一种车载智能计算平台的制作方法

1.本公开涉及智能驾驶汽车技术领域，尤其涉及一种车载智能计算平台。


背景技术：

2.智能驾驶汽车正处在一个产品化落地的早期阶段，这个阶段的智能驾驶行业的特点是，需求模糊不确定、需求多种多样、需求变化频繁、技术更新换代非常快以及订单分散而且订单量小。这些特点给智能驾驶研发企业带来了成本和周期上的巨大压力，其中受到影响最大的就是车载智能计算平台。
3.由于车载智能计算平台的研发与验证的周期比较长，常常出现新研发的车载智能计算平台还未验证完成或投入市场，就已经不能满足市场的要求。这给企业带来了极大的风险和浪费，也给智能驾驶汽车产品化落地带来了阻力。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种车载智能计算平台。
5.本公开提供了一种车载智能计算平台，包括一个或多个车载智能计算单元，所述车载智能计算单元划分为多个硬件功能模块，所述硬件功能模块包括电源管理模块、视觉处理模块和中央计算模块，所述硬件功能模块可拆卸；
6.所述电源管理模块用于调节车载电源的电信号；
7.所述视觉处理模块包括多个输入接口和与所述多个输入接口一一对应的多个输出接口，所述输入接口用于接入摄像头，所述输出接口与所述中央计算模块通信连接；所述视觉处理模块经由所述输入接口接收摄像头数据，将所述摄像头数据转换成目标格式的摄像头数据，并将所述目标格式的摄像头数据经由所述输出接口传输至所述中央计算模块；
8.所述中央计算模块用于对获取到的数据进行处理。
9.可选的，所述目标格式为mipi格式，所述中央计算模块包括mipi接口，所述输出接口通过接口连接器与所述mipi接口连接。
10.可选的，所述视觉处理模块和所述中央计算模块均包括独立的电路板，所述视觉处理模块通过板对板连接器与所述中央计算模块通信连接。
11.可选的，所述多个输入接口与所述多个输出接口均包括4路4通道接口。
12.可选的，所述电源管理模块包括预设电源管理芯片，用于将所述车载电源的电压调节至预设电压；
13.或者，所述电源管理模块包括一个或多个预设dc-dc功率器件，用于将所述车载电源的电压调节至预设电压，以及将所述车载电源的功率调节至预设功率。
14.可选的，所述电源管理模块的可调电压范围为9v至32v。
15.可选的，所述中央计算模块预留有一个或多个中央处理器扩展区域，所述中央处理器扩展区域用于增加中央处理器。
16.可选的，所述中央计算模块包括多路以太网接口，至少一路所述以太网接口用于接入激光雷达。
17.可选的，所述车载智能计算平台包括所述多个车载智能计算单元，所述多个车载智能计算单元之间通过所述以太网接口通信连接。
18.可选的，电源管理模块还包括微控制单元，所述微控制单元包括can接口；
19.所述中央计算模块还包括高速spi接口、标准spi接口和标准uart接口；
20.所述微控制单元的can接口用于接入毫米波雷达，所述中央计算模块经由所述高速spi接口接收所述微控制单元传输的毫米波雷达数据，所述标准spi接口用于接入惯性测量单元，所述标准uart接口用于接入差分全球定位系统。
21.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
22.一、本公开实施例提供的车载智能计算平台，其中的车载智能计算单元划分为多个硬件功能模块，硬件功能模块可拆卸，实现了各硬件功能模块的在功能及结构上的模块化设计，从而可根据实际需求设计或者选用硬件功能模块，无需全新设计整个车载智能计算平台，且能适应各硬件功能模块的更新迭代，缩短了车载智能计算平台的研发周期，降低了车载智能计算平台还未投入市场就被淘汰的风险；同时，由于硬件功能模块可根据实际需求选用，因此，本公开的车载智能计算平台可满足不同的客户对各硬件功能模块的需求，从而可将原本分散而且小量的订单集中成较大数量的订单，进而降低单件成本，提高市场竞争力。
23.二、通过电源管理模块调节车载电源的电信号，可根据不同智能驾驶汽车的电压输入要求，设计符合要求的电源管理模块，从而实现车载电源的宽电压输入，满足不同智能驾驶汽车的电压输入要求。
