控制系统、中继装置和控制方法
【专利说明】控制系统、中继装置和控制方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是基于并且要求2014年8月27日提交的日本专利申请N0.2014-172433的优先权权益，该申请的公开的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及控制系统、中继装置和控制方法，并且涉及例如通过在多个装置之间发送和接收数据执行控制的技术。
【背景技术】
[0004]近年来，在需要减少交通事故、缓解和减轻交通拥堵并且提供驾驶员舒适度的社会背景下，用于自动驾驶的驾驶辅助网络系统正在快速扩张。统计数据表明，购买新汽车的周期是非常长的周期(诸如，大约10年或更长)。相比于此，由于各汽车制造商为了减少交通事故作出了极大的努力，因此是以比购买新汽车的周期短的周期开发新驾驶辅助应用程序，并且将新驾驶辅助应用程序应用于处于开发时的最新汽车。
[0005]在驾驶辅助网络系统(车辆内系统)中，各域(车辆内单元中的块)或各ECU(电子控制单元)彼此协作。就这点而言，致动器控制域和E⑶的开发跨度通常非常长(诸如，以5年为单位或10年为单位)。同时，驾驶辅助域和ECU的开发跨度以一年为单位。因此，为了出于更新驾驶辅助网络系统功能的目的而能够添加新驾驶辅助ECU，预先安装认定仍然必须添加新驾驶辅助系统的机构是非常困难的。
[0006]日本未经审查的专利申请公开N0.2002-314558公开了解决这种问题的技术。日本未经审查的专利申请公开N0.2002-314558中公开的通信系统能够通过预先在每个E⑶上安装根据全局改变请求将其发送目的地只是特定ECU的各个数据项变成其发送目的地是所有ECU的全局数据项的机构来添加ECU。
【发明内容】
[0007]然而，日本未经审查的专利申请公开N0.2002-314558中公开的技术需要预先将以上机构安装在所有ECU上。因此，问题在于，日本未经审查的专利申请公开N0.2002-314558中公开的技术涉及需要系统有非常大的改变量，并且无法容易地执行。
[0008]根据本说明书的描述和附图，其它任务和新特征将更清楚。
[0009]根据一个实施例，在控制系统中，当向控制系统提供基于来自观察装置的观察结果数据发送第二控制数据的第二控制指令装置时，中继装置基于来自观察装置的观察结果数据向移动控制装置发送第二控制数据而非第一控制指令装置发送的第一控制数据。
[0010]根据一个实施例，可以容易地更新功能。
【附图说明】
[0011]根据下面结合附图对某些实施例的描述，将更清楚以上和其它方面、优点和特征，其中:
[0012]图1是示出根据第一实施例的驾驶辅助网络系统的构造的视图；
[0013]图2是示出根据第一实施例的通过中央网关发送的数据的格式的示例的视图；
[0014]图3是示出根据第一实施例的过滤控制器的构造的视图；
[0015]图4是示出根据第一实施例的过滤控制器的ROM的数据的视图；
[0016]图5是示出根据第一实施例的过滤控制器的处理的流程图；
[0017]图6是示出根据第一实施例的驾驶辅助网络的处理的流程图；
[0018]图7是用于说明根据第一实施例的驾驶辅助ECU的驾驶辅助功能的示例的视图；
[0019]图8是用于说明根据第一实施例的附加装置ECU的驾驶辅助功能的示例的视图；
[0020]图9是示出根据第一实施例的通过中央网关发送的数据的格式的另一个示例的视图；
[0021]图10是示出根据第二实施例的驾驶辅助网络系统的处理的流程图；
[0022]图11是示出根据第三实施例的过滤控制器的构造的视图；
[0023]图12是示出根据第三实施例的过滤控制器的处理的流程图；
[0024]图13是示出根据第三实施例的驾驶辅助网络系统的处理的流程图(1/2);
