终端和所述智能座舱域控制终端中的任意两者之间通过所述智能网联控制器进行数据交换，并且分别通过所述智能网联控制器将数据传输到所述其他设备。
10.在一些实施例中，所述电气系统还包括动力和底盘控制终端、车身控制终端以及网关，其中，所述动力和底盘控制终端、车身控制终端、所述自动驾驶域控制终端和所述智
能座舱域控制终端分别与所述网关通信连接，以使动力和底盘控制终端、车身控制终端、所述自动驾驶域控制终端和所述智能座舱域控制终端中的任意两者之间通过所述网关进行数据交换。
11.在一些实施例中，所述网关与所述智能网联控制器通信连接，以使所述动力和底盘控制终端和车身控制终端分别通过所述网关将数据传输到所述智能网联控制器，并且通过所述智能网联控制器将数据传输到所述其他设备。
12.在一些实施例中，所述动力和底盘控制终端包括下列各项中的至少一项：电机控制器，电池管理系统，电子稳定系统，以及电动助力转向系统；其中所述动力和底盘控制终端的数据来自上述各项中的至少一项。
13.在一些实施例中，所述车身控制终端包括下列各项中的至少一项：车身控制器，无钥匙进入系统，电子压缩机，以及电加热控制器，其中所述车身控制终端的数据来自上述各项中的至少一项。
14.在一些实施例中，所述其他设备包括云端设备、自动驾驶汽车的驾驶人员手持设备或者路边设备。
15.根据本公开的另一方面，提供了一种自动驾驶车辆，所述自动驾驶车辆包括根据本公开的实施例所述的电气系统。
16.根据本公开的一个或多个实施例，可以减少自动驾驶域控制终端和智能座舱域控制终端之间的数据传输以及自动驾驶域控制终端和智能座舱域控制终端的数据传送到其他设备的传输路径，减少数据传输延迟和丢失的几率。同时还减少接口数量、减少硬件和线束。
17.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
18.附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
19.图1示出了根据本公开的实施例的可以在其中实施自动驾驶车辆的电气系统的示例性系统的示意图；
20.图2示出了相关技术中的车辆电气系统的示意图；
21.图3示出了相关技术中的车辆电气系统的示意图；
22.图4示出了根据本公开的实施例的自动驾驶车辆的电气系统的示意图；
23.图5示出了根据本公开的实施例的自动驾驶车辆的电气系统的示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
25.在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个要素与另一要素区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。
26.在本公开中对各种所述示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
27.下面将结合附图详细描述本公开的实施例。
28.图1示出了根据本公开的实施例可以将本文描述的各种方法和装置在其中实施的示例性系统100的示意图。参考图1，该系统100包括机动车辆110、服务器120以及将机动车辆110耦接到服务器120的一个或多个通信网络130。
29.在本公开的实施例中，机动车辆110可以包括根据本公开实施例的自动驾驶车辆的电气系统。
30.服务器120可以运行使得能够实现与本公开的自动驾驶车辆或自动驾驶车辆的电气系统之间进行数据交互。在某些实施例中，服务器120还可以提供其他服务或软件应用，这些服务或软件应用可以包括非虚拟环境和虚拟环境。在图1所示的配置中，服务器120可以包括实现由服务器120执行的功能的一个或多个组件。这些组件可以包括可由一个或多个处理器执行的软件组件、硬件组件或其组合。机动车辆110的用户可以依次利用一个或多个客户端应用程序来与服务器120进行交互以利用这些组件提供的服务。应当理解，各种不同的系统配置是可能的，其可以与系统100不同。因此，图1是用于实施本文所描述的各种方法的系统的一个示例，并且不旨在进行限制。