24.三、通过视觉处理模块将摄像头数据转换成目标格式的摄像头数据，满足了不同传输链路标准的摄像头接入车载智能计算平台的需求。
附图说明
25.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
26.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本公开实施例提供的一种车载智能计算平台的结构框图；
28.图2为本公开实施例提供的一种车载智能计算单元的功能模块框图；
29.图3为本公开实施例提供的一种中央计算模块的结构框图。
具体实施方式
30.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采
用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.在下面的详细描述中，通过示例阐述了本公开的许多具体细节，以便提供对相关披露的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来讲，本公开显而易见的可以在没有这些细节的情况下实施。应当理解的是，本公开中使用“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”术语，是用于区分在顺序排列中不同级别的不同部件、元件、部分或组件的一种方法。然而，如果其他表达式可以实现相同的目的，这些术语可以被其他表达式替换。
33.应当理解的是，当设备、单元或模块被称为“在
……
上”、“连接到”或“耦合到”另一设备、单元或模块时，其可以直接在另一设备、单元或模块上，连接或耦合到或与其他设备、单元或模块通信，或者可以存在中间设备、单元或模块，除非上下文明确提示例外情形。例如，本公开所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列条目的任何一个和所有组合。
34.本公开所用术语仅为了描述特定实施例，而非限制本公开范围。如本公开说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件，而该类表述并不构成一个排它性的罗列，其他特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件也可以包含在内。
35.参看下面的说明以及附图，本公开的这些或其他特征和特点、操作方法、结构的相关元素的功能、部分的结合以及制造的经济性可以被更好地理解，其中说明和附图形成了说明书的一部分。然而，可以清楚地理解，附图仅用作说明和描述的目的，并不意在限定本公开的保护范围。可以理解的是，附图并非按比例绘制。
36.本公开中使用了多种结构图用来说明根据本公开的实施例的各种变形。应当理解的是，前面或下面的结构并不是用来限定本公开。本公开的保护范围以权利要求为准。
37.本公开的车载智能计算平台，可与绝大多数主流的传感器、用电器和车型配套使用，适用于车载智能计算平台的研发阶段与投入使用阶段，同时可以适应自身硬件以及外接设备的更新迭代。
38.图1示出了一种车载智能计算平台的结构框图；图2示出了一种车载智能计算单元的功能模块框图。如图1和图2所示，车载智能计算平台1包括一个或多个车载智能计算单元10，车载智能计算单元10划分为多个硬件功能模块，硬件功能模块包括电源管理模块11、视觉处理模块12和中央计算模块13，硬件功能模块可拆卸；
39.电源管理模块11用于调节车载电源的电信号；
40.视觉处理模块12包括多个输入接口和与多个输入接口一一对应的多个输出接口，输入接口用于接入摄像头，输出接口与中央计算模块13通信连接；视觉处理模块12经由输入接口接收摄像头数据，将摄像头数据转换成目标格式的摄像头数据，并将目标格式的摄像头数据经由输出接口传输至中央计算模块13；
41.中央计算模块13用于对获取到的数据进行处理。
42.本公开实施例中，车载智能计算单元10可以是一个车载智能计算平台1的组成部分，也可以是一个独立完整的车载智能计算平台1。
43.上述电源管理模块11可调节车载电源的电压，也可同时调节车载电源的电流。在一些实施例中，考虑到不同车辆存在不同的电压平台，有的采用直流(dc)12v电压平台，有