[0025]图14是示出根据第三实施例的驾驶辅助网络系统的处理的流程图(2/2);
[0026]图15是示出根据第四实施例的驾驶辅助网络系统的构造的视图；
[0027]图16是示出根据第五实施例的智能机器人的构造的视图；
[0028]图17是示出根据第六实施例的上升警报系统的构造的视图；
[0029]图18是示出根据第七实施例的过滤控制器的构造的视图；
[0030]图19是示出根据第七实施例的驾驶辅助网络系统的处理的流程图；
[0031]图20是示出根据第八实施例的驾驶辅助网络系统的构造的视图；
[0032]图21是示出根据第八实施例的驾驶辅助网络系统的处理的流程图(1/2);
[0033]图22是示出根据第八实施例的驾驶辅助网络系统的处理的流程图(2/2);
[0034]图23是示出根据第九实施例的驾驶辅助网络系统的构造的视图；以及
[0035]图24是示出根据第十实施例的控制系统的构造的视图。
【具体实施方式】
[0036]以下，将参照附图描述本发明的优选实施例。以下实施例中描述的特定数值是为了便于理解本发明的示例性值，并且不限于那些值，除非另外特别指明。另外，为了清晰说明，将在下面的公开和附图中可选地省略和简化本领域的普通技术人员显而易见的内容等。
[0037]<第一实施例>
[0038](驾驶辅助网络系统I的构造)
[0039]以下，将描述第一实施例。将参照图1描述根据第一实施例的驾驶辅助网络系统I的构造。如图1中所示，驾驶辅助网络系统I包括中央网关2、驾驶辅助E⑶10、传感器域
20、传动系域30、底盘域40和附加装置E⑶60。另外，中央网关2包括过滤控制器50。在第一实施例中，将描述驾驶辅助网络系统I安装在汽车上的示例。
[0040]E⑶和域10、20、30、40和60中的每个以E⑶为单元或以域为单元采用诸如CAN (控制器区域网络)、以太网(注册商标)和FlexRay的各种标准(通信协议)之中的任意标准用于总线。因此，传感器域20中的E⑶201和202、底盘域40中的E⑶401和402、传动系域30中的E⑶301、驾驶辅助E⑶10和附加装置E⑶60可根据不同协议与中央网关2连接。中央网关2通过将E⑶的总线和域10、20、30、40和60彼此连接并且在必要时转换协议，能够在E⑶和域10、20、30、40和60之间进行数据传递。
[0041]驾驶辅助ECU10基于自身汽车的周围的观察结果，确定自身汽车的控制内容，并且根据确定的控制内容来控制自身汽车。更具体地，驾驶辅助ECU 10基于传感器域20的观察结果，确定自身汽车的控制内容，并且指示传动系域30和底盘域40根据确定的控制内容控制自身汽车。因此，当例如识别到自身汽车前方有障碍物时，驾驶辅助ECUlO控制自身汽车回避该障碍物并且支持驾驶员进行驾驶。另外，驾驶辅助ECU 10不限于这个预撞击安全系统的控制，并且可控制各种类型的自动驾驶。
[0042]传感器域20包括正面相机E⑶201和雷达E⑶202。正面相机E⑶201与正面相机211连接。雷达E⑶202与雷达221连接。
[0043]正面相机E⑶201基于正面相机211的成像结果，检测自身汽车周围中的障碍物，并且将这个检测结果通知给驾驶辅助E⑶10。更具体地，正面相机E⑶201基于从正面相机211接收的图像数据，检测自身汽车周围中的障碍物，并且产生指示检测到的障碍物的对象数据。也就是说，正面相机ECU 201对图像数据(原始数据)执行主要处理，并且容易处理用较少量的数据指示障碍物的对象数据。例如，这个对象数据可以是指示检测到的障碍物的位置、大小和类型(汽车、行人或自行车)的数据，该数据是被指示为检测到的各障碍物的清单的数据。正面相机ECU 201通过中央网关2将产生的对象数据作为传感器数据发送到驾驶辅助E⑶10。
[0044]正面相机211拍摄自身汽车周围的图像。正面相机211通过这个成像操作产生指示自身汽车的周围图像的图像数据，并且将图像数据发送到正面相机ECU 201。正面相机211通常被安装在自身汽车中，面向自身汽车的正面。