31.服务器120可以包括一个或多个通用计算机、专用服务器计算机(例如pc(个人计算机)服务器、unix服务器、中端服务器)、刀片式服务器、大型计算机、服务器群集或任何其他适当的布置和/或组合。服务器120可以包括运行虚拟操作系统的一个或多个虚拟机，或者涉及虚拟化的其他计算架构(例如可以被虚拟化以维护服务器的虚拟存储设备的逻辑存储设备的一个或多个灵活池)。在各种实施例中，服务器120可以运行提供下文所描述的功能的一个或多个服务或软件应用。
32.服务器120中的计算单元可以运行包括上述任何操作系统以及任何商业上可用的服务器操作系统的一个或多个操作系统。服务器120还可以运行各种附加服务器应用程序和/或中间层应用程序中的任何一个，包括http服务器、ftp服务器、cgi服务器、java服务器、数据库服务器等。
33.在一些实施方式中，服务器120可以包括一个或多个应用程序，以分析和合并从机动车辆110接收的数据馈送和/或事件更新。服务器120还可以包括一个或多个应用程序，以经由机动车辆110的一个或多个显示设备来显示数据馈送和/或实时事件。
34.网络130可以是本领域技术人员熟知的任何类型的网络，其可以使用多种可用协议中的任何一种(包括但不限于tcp/ip、sna、ipx等)来支持数据通信。仅作为示例，一个或多个网络130可以是卫星通信网络、局域网(lan)、基于以太网的网络、令牌环、广域网(wan)、因特网、虚拟网络、虚拟专用网络(vpn)、内部网、外部网、区块链网络、公共交换电话
网(pstn)、红外网络、无线网络(包括例如蓝牙、wifi)和/或这些与其他网络的任意组合。
35.系统100还可以包括一个或多个数据库150。在某些实施例中，这些数据库可以用于存储数据和其他信息。例如，数据库150中的一个或多个可用于存储诸如音频文件和视频文件的信息。数据存储库150可以驻留在各种位置。例如，由服务器120使用的数据存储库可以在服务器120本地，或者可以远离服务器120且可以经由基于网络或专用的连接与服务器120通信。数据存储库150可以是不同的类型。在某些实施例中，由服务器120使用的数据存储库可以是数据库，例如关系数据库。这些数据库中的一个或多个可以响应于命令而存储、更新和检索到数据库以及来自数据库的数据。
36.在某些实施例中，数据库150中的一个或多个还可以由应用程序使用来存储应用程序数据。由应用程序使用的数据库可以是不同类型的数据库，例如键值存储库，对象存储库或由文件系统支持的常规存储库。
37.机动车辆110可以包括传感器111用于感知周围环境。传感器111可以包括下列传感器中的一个或多个：视觉摄像头、红外摄像头、超声波传感器、毫米波雷达以及激光雷达(lidar)。不同的传感器可以提供不同的检测精度和范围。摄像头可以安装在车辆的前方、后方或其他位置。视觉摄像头可以实时捕获车辆内外的情况并呈现给驾驶员和/或乘客。此外，通过对视觉摄像头捕获的画面进行分析，可以获取诸如交通信号灯指示、交叉路口情况、其他车辆运行状态等信息。红外摄像头可以在夜视情况下捕捉物体。超声波传感器可以安装在车辆的四周，用于利用超声波方向性强等特点来测量车外物体距车辆的距离。毫米波雷达可以安装在车辆的前方、后方或其他位置，用于利用电磁波的特性测量车外物体距车辆的距离。激光雷达可以安装在车辆的前方、后方或其他位置，用于检测物体边缘、形状信息，从而进行物体识别和追踪。由于多普勒效应，雷达装置还可以测量车辆与移动物体的速度变化。
38.机动车辆110还可以包括通信装置112。通信装置112可以包括能够从卫星141接收卫星定位信号(例如，北斗、gps、glonass以及galileo)并且基于这些信号产生坐标的卫星定位模块。通信装置112还可以包括与移动通信基站142进行通信的模块，移动通信网络可以实施任何适合的通信技术，例如gsm/gprs、cdma、lte等当前或正在不断发展的无线通信技术(例如5g技术)。通信装置112还可以具有车联网或车联万物(vehicle-to-everything，v2x)模块，被配置用于实现例如与其它车辆143进行车对车(vehicle-to-vehicle，v2v)通信和与基础设施144进行车辆到基础设施(vehicle-to-infrastructure，v2i)通信的车与外界的通信。此外，通信装置112还可以具有被配置为例如通过使用ieee802.11标准的无线局域网或蓝牙与用户终端145(包括但不限于智能手机、平板电脑或诸如手表等可佩戴装置)进行通信的模块。利用通信装置112，机动车辆110还可以经由网络130接入服务器120。