的采用dc 24v电压平台。因此，本公开通过电源管理模块11调节车载电源的电压，使得输入电压可适配不同的车辆。在一个具体实例中，可根据实际的智能驾驶汽车的电压输入要求，设计符合对应电压输入要求的电源管理模块11，可以提前设计好符合多种电压输入要求(例如dc12v和dc24v等)的电源管理模块11，以根据实际需求选用。在一些实施例中，电源管理模块11可包括预设电源管理芯片，通过预设电源管理芯片将车载电源的电压调节至预设电压(例如dc12v或dc24v等)。可以理解的是，预设电压可以根据实际需求通过设计电源管理模块11进行确定，本公开实施例可以实现dc9v～32v的宽电压输入。在一些实施例中，电源管理模块也可以包括一个或多个预设dc-dc功率器件，用于将车载电源的电压调节至预设电压，以及将车载电源的功率调节至预设功率。具体的，通过预设dc-dc功率器件将车载电源的电压调节至预设电压，进而通过设计多个预设dc-dc功率器件，且各预设dc-dc功率器件调节的预设电压不同，由此可实现pin to pin地满足dc9v～32v的宽电压输入要求；同时，预设dc-dc功率器件可调节车载电源的电流，从而将车载电源的功率调节至预设功率，进而通过设计多个预设dc-dc功率器件，且各预设dc-dc功率器件调节的预设功率不同，由此可实现pin to pin地满足不同功率的需求，例如，功率可实现在0至120w范围内可调。
44.目前，一些传感器的更新迭代也给车载智能计算平台的研发带来了难度。例如车载摄像头的分辨率在不断地迭代提高，车载摄像头存在多种传输链路标准，包括视频串行通讯(fpdlink iii)、吉比特多媒体串行链路(gmsl)、模拟高清(ahd)、复合同步视频广播信号(cvbs)和以太网(ethernet)等。在不同的传输链路标准下，传输的摄像头数据的格式也不同，这就要求车载智能计算平台的中央计算模块13有处理各种格式的摄像头数据的能力，或者针对不同的传输链路标准，选用具有对应数据处理能力的中央计算模块13。这样不仅给车载摄像头的应用带来不便，还增大了中央计算模块13的设计难度。基于该技术问题，本公开实施例提供的车载智能计算平台1通过增设视觉处理模块12，利用视觉处理模块12先将接入到车载智能计算平台1的摄像头所传输的摄像头数据，转换成目标格式的摄像头数据，再将转换后的目标格式的摄像头数据传输至中央计算模块13，使得中央计算模块13接收到的摄像头数据的格式统一化，从而针对客户配置摄像头的要求或针对不同车型，均无需考虑摄像头对应的传输链路标准的问题，只需设计或选用具有处理目标格式的摄像头数据能力的中央计算模块13即可。如此，不仅满足不同传输链路标准的车载摄像头接入车载智能计算平台1的需求，促进了各种传输链路标准的车载摄像头的推广应用，还降低了车载智能计算平台1中的中央计算模块13的设计难度。在一些实施例中，目标格式为mipi格式，中央计算模块13包括mipi接口，输出接口通过接口连接器与mipi接口连接。由此，视觉处理模块12可将多种传输链路标准的摄像头所传输的摄像头数据转换成mipi格式的摄像头数据，中央计算模块13通过mipi接口接收mipi格式的摄像头数据。
45.在一些实施例中，多个输入接口与多个输出接口均包括4路4通道接口。如此，视觉处理模块12具有16条视觉通道，此时最多可实现16个摄像头接入车载智能计算平台1。可以理解的是，在实际应用时，既可以根据实际的智能驾驶方案选择启用全部或部分视觉通道，也可以在硬件设计和生产阶段，将视觉处理模块12做成具有更少或者更多的视觉通道(即输入接口与输出接口)，从而使成本与功能需求紧相关，减少资源浪费。
46.在一些实施例中，视觉处理模块12和中央计算模块13均包括独立的电路板，视觉处理模块12通过板对板连接器与中央计算模块13通信连接。如此，视觉处理模块12和中央
计算模块13均包括独立的电路板，实现了视觉处理模块12和中央计算模块13的模块化设计；同时，视觉处理模块12包括独立的电路板，可以根据实际需要灵活地将视觉处理模块12替换掉，利于视觉处理模块12的更新迭代和性能扩展，且可提高车载智能计算平台1的整体空间利用率，减小整体体积。