[0045]雷达E⑶202基于与雷达221测得的自身汽车周围中的障碍物的距离的测量距离数据，计算计算出的距离数据，并且将这个计算出的距离数据通知给驾驶辅助ECU 10。更具体地，雷达ECU 202基于从雷达221接收的测量距离数据，计算从自身汽车到障碍物的距离，并且产生指示计算出的与障碍物的距离的计算出的距离数据。也就是说，雷达ECU 202对测量距离数据(原始数据)执行主要处理，并且容易产生用较少数据量指示与障碍物的距离的计算出的距离数据。
[0046]例如，这个计算出的距离数据可以是点云数据(将障碍物指示为三维点群的数据)，以比测量距离数据的粒度大的粒度指示与障碍物的距离。雷达ECU 202指示例如小障碍物(诸如，行人)作为点云数据中的小粒度的点群，并且指示比小障碍物大的障碍物(诸如，汽车)作为大粒度的点群。因此，通过例如将小粒度的点群所指示的对象识别为行人并且将大粒度的点群所指示的对象识别为汽车，驾驶辅助ECU 10可根据指示点云数据中的障碍物的点群的粒度，识别障碍物类型。另外，点云数据使得可以将障碍物的表面形状指定为与障碍物的各点的距离。因此，驾驶辅助ECU 10可基于以点云数据为基础指明的障碍物的表面形状，识别障碍物类型。
[0047]另外，例如，这个计算出的距离数据可以是汽车间距离数据，指示与自身汽车前方的汽车的距离。汽车间距离数据可以是通过从测量距离数据中截取自身汽车前方的汽车所存在的域而得到的数据，或者可以是通过致使雷达ECU 202从正面相机ECU 201得到对象数据只指示与对象数据所指示的自身汽车前方的汽车(障碍物)的距离的数据。雷达ECU202通过中央网关2将产生的计算出的距离数据作为传感器数据发送到驾驶辅助E⑶10。
[0048]雷达221用诸如光波(包括红外线)和无线电波(包括毫米波)的电磁波测量与自身汽车周围中的障碍物的距离。雷达221产生指示测得的与障碍物的距离的测量距离数据，并且将距离测量数据发送到雷达ECU 202。雷达221通常被安装在自身汽车中，面向前。
[0049]驾驶辅助E⑶10接收作为传感器域20的观察结果的这些传感器数据项，并且确定自身汽车的控制内容。另外，驾驶辅助ECU 10产生指示确定的自身汽车控制内容的控制数据，并且通过中央网关2将控制数据发送到传动系域30和底盘域40。
[0050]传动系域30包括发动机控制E⑶301。发动机控制E⑶301与发动机311连接。传动系域30将从驾驶辅助ECU 10接收的控制数据发送到发动机控制ECU 301。
[0051 ] 发动机控制ECU 301根据来自传动系域30的控制数据，控制发动机311。更具体地，发动机控制ECU 301基于例如从驾驶辅助ECU 10接收的控制数据，控制发动机311的燃油注入量、点火时间控制和可变阀定时。
[0052]底盘域40包括转向控制E⑶401和加速器控制E⑶402。转向控制E⑶401与转向装置411连接。加速器控制E⑶402与加速器421和制动器422连接。底盘域40将从驾驶辅助E⑶10接收的控制数据发送到转向控制E⑶401和加速器控制E⑶402。
[0053]转向控制ECU 401根据来自底盘域40的控制数据，控制转向装置411。更具体地，转向控制ECU 401基于例如从驾驶辅助ECU 10接收的控制数据，控制转向装置411的转动角度。
[0054]加速器控制E⑶402根据来自底盘域40的控制数据，控制加速器421和制动器422。更具体地，加速器控制ECU 402基于例如从驾驶辅助ECU 10接收的控制数据，控制制动器422的制动器液压。另外，加速器控制E⑶402基于例如从驾驶辅助E⑶10接收的控制数据，控制加速器421的节流阀。也就是说，在第一实施例中将描述加速器421是电子节流阀的示例。
