用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的系统和方法与流程

本发明涉及如下用于车辆控制器与外部资源之间交互工作/连动(interworking)的系统和方法，其提供面向车辆的接口环境，使得车辆控制器可以利用外部设备的外部资源。

背景技术：

由于近年来汽车工业的迅速发展，用于车辆的机械部件得到显著发展，这推动了电气/电子技术的发展。例如，信息技术(IT)已经被认为是实现车辆控制的关键技术，即使它不直接影响车辆控制。目前，基于音频视频导航远程信息处理(AVNT)的信息娱乐(信息和娱乐的复合词)已经被应用。因此，通过汽车制造商与IT公司之间的合作，已经进行了将IT应用于车辆的各种尝试，以实现先进的车辆控制。例如，已经开发了自驾驶技术和各种利用移动设备的车辆应用。然而，IT设备不能简单地应用于车辆的单个单元或常规控制器中，并且因此，可以利用常规的车辆到设备(V2D)技术来通过与车辆通信而应用各种应用。

当前的用于车辆和IT设备之间交互工作的V2D技术依赖于IT公司，并且因此，当前的V2D技术是仅基于将车辆视为节点的IT设备配置的。即，引入了以下技术：基于诸如OpenXC的IT设备收集和处理(分析、加工和远程通信)车辆的数据，利用车辆中的诸如MirrorLink的IT设备的画面和多媒体资源，或者在IT设备的画面中显示车辆的画面。这种应用采用了用户能够通过利用IT设备分析车辆的用户体验(UX)方法，然而，在提高车辆控制性能上，IT技术没有被最大地利用。

如上所述，用于车辆与IT技术之间交互工作的常规方法包括在车辆中以单个项目的形式嵌入IT设备。该方法会增加车辆的成本和重量，并且由于IT设备在车辆中的安装限制，存在利用上和性能上的限 制。例如，如果执行健康管理和生物统计学功能的IT设备是安装在车辆中的，则在驾驶者进入车辆之前不可能了解驾驶者的先前状态，因为对应的功能仅在驾驶者处于车辆中时能够被使用。

另一个用于车辆与IT技术之间交互工作的常规方法是，通过车辆外部的IT设备和车辆内的单个控制器之间交互工作，收集和利用车辆的信息(数据)。该方法使得能够操控车辆内部的多媒体和其他舒适系统的功能，或者使用车辆中的IT设备的新功能。然而，这个第二种方法也使用面向UX的接近(approaching)方法，并且因此，它仅控制提供层级(level)功能的娱乐或信息。因此，为了使用IT技术提升车辆控制功能，存在利用外部资源进行车辆控制的需要。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述问题而进行的，并提供了用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的系统和方法，使得车辆控制器可以利用车辆控制所需的外部设备的外部资源。

根据本发明概念的实施例，一种用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的系统包括至少一个车辆控制器，其安装在车辆内并且被配置为控制车辆的操作。至少一个外部设备基于来自车辆控制器的请求，提供外部资源的处理信息。汽车移动网关(AMG)经由车辆内部网络连接到车辆控制器并经由车辆外部网络连接到外部设备，从而进行对接，使得车辆控制器和外部设备能够彼此通信。

车辆控制器可以包括应用程序接口(API)生成部，其具有API集以在车辆控制中利用由外部设备提供的处理信息。API发送部被配置为根据从API集调用的API，请求车辆控制所需的信息或发送车辆数据。外部信息接收部被配置为将包含在经由车辆内部网络接收到的消息中的外部设备的处理信息返回到车辆控制器。第一通信部被配置为将车辆控制器连接到车辆内部网络。

API发送部包括API分析部，其被配置为检查所调用的API的有效性和一致性。消息生成部被配置为生成与通过了有效性和一致性检查的API对应的车辆内部网络消息。

消息生成部被配置为针对单个API生成至少一个车辆内部网络消 息。

消息生成部可以分析通过了检查的API函数的语法，并且基于生成规则从分析过的API生成车辆内部网络消息。

车辆内部网络消息包括头部字段、有效载荷字段和尾部字段。

头部字段包含以下信息，例如源、目的地、消息类型、API函数ID、节点、总API大小、API的开始符号或结束符号以及索引。

有效载荷字段包含参数标志、参数大小和参数数据。

外部信息接收部包括外部信息分析部，其被配置为分析通过第一通信部接收到的消息并提取外部设备的处理信息。API响应生成部被配置为检查在应用从外部信息分析部提取的处理信息时的稳定性，并且基于检查结果生成API响应。

当稳定性没有异常时，API响应生成部可以通过使用外部设备的处理信息和车辆内部数据来生成API响应。

AMG可以包括外部交互工作API处理部，其被配置为执行从车辆内部网络消息至车辆外部网络消息的协议转换。外部计算结果处理部可以将车辆外部网络消息转换为车辆内部网络消息。

外部设备是提供资源的信息通信设备。

资源包括车辆周围的基础设施、嵌入便携式设备中的照相机、全球定位系统(GPS)、陀螺仪、诸如加速度计的各种传感器，并且包括可穿戴设备的诸如生物统计学识别、健康管理和状况确定的功能。