47.在一些实施例中，图3示出了一种中央计算模块的结构框图。如图3所示，中央计算模块13预留有一个或多个中央处理器扩展区域131，中央处理器扩展区域131用于增加中央处理器。中央处理器(cpu)是车载智能计算平台的核心组成部件，目前，人工智能对算力的要求越来越高，各大cpu厂商不断地推出新的更高算力的cpu，同时，这些厂商仍在不停地对这些cpu进行升级迭代，很大可能导致研发出的车载智能计算平台1中的cpu已经过时，算力无法满足客户要求。对此，本公开技术方案在中央计算模块13的硬件设计之初就已经预留了中央处理器扩展区域131，可根据客户对算力的要求在中央处理器扩展区域131增设cpu(包括最新cpu)，从而实现了中央计算模块13的算力可扩展，同时，随着外接设备(如摄像头、雷达和惯性测量单元等传感器)的增加，在中央处理器扩展区域131增设cpu可以匹配接入外接设备的通道的数量，以满足扩展外接设备的需求。
48.可选的，中央计算模块包括多路以太网接口，至少一路以太网接口用于接入激光雷达。在一些实施例中，中央计算模块13包括6路千兆以太网接口，每路以太网接口包含1路rgmii通路和1路sgmii信号通路，用于激光雷达的接入，最多可以支持6路16线激光雷达的接入。在一些实施例中，中央计算模块13集成有网关，通过网关与激光雷达通信连接。在一些实施例中，以太网接口还可以满足车载智能计算平台与外部进行数据交换的需求。示例性的，车载智能计算平台1包括多个车载智能计算单元10(图1示例性地示出了两个车载智能计算单元10)，多个车载智能计算单元10之间通过以太网接口通信连接，从而形成一个可以支持更多外接设备接入，可以提供更大算力的车载智能计算平台1。在一些实施例中，多个车载智能计算单元10可包括一个主车载智能计算单元，接入到智能驾驶汽车，以及一个或多个副车载智能计算单元，多个车载智能计算单元10通过以太网接口串联，副车载智能计算单元通过以太网接口将处理的数据传输给主车载智能计算单元，主车载智能计算单元对数据进行汇总处理。
49.在一些实施例这种，电源管理模块11还包括微控制单元mcu，微控制单元包括can接口；中央计算模块13还包括高速spi接口、标准spi接口和标准uart接口；微控制单元的can接口用于接入毫米波雷达，中央计算模块13经由高速spi接口接收微控制单元传输的毫米波雷达数据，标准spi接口用于接入惯性测量单元，标准uart接口用于接入差分全球定位系统。在一些实施例中，微控制单元包括2个can接口，中央计算模块13包括2个高速spi接口，支持2路毫米波雷达接入；中央计算模块13包括1个标准spi接口，支持1路惯性测量单元接入；中央计算模块13包括2个标准uart接口，支持2路差分全球定位系统接入；另外，电源管理模块11还可包括16个i/o接口，支持其他外接设备(如用电器)接入。如此，本公开提供的车载智能计算平台1配置了智能驾驶汽车需要的全部主流标准接口，可以与绝大多数主流的传感器、用电器和车型配套使用。
50.综上所述，本公开实施例提供的车载智能计算平台，其中的车载智能计算单元划分为多个硬件功能模块，硬件功能模块可拆卸，实现了各硬件功能模块的在功能及结构上的模块化设计，从而可根据实际需求设计或者选用硬件功能模块，无需全新设计整个车载
智能计算平台，且能适应各硬件功能模块的更新迭代，缩短了车载智能计算平台的研发周期，降低了车载智能计算平台还未投入市场就被淘汰的风险；同时，由于硬件功能模块可根据实际需求选用，因此，本公开的车载智能计算平台可满足不同的客户对各硬件功能模块的需求，从而可将原本分散而且小量的订单集中成较大数量的订单，进而降低单件成本，提高市场竞争力。另外，通过电源管理模块调节车载电源的电信号，可根据不同智能驾驶汽车的电压输入要求，设计符合要求的电源管理模块，从而实现车载电源的宽电压输入，满足不同智能驾驶汽车的电压输入要求。而且，通过视觉处理模块将摄像头数据转换成目标格式的摄像头数据，满足了不同传输链路标准的摄像头接入车载智能计算平台的需求。
51.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。