[0055]中央网关2包括过滤控制器50。过滤控制器50将传感器域20发送的传感器数据中继至驾驶辅助ECU 10。另外，过滤控制器50起到将驾驶辅助ECU 10发送的控制数据中继至传动系域30和底盘域40的作用。
[0056]附加装置E⑶50对应于通过在驾驶辅助E⑶10中添加功能(扩展其功能)而构成的驾驶辅助E⑶。因此，类似于驾驶辅助E⑶10，附加装置E⑶60还可通过基于传感器域20发送的传感器数据产生控制数据来控制自身汽车，并且将产生的控制数据发送到传动系域30和底盘域40。
[0057]就这点而言，额外将附加装置E⑶60安装到驾驶辅助网络系统I上。当附加装置E⑶60安装在驾驶辅助网络系统I上时，驾驶辅助网络系统I通过使用附加装置E⑶60替代驾驶辅助ECU 10来控制自身汽车。换句话讲，当附加装置ECU 60安装在驾驶辅助网络系统I上时，禁用驾驶辅助E⑶10并且启用附加装置E⑶60。通过这个手段，通过额外将附加装置ECU 60安装到驾驶辅助网络系统I上，可以更新驾驶辅助网络系统I的驾驶辅助功能。
[0058]另外，过滤控制器50控制数据传递，使得作为驾驶辅助ECU 10的替代的附加装置ECU 60可控制自身汽车。更具体地，只有从驾驶辅助ECU 10和附加装置ECU 60之中的附加装置ECU 60发送的控制数据被发送到传动系域30和底盘域40。也就是说，通过弃用驾驶辅助ECU 10发送的控制数据，过滤控制器50将附加装置ECU 60发送的控制数据作为这个控制数据的替代发送到传动系域30和底盘域40。因此，只有附加装置ECU 60可根据控制数据控制自身汽车。以下，传动系域30和底盘域40也将被统称为“控制域30和40”。
[0059](数据帧的帧格式）
[0060] 接下来，将参照图2描述根据第一实施例的中央网关2中发送的数据（例如，传感器数据和控制数据）的格式。就这点而言，在第一实施例中，将描述其中中央网关2中的过滤控制器50所中继的数据是遵循CAN协议的数据帧的示例。这个数据帧是图2中示出的帧格式。另外，这个CAN协议的帧格式是一般格式，因此将描述与本发明的处理相关的数据帧的字段并且将不描述其它字段。
[0061]数据帧包括ID字段、控制字段、数据字段和CRC字段，如图2中所示。
[0062]ID字段是数据帧中包括指示帧ID的数据的部分。帧ID是根据数据类型或根据ECU唯一确定的信息。根据CAN协议，各ECU通过广播的方式将数据帧发送到所有其它ECU。当接收到的数据帧中包括的帧ID是处理目标帧ID时，各ECU基于这个数据帧执行处理。
[0063] 例如，传感器域20的E⑶201和202中的每个包括ID字段中的传感器数据的帧ID，并且发送数据字段中的包括传感器数据的数据帧。另外，严格来讲，不同的帧ID被设置成正面相机E⑶201发送的对象数据和从雷达E⑶202发送的计算出的距离数据。驾驶辅助ECU 10和附加装置ECU 60预先将传感器数据的帧ID识别为处理目标数据帧的帧ID。因此，当接收到的数据帧的帧ID是传感器数据的帧ID时，驾驶辅助ECU 10和附加装置ECU60基于这个数据帧中包括的传感器数据，执行确定自身汽车的控制内容的处理。同时，控制域30和40没有将传感器数据的帧ID识别为处理目标数据帧的帧ID。因此，当接收到的数据帧的帧ID是传感器数据的帧ID时，控制域30和40忽略这个数据帧，并且没有基于传感器数据执行处理。
[0064]另外，例如，驾驶辅助ECU 10和附加装置ECU 60包括ID字段中的控制数据的帧ID，并且发送数据字段中包括控制数据的数据帧。另外，严格来讲，不同的帧ID被设置成驾驶辅助E⑶10发送的控制数据和附加装置E⑶60发送的控制数据。也就是说，当数据项是同一类型并且发送源ECU不同时，可分配不同的帧ID，以使得可以区分数据项是已从不同ECU发送的。下文中，在第一实施例中，将描述以下情况：根据发送数据的EC