自动驾驶控制器的故障检测方法及自动驾驶控制器与流程

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基自动驾驶控制器的故障检测方法及自动驾驶控制器。

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、改善出行方式等领域，自动驾驶将会带来颠覆性的改变，其中自动驾驶控制器是自动驾驶系统的大脑，其起着关键的作用。

目前全球汽车行业公认的至少一个分级制度分别是由美国高速公路安全管理局(nationalhighwaytrafficsafetyadministration，简称nhtsa)和国际自动机工程师学会(societyofautomotiveengineers，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。这就对自动驾驶控制器的处理能力提出了严苛的要求。世界各大半导体公司都在积极推出自己的自动驾驶方案，比如英特尔的智能辅助驾驶公司mobileye和计算机视觉创业公司movidius采用专用的专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)芯片，其固化了专用算法，但应用不灵活且开放性差；英伟达公司的中央处理器(centralprocessingunit/processor，简称cpu)+图形处理器(graphicsprocessingunit，简称gpu)方案运算能力尚可，但功耗高，价格也不低；工控机方案价格便宜但稳定性差不满足车轨，接口无法直接适用于车辆。

现有自动驾驶控制器都采用一些简单的安全监控方法，一般包括处理器模块上电初始化，上电自检，外设状态监控，软件运行状态监控，当检测到状态与预期不符时，控制器报出第一故障码，进入故障模式。

但是，在车辆的实际应用中，不仅需要控制器能够实时监测故障状态，还需要能够对控制器自身的故障进行排除，进行自我诊断与修复；当问题超出控制器自行修复能力时，该故障状态还需要能够反馈到云端后台，由云端进行问题分析与故障修复工作，保证车辆的正常运行。否则，自动驾驶车辆的运营成本高，社会效益差，无法推广使用。

因此，如何实现对控制器自身故障的排除，成为急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种自动驾驶控制器的故障检测方法及自动驾驶控制器，以解决现有技术中存在的不能对自动驾驶控制器自身的故障进行排除的问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种自动驾驶控制器的故障检测方法，所述自动驾驶控制器包括mcu模块和至少一个处理器模块，所述方法包括：

当所述mcu模块的第一外设集和所述处理器模块的第二外设集均正常工作时，判断所述mcu模块和所述处理器模块的心跳是否同步；

当不同步时，确定故障处理器模块，并报出所述故障处理器模块对应的第一故障码；

判断所述故障处理器模块是否可以软件修复；

当软件修复失败时，对所述故障处理器模块进行重新上电并初始化；

当无法修复故障时，向云端监控平台上报所述第一故障码。

在一种可能的实现方式中，所述方法之前还包括：

在上电后，mcu初始化并自检；

当通过后，mcu控制与其连接的第一外设集启动并初始化；

判断所述处理器模块是否具备开机条件；

当具备开机条件时，mcu控制所述处理器模块初始化并自检；

当通过后，mcu控制与处理器模块相连的第二外设集启动并初始化；

判断所述mcu模块的第一外设集和所述处理器模块的第二外设集是否正常工作。

在一种可能的实现方式中，所述方法之后还包括：

当所述第一外设集或所述第二外设集中至少一个外设不能正常工作时，报出故障外设对应的第二故障码；

对所述故障外设进行重新上电并初始化；

当无法修复故障时，向云端监控平台上报所述第二故障码。

在一种可能的实现方式中，所述方法之后还包括：

接收所述云端监控平台发送的修复指令；或者，

所述云端监控平台将所述第一故障码或者所述第二故障码发送给用户终端，以使所述用户终端通知工作人员进行故障修复。

在一种可能的实现方式中，所述判断所述mcu模块和所述处理器模块的心跳是否同步，具体包括：

所述mcu模块和所述处理器模块uart串口连接，根据uart串口的同步模式，判断心跳是否同步。

在一种可能的实现方式中，所述第一外设集或所述第二外设集中至少一个外设不能正常工作具体包括：

所述mcu对每个外设进行供电电压采集，当获取到的任一外设的供电电压不在预设范围内时，确定外设供电异常；或者，

所述mcu获取每个外设的数据，当任一外设的数据不在预设范围内时，确定所述外设数据异常；

当外设供电异常或者数据异常时，判定为外设不能正常工作。

第二方面，本发明提供了一种自动驾驶控制器，所述自动驾驶控制器包括权利要求1-6任意一项所述的mcu和处理器模块。

通过应用本发明实施例提供的自动驾驶控制器的故障检测方法及自动驾驶控制器，能够对自动驾驶控制器本身的故障进行监控，并自动修复，当故障超出自动驾驶控制器自身的修复能力时，将故障反馈到云端监控平台，由云端监控平台进行问题分析与故障修复工作，保证车辆的正常运行。

附图说明

图1为本发明实施例一提供自动驾驶控制器的故障检测方法流程示意图。

图2为本发明实施例二提供自动驾驶控制器的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的电源输入处理模块的示意图。

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为本发明实施例一提供自动驾驶控制器的故障检测方法流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

