一种控制系统故障诊断装置、方法及计算机程序产品与流程

本申请属于汽车，尤其涉及一种控制系统故障诊断装置、方法及计算机程序产品。

背景技术：

1、控制系统是智能车辆实现多等级辅助驾驶的重要环节，实现车辆自动化控制离不开智能车辆控制程序。在智能车辆控制程序中，通常将底盘、规划轨迹和定位等信息输入控制程序单元，计算并输出油门、刹车、方向盘和档位等控制指令。

2、智能车辆的控制程序单元对输入信息十分敏感，若出现输入信息缺失或者有误的代码故障，控制程序单元将无法进入计算流程，或者无法计算出可靠的控制指令，导致智能车辆执行机构响应出现异常。这种车辆的异常响应，在城区或者高速等应用场景将给驾驶员和行人带来严重的安全威胁。

3、目前程序控制模块中与代码故障诊断相关的部分，只有输入信息空指针和时间戳两类检测项，这两类检测项仅能保证输入到控制模块的输入信息不缺失，无法保证输入信息的可靠性，更无法保证控制模块依靠输入信息能够计算出可靠的控制指令。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种控制系统故障诊断系统、方法及设备，用以保障输入控制系统的输入信息的可靠性和车辆的行驶安全。

2、第一方面，本申请提供了一种控制系统故障诊断装置，所述装置应用于车辆，所述装置包括至少一个处理器；所述至少一个处理器能够执行如下步骤：

3、采集底盘信息、规划轨迹信息、定位信息作为输入信息输入，并采集上一帧的控制指令；

4、基于所述输入信息进行一般项检测，所述一般项检测为对所述输入信息按照预设的合理性判断逻辑判断所述输入信息是否合理的检测；

5、基于所述控制指令和所述输入信息进行特定项检测，所述特定项检测包括基于车辆对所述控制指令的响应能力，判定所述输入信息对应的车辆状态是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围；

6、基于所述一般项检测或所述特定项检测的检测结果，确定所述车辆的控制系统是否出现故障。

7、在一个或多个实施例，所述特定项检测还包括轨迹规划检测；

8、所述轨迹规划检测包括：

9、基于所述规划轨迹信息、所述车辆的当前状态及所述车辆对所述控制指令的响应能力，判定规划的车辆行驶轨迹及行驶参数是否处于车辆预设的能力范围内。

10、在一个或多个实施例，所述处理器基于所述一般项检测和特定项检测的检测结果，确定所述车辆的控制系统是否出现故障，包括：

11、若检测到所述输入信息通过所述一般项检测和所述特定项检测，将所述输入信息输入控制程序单元，由所述控制程序单元基于所述输入信息计算下一帧控制指令；

12、若所述控制程序单元成功计算下一帧控制指令，确定所述车辆的控制系统未出现故障；

13、若检测到所述输入信息未通过所述一般项检测或所述特定项检测，或者检测到所述控制程序单元计算下一帧控制指令失败，确定所述车辆的控制系统出现故障。

14、在一个或多个实施例，所述一般项检测包括空指针检测和时间戳检测中的至少一项，其中：

15、所述空指针检测用于检测所述输入信息是否存在缺失；

16、所述时间戳检测用于检测各项输入信息自带时间戳之间的差值，是否处于预先设定的容忍范围内，所述各项输入信息自带时间戳用于表示所述各项输入信息的产生时间。

17、在一个或多个实施例，所述处理器基于车辆对所述控制指令的响应能力，判定所述输入信息对应的车辆状态是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围，包括：

18、基于所述上一帧的控制指令及上一帧测量的车辆状态预测当前车辆状态的预测值，基于所述输入信息确定当前车辆状态的测量值；

19、基于所述预测值与所述测量值确定所述车辆对所述控制指令的响应能力，判断所述车辆对所述控制指令的响应能力是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围。

20、在一个或多个实施例，所述输入信息包括底盘信息和定位信息中的至少一项，所述特定项检测包括底盘响应检测、定位异常检测中的至少一类，其中：

21、所述底盘响应检测包括：

22、基于所述底盘信息及所述上一帧的控制指令，计算并判断转向机构/加减速机构的零点漂移程度、响应延迟时间和控制指令响应准确度是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围，其中，所述转向机构包括方向盘和前轮转角，所述加减速机构包括油门和刹车；