39.机动车辆110还可以包括控制装置113。控制装置113可以包括与各种类型的计算机可读存储装置或介质通信的处理器，例如中央处理单元(cpu)或图形处理单元(gpu)，或者其他的专用处理器等。控制装置113可以包括用于自动控制车辆中的各种致动器的自动驾驶系统。自动驾驶系统被配置为经由多个致动器响应来自多个传感器111或者其他输入设备的输入而控制机动车辆110(未示出的)动力总成、转向系统以及制动系统等以分别控制加速、转向和制动，而无需人为干预或者有限的人为干预。控制装置113的部分处理功能可以通过云计算实现。例如，可以使用车载处理器执行某一些处理，而同时可以利用云端的
计算资源执行其他一些处理。控制装置113可以被配置以执行根据本公开的方法。此外，控制装置113可以被实现为根据本公开的机动车辆侧(客户端)的计算设备的一个示例。
40.图1的系统100可以以各种方式配置和操作，以使得能够应用根据本公开所描述自动驾驶车辆的电气系统。
41.在相关技术中，如图2所示，车辆电气系统200包含辅助驾驶域控制终端210、动力和底盘域控制终端220、智能座舱域控制终端230、车身域控制终端240、网关250以及tbox260。辅助驾驶域控制终端210、动力和底盘域控制终端220、智能座舱域控制终端230和车身域控制终端240通过can/canfd总线和网关240相连，使得各终端的数据通过网关路由到与网关通过can/canfd相连的tbox，再由tbox通过移动通讯技术传输到云平台。
42.然而，该车辆电气系统仅支持辅助驾驶技术，在自动驾驶技术中，由于自动驾驶域控制终端和智能座舱域控制终端的数据量较大，can/canfd总线已经不能满足数据传输的要求。为此，需要开发新的自动驾驶车辆的电气系统。
43.在一些情况中，通过升级网关和tbox，以使车辆电气系统支持自动驾驶技术。如图3所示，在通过升级网关和tbox实现支持自动驾驶技术的车辆电气系统300中，通过在网关350中设置三路以太网转换接口(如图3中虚线所示)，使得一路以太网接口连接自动驾驶域控制终端310，一路以太网接口连接智能座舱域控制终端320，一路以太网接口连接tbox360，实现智能自动驾驶域控制终端310和智能座舱域控制终端320的数据通过网关350转换到tbox360，进而通过tbox360传输到云平台，实现智能自动驾驶域控制终端310和智能座舱域控制终端320的数据的快速上传和下载。
44.然而，在上述系统300中，自动驾驶域控制终端310和智能座舱域控制终端320的数据的快速上传和下载需要经过两次数据转换，两次转换过程增加了总线延时和数据丢失的概率。同时，由于自动驾驶域控制终端310和智能座舱域控制终端320需要与网关350通信连接，再由网关350与tbox360通信连接，以进行数据的上传和下载，需要在网关350和自动驾驶域控制终端310和智能座舱域控制终端320分别开设一套接口，同时在网关和tbox上开设一套接口每增加接口硬件、线束等物理硬件成本。
45.根据本公开的实施例，提供了一种自动驾驶车辆的电气系统，如图4所示，所述电气系统400包括：智能网联控制器410、自动驾驶域控制终端420、以及智能座舱域控制终端430；其中，所述自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430分别与所述智能网联控制器410直接通信连接，以使所述自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430之间通过所述智能网联控制器410进行数据交换，并且分别通过所述智能网联控制器410将数据传输到区别于所述电气系统的其他设备。
46.根据本公开的自动驾驶车辆的电气系统，由于自动驾驶域控制终端420和智能座舱域控制终端430与智能网联控制器410直接通信连接，并且通过智能网联控制器410将数据传输到区别于该电气系统的其他设备，例如云端，使得自动驾驶域控制终端420和智能座舱域控制终端430不需要经过网关的路由和转换，直接通过智能网联控制器410进行传输，使得自动驾驶域控制终端420和智能座舱域控制终端430的数据仅仅经过一次转换就能实现上传和下载，可以减少自动驾驶域控制终端420和智能座舱域控制终端430之间的数据传输以及自动驾驶域控制终端420和智能座舱域控制终端430的数据传送到其他设备的传输路径，减少延迟。同时，根据本公开的自动驾驶车辆的电气系统400，仅仅只需要在相关技术