在执行步骤101之前，包括：

在上电后，mcu初始化并自检；

当通过后，mcu控制与其连接的第一外设集启动并初始化；

判断所述处理器模块是否具备开机条件；

当具备开机条件时，mcu控制所述处理器模块初始化并自检；

当通过后，mcu控制与处理器模块相连的第二外设集启动并初始化；

判断所述mcu模块的第一外设集和所述处理器模块的第二外设集是否正常工作。

当所述第一外设集或所述第二外设集中至少一个外设不能正常工作时，报出故障外设对应的第二故障码；

对所述故障外设进行重新上电并初始化；

当无法修复故障时，向云端监控平台上报所述第二故障码。

其中，第一外设集为mcu的外设的集合，第二外设集为处理器模块外设的集合。由此，可以判断出外设是否存在故障，并在外设存在故障时，上报外设的故障码。

步骤101，当所述mcu模块的第一外设集和所述处理器模块的第二外设集均正常工作时，判断所述mcu模块和所述处理器模块的心跳是否同步。

具体的，所述mcu对每个外设进行供电电压采集，当获取到的任一外设的供电电压不在预设范围内时，确定外设供电异常；或者，

所述mcu获取每个外设的数据，当任一外设的数据不在预设范围内时，确定所述外设数据异常；

当外设供电异常或者数据异常时，判定为外设不能正常工作。

当外设均能正常工作时，判断心跳是否同步。

在一个示例中，所述mcu模块和所述处理器模块uart串口连接，根据uart串口的同步模式，判断心跳是否同步。

同步模式指发送方发出数据后，等接收方发回响应以后才发下一个数据包的通讯方式。

步骤102，当不同步时，确定故障处理器模块，并报出所述故障处理器模块对应的第一故障码。

具体的，当不同步时，可以判定处理器模块发生故障，每个处理器模块对应唯一的故障码，mcu会报出第一故障码，此处的报出，可以是通过语音模块进行播报，也可以是通过显示模块进行第一故障码的显示，本申请对此并不限定。

步骤103，判断所述故障处理器模块是否可以软件修复。

具体的，可以通过软件，对发生故障的故障处理器模块进行修复，此处的软件修复，指可以通过软件，进行的修复，本申请对该软件的内容、版本等并不限定。

步骤104，当软件修复失败时，对所述故障处理器模块进行重新上电并初始化。

具体的，mcu内置看门狗电路，看门狗电路基本功能是在发生软件问题和程序跑飞后使系统重新启动。看门狗计数器正常工作时自动计数，程序流程定期将其复位清零，如果系统在某处卡死或跑飞，该定时器将溢出，并将进入中断。在定时器中断中执行一些复位操作。

使系统恢复正常的工作状态，即在程序没有正常运行期间，如期复位看门狗以保证所选择的定时溢出归零，使处理器重新启动。看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。

编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞，用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时，则看门狗定时时间很快增长到预置时间，迫使系统复位。

步骤105，当无法修复故障时，向云端监控平台上报所述第一故障码。

在步骤105之后还包括：

接收所述云端监控平台发送的修复指令；或者，

所述云端监控平台将所述第一故障码或者所述第二故障码发送给用户终端，以使所述用户终端通知工作人员进行故障修复。

具体的，当故障处理器模块重新上电并初始化后，仍然无法修复故障时，向云端监控平台发送第一故障码，云端监控平台通过预设的综合策略，自动下发修复指令，或者人工干预进行故障修复。

通过应用本发明实施例一提供的自动驾驶控制器的故障检测方法，能够对自动驾驶控制器本身的故障进行监控，并自动修复，当故障超出自动驾驶控制器自身的修复能力时，将故障反馈到云端监控平台，由云端监控平台进行问题分析与故障修复工作，保证车辆的正常运行。

图2为本发明实施例二提供自动驾驶控制器的结构示意图。该自动驾驶控制器应用在实施例一中的自动驾驶控制器的故障检测方法中，如图2所示，自动驾驶控制器可以使用一个处理器模组或两个处理器模组，同时该处理器模组进行高低两种方案，极大增强了该自动驾驶控制器的先进性和实用性。其中，两个处理器模块构成一个处理器模组。

该自动驾驶控制器有高配a版本和低配b版本两个版本，其中，a对应处理器模块1，b对应处理器模块2。针对自动驾驶车辆的不同场景、不同自动驾驶等级定义需求，可将本发明自动驾驶控制器灵活配置为aa/ab/ba/bb四种配置，快速应用与部署。

控制器安装于车辆，通过内置和外接多种传感器，包括单线与多线激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、距离传感器、环视摄像头、前向高清摄像头、惯性导航传感器、全系统多频高精度定向板卡、数传电台、4g通信模组、v2x通信模组、轮速传感器等，进行感知、定位、决策和控制等自动驾驶算法处理；对外通信集成了多种有线通信方式和无线通信方式，有线通信包括can、lin、flexray、rs232、rs422/485、usb2.0、usb3.0、千兆以太网、gmsl，与上述各传感器相连，无线通信包括wifi、蓝牙，主要用于人机交互功能；控制器内部的控制芯片采用功能安全等级达到asil-d的mcu，进行系统监控、诊断与故障管理等。

mcu模块分别控制着处理器模块1和2的电源使能，并分别控制处理器模块1和2的开机逻辑。mcu模块与处理器模块1和2设计有交互，分别为单向gpio各1个，低速uart串口通信1个，高速spi通信1个。处理器模块1与处理器模块2之间设计有交互，分别为单向gpio各1个，高速pci通信1个。

如图3所示，电源输入处理模块从车辆取电，能够应对电源线的电气试验和沿电源线的电瞬态传导试验，给整个控制器提供可靠的供电输入。ig信号处理与自锁模块，实现ig信号对控制器的电源使能控制，当控制器工作后mcu接管电源的使能，当ig取消时，控制器能够识别ig取消并保持供电正常，当完成关机任务后，自行掉电关机处理。电源转换模块将经过电源输入模块后的电压，转换成各个芯片和模块的工作电压，并且电源转换模块满足各芯片的上电时序逻辑要求。

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。