23、所述定位异常检测包括：

24、基于所述定位信息及所述上一帧的控制指令，计算所述车辆当前定位的预测值以及所述车辆当前定位的测量值，并判断所述车辆当前定位是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围。

25、在一个或多个实施例，所述基于所述规划轨迹信息、所述车辆的当前状态及所述车辆对所述控制指令的响应能力，判定规划的车辆行驶轨迹及行驶参数是否处于车辆预设的能力范围内，包括：

26、检测规划轨迹的加减速度最大值、加减速度频率以及规划轨迹的曲率是否满足所述车辆对所述控制指令的响应范围。

27、在一个或多个实施例，所述处理器确定所述车辆的控制系统出现故障后，所述处理器还用于：

28、对于一般项检测对应的故障，根据一般项检测的各输入信息项对应的故障隔离措施进行故障隔离；

29、对于特定项检测对应的故障，根据不同特定项检测故障分类中故障类型对应的故障隔离措施进行故障隔离。

30、对于控制程序单元对应的故障，根据预设的控制程序单元异常情况对应的故障隔离措施进行故障隔离；

31、若一般项检测的各输入信息项、不同特定项检测故障分类中故障类型及预设的控制程序单元异常情况对应的故障隔离措施均无法进行故障隔离，根据预设的紧急处理故障隔离措施进行故障隔离。

32、第二方面，本申请提供了一种控制系统故障诊断方法，所述方法包括：

33、采集底盘信息、规划轨迹信息、定位信息作为输入信息输入，并采集上一帧的控制指令；

34、基于所述输入信息进行一般项检测，所述一般项检测为对所述输入信息按照预设的合理性判断逻辑判断所述输入信息是否合理的检测；

35、基于所述控制指令和所述输入信息进行特定项检测，所述特定项检测包括基于车辆对所述控制指令的响应能力，判定所述输入信息对应的车辆状态是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围；

36、基于所述一般项检测或所述特定项检测的检测结果，确定所述车辆的控制系统是否出现故障。

37、第三方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，当所述计算机程序/指令处理器被执行时实现如第二方面所述的方法。

38、本申请提供的技术方案至少带来以下有益效果：

39、本申请提供一种控制系统故障诊断装置、方法及计算机程序产品，通过增加特定检测项完善了故障检测类别，为输入控制系统的输入信息的完备性和可靠性提供了保障。

技术特征：

1.一种控制系统故障诊断装置，其特征在于，所述装置应用于车辆，所述装置包括至少一个处理器；所述至少一个处理器能够执行如下步骤：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述特定项检测还包括轨迹规划检测；

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器基于所述一般项检测和特定项检测的检测结果，确定所述车辆的控制系统是否出现故障，包括：

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一般项检测包括空指针检测和时间戳检测中的至少一项，其中：

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器基于车辆对所述控制指令的响应能力，判定所述输入信息对应的车辆状态是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围，包括：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输入信息包括底盘信息和定位信息中的至少一项，所述特定项检测包括底盘响应检测、定位异常检测中的至少一类，其中：

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述基于所述规划轨迹信息、所述车辆的当前状态及所述车辆对所述控制指令的响应能力，判定规划的车辆行驶轨迹及行驶参数是否处于车辆预设的能力范围内，包括：

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理器确定所述车辆的控制系统出现故障后，所述处理器还用于：

9.一种控制系统故障诊断方法，应用于车辆，其特征在于，所述方法包括：

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，当所述计算机程序/指令处理器被执行时实现如权利要求9所述的方法。

技术总结
本申请提供一种控制系统故障诊断装置、方法及计算机程序产品，应用于车辆，所述装置包括至少一个处理器，所述处理器执行如下步骤：采集底盘信息、规划轨迹信息、定位信息作为输入信息输入，并采集上一帧的控制指令；基于输入信息进行一般项检测，一般项检测为对输入信息按照预设的合理性判断逻辑判断输入信息是否合理的检测；基于所述控制指令和输入信息进行特定项检测，特定项检测包括基于车辆对所述控制指令的响应能力，判定输入信息对应的车辆状态是否满足所述控制指令对应的预设的响应范围；基于一般项检测或特定项检测的检测结果，确定所述车辆的控制系统是否出现故障。本申请为输入控制系统的输入信息的完备性和可靠性提供了保障。

技术研发人员：鞠潭
受保护的技术使用者：北京集度科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13