中的车辆电气系统200的基础上，通过升级tbox，获得同时包含网关和tbox的功能的智能网联控制器，即在tbox的基础上增加与自动驾驶域控制终端和智能座舱域控制终端之间的通信接口，即可以实现数据的上传和下载。减少了接口数量、减少硬件和线束等物理硬件成本。
47.自动驾驶域控制终端420具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线通讯、高速通讯的能力；通过外接的多个相机、毫米波雷达、激光雷达，以及imu等设备，完成的功能包含图像识别、数据处理等。
48.智能座舱域控制终端430用于控制车载信息娱乐系统、仪表盘、抬头显示(hud)、流媒体后视镜、语音交互系统等hmi交互产品。
49.智能网联控制器410通过控制数据的输入和输出实现，自动驾驶车辆上的各个设备之间的数据传输或自动驾驶车辆与其他设备之间的数据传输。
50.在一些实施例中，自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430分别通过存储有指令的存储器和处理器实现，其中，处理器在执行指令时，实现自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430的功能。
51.在一些实施例中，通过上位机配置智能网联控制器410、自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430实现自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430与智能网联控制器410之间的直接通信连接。
52.在一些实施例中，所述其他设备包括云端设备、自动驾驶汽车的驾驶人员手持设备或者路边设备。
53.例如，动驾驶域控制终端420的数据通过智能网联控制器410上传到云端设备，使云端设备基于动驾驶域控制终端420的数据获得自动驾驶车辆的高精地图导航路径，进而使自动驾驶车辆基于该导航路径进行车道级导航。
54.在一些实施例中，智能网联控制器410分别与自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430通过局域网连接。
55.在一些实施例中，如图4所示，自动驾驶域控制终端420与所述智能座舱域控制终端430分别通过以太网与所述智能网联控制器430通信连接(如图4中虚线所示)。以进一步减少硬件和线束等物理硬件成本，同时提升数据传输效率。
56.例如，通过上位机配置智能网联控制器410、自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430的mac地址、vlan、ip地址等方式，实现自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430与智能网联控制器410之间的以太网连接。
57.在一些实施例中，所述自动驾驶域控制终端420包括下列各项中的至少一项：多个激光雷达控制器，多个毫米波雷达控制器，以及多个摄像机；其中，所述自动驾驶域控制终端的数据来自上述各项中的至少一项。
58.在一个示例中，多个激光雷达控制器、多个毫米波雷达控制器用于采集自动驾驶车辆周围的传感数据，以感测自动驾驶车辆周围的障碍物的距离等。
59.在一个示例中，多个摄像机用于采集自动驾驶车辆周围的图像数据，以供对自动驾驶车辆进行定位分析等。
60.在一些实施例中，所述智能座舱域控制终端包括下列各项中的至少一项：仪表；显示屏；以及至少一个相机；其中，所述智能座舱域控制终端的数据来自上述各项中的至少一
项。
61.在一个示例中，仪表可以是油表盘、里程表等。
62.在一个示例中，显示屏可以是车载娱乐系统显示屏、抬头显示屏、流媒体后视镜等。
63.在一个示例中，至少一个相机可以是行车记录仪等。
64.在一些实施例中，如图4所示，所述电气系统400除了包括智能网联控制器410、自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430外，还包括动力和底盘控制终端440、车身控制终端450以及网关460，其中，所述动力和底盘控制终端440、车身控制终端450、所述自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430分别与所述网关460通信连接，以使动力和底盘控制终端440、车身控制终端450、所述自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430中的任意两者之间通过所述网关460进行数据交换。
65.在自动驾驶车辆的电气系统400中，设置车载网关460，使动力和底盘控制终端440、车身控制终端450、所述自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430中的任意两者之间通过网关460实现数据交换，而自动驾驶域控制终端420和所述智能座舱域控制终端430通过智能网联控制器410进行数据的上传和下载，使得自动驾驶车辆的电气系统400基于相关技术中的车辆电气系统200进行简单的tbox的升级设置就能实现，减少自动驾驶车辆的电气系统的生成成本。
66.在一些实施例中，如图4所示，所述网关460与所述智能网联控制器410通信连接，以使所述动力和底盘控制终端440和车身控制终端450分别通过所述网关460将数据传输到所述智能网联控制器410，并且通过所述智能网联控制器410将数据传输到所述其他设备。
67.可以理解，网关460与智能网联控制器410、自动驾驶域控制终端420、动力和底盘控制终端440和车身控制终端450之间的连接可以是现有can/canfd连接(如图4中实线所示)，以减少自动驾驶车辆的电气系统的生成成本。
68.在另一些实施例中，如图5所示，所述电气系统500还包括动力和底盘控制终端540和车身控制终端550；其中，所述动力和底盘控制终端540和车身控制终端550分别与所述智能网联控制器510通信连接，以使所述动力和底盘控制终端540、车身控制终端550、所述自动驾驶域控制终端520和所述智能座舱域控制终端530中的任意两者之间通过所述智能网联控制器510进行数据交换，并且分别通过所述智能网联控制器将数据传输到所述其他设备。
69.动力和底盘控制终端540、车身控制终端550、自动驾驶域控制终端520和智能座舱域控制终端530中的任意两者之间通过智能网联控制器510进行数据交换，使得智能网联控制器510承担车载网关的功能，同时，由于自动驾驶域控制终端520和智能座舱域控制终端530通过智能网联控制器510进行数据的上传和下载，使得智能网联控制器510承担tbox的功能，进一步简化自动驾驶车辆的电气系统的连接关系。
70.在一些实施例中，所述动力和底盘控制终端包括下列各项中的至少一项：电机控制器，电池管理系统，电子稳定系统，以及电动助力转向系统；其中所述动力和底盘控制终端的数据来自上述各项中的至少一项。
71.在一些实施例中，所述车身控制终端包括下列各项中的至少一项：车身控制器，无钥匙进入系统，电子压缩机，以及电加热控制器，其中所述车身控制终端的数据来自上述各
项中的至少一项。
72.根据本公开的另一方面，提供了一种自动驾驶车辆，所述自动驾驶车辆包括根据本公开的实施例所述的电气系统。
73.由于根据本公开的自动驾驶车辆的电气系统，可以减少自动驾驶域控制终端和智能座舱域控制终端之间的数据传输以及自动驾驶域控制终端和智能座舱域控制终端的数据传送到其他设备的传输路径，减少数据传输延迟和丢失的几率。同时还减少接口数量、减少硬件和线束。根据本公开的自动驾驶车辆，具有较少的数据传输延迟和丢失，可靠性更高，同时硬件成本较低。
74.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行、也可以顺序地或以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
75.虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本实用新型的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。