外部设备包括数据库(DB)，数据库累计和管理关于在驾驶者进入车辆前的驾驶者的状况的信息。

根据本发明概念的另一实施例，一种用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的方法包括，由车辆控制器通过汽车移动网关(AMG)请求外部设备的外部资源的使用。由AMG将车辆控制器的请求发送到外部设备。由外部设备通过AMG将基于车辆控制器的请求的处理信息传输到车辆控制器。

附图说明

从下面结合附图进行的详细描述中，本发明的目的、特征和优点将更明显。

图1是示出根据本发明概念的实施例的用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的系统的方框图。

图2是示出根据本发明概念的实施例的车辆控制器的方框图。

图3是示出图2所示的消息生成部的配置的图。

图4是示出图2所示的外部信息分析部的配置的图。

图5是示出图2所示的应用程序接口(API)响应生成部的配置的图。

图6是示出根据本发明概念的实施例的用于操作车辆控制器的方法的流程图。

图7是图1所示的汽车移动网关(AMG)的外部交互工作API处理部的配置。

图8是图1所示的AMG的外部计算结果处理部的配置。

图9是示出图1所示的外部设备的配置的图。

图10是示出根据本发明概念的实施例的用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的方法的流程图。

图中各元件的符号

11：车辆控制器

110：API生成部

112：API发送部

114：外部信息接收部

116：第一通信部

1200：API输入部

1202：API处理部

1204：API输出生成部

1206：API输出部

1220：结果输入部

1222：结果处理部

1224：结果输出生成部

1226：结果输出部

124：第二通信部

126：第三通信部

13：外部设备

130：API接收部

132：API分析部

134：信息生成部

136：结果发送部

138：第四通信部

1101：外部资源交互工作API集

1120：API分析部

1122：消息生成部

1140：外部信息分析部

1142：API响应生成部

1160：发送部

1162：接收部

21：API语法解析部

22：生成规则存储部

23：生成部

41：协议分析部

42：分析规则存储部

43：分析部

S11：调用API用于请求/发送信息

S13：分析调用的API的内容

S15：内容一致？

S17：生成与调用的API对应的车辆网络消息

S19：发送车辆网络消息

S21：没有经过基准时间？

S23：接收处理结果

S25：分析处理结果

S27：基于处理结果检查稳定性

S29：使用处理结果生成API响应

S101：识别外部设备

S103：设定车辆通信环境

S105：请求外部设备的环境信息

S107：发送外部设备的环境信息

S109：发送车辆控制器的状态信息

S111：设定外部设备的环境

S113：向外部设备请求信息

S115：发送请求的信息

S117：执行车辆控制

S119：发送执行结果

具体实施方式

参考附图详细描述本发明概念的示例性实施例。贯穿整个附图使用相同的参考标号指代相同或相似的部分。对在此所包括的众所周知的功能和结构的详细描述可以被省略，以避免掩盖本发明的主题。

本发明教导了网关类型的接口技术，其以车辆为中心，使车辆控制器能够与资源(外部资源)交互工作。

图1是示出根据本发明概念的实施例的用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的系统的方框图，图2是示出本发明的车辆控制器的方框图，图3是示出图2所示的消息生成部的配置的图，图4是示出图2所示的外部信息分析部的配置的图，以及图5是示出图2所示的API响应生成部的配置的图。

如图1所示，用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的系统可以包括至少一个车辆控制器11、汽车移动网关(AMG)12和至少一个外部设备13。

车辆控制器11可以是控制车辆发动机、底盘以及电子装置和舒适系统等的电子设备。车辆控制器11可以包括电子控制单元(ECU)和车身控制模块(BCM)，电子控制单元控制电池、发动机、变速器、转向系统、悬架系统、制动系统等，车身控制模块控制空气调节系统、仪表盘(cluster)、数字仪表板、刮水器、光源、后方障碍物检测设备、防盗系统、多路通信、门锁、自动开闭式车窗、自动调节座椅、座椅安全带、空气囊等。

车辆控制器11可以将控制程序存储在存储部(未示出)中，并且 通过控制程序来控制车辆内部元件/要素。

车辆控制器11可以通过使用车辆内部网络互相发送和接收控制信息以执行操作。这里，车辆内部网络(在下文中称为车辆网络)可以使用控制器局域网络(CAN)、面向媒体的系统传输(MOST)网络、本地互联网络(LIN)、电子线控系统(Flexray)等。

AMG 12可以用作连接车辆控制器11与外部设备13的接口。AMG 12可以连同控制器11一起被安装在车辆内部。

AMG 12可以通过车辆网络连接到车辆控制器11，并且可以经由车辆外部网络连接到外部设备13。这里，车辆外部网络可以包括诸如移动通信网络、Wi-Fi和WiBro的无线因特网络、诸如Bluetooth、射频识别(RFID)和近场通信(NFC)的近距离通信网络、以及诸如车辆到车辆(V2V)、车辆到基础设施(V2I)、车辆到设备(V2D)的车辆通信网络等。

AMG 12可以包括外部交互工作应用程序接口(API)处理部120，其用于根据车辆控制器11的请求，请求外部设备13的资源利用。外部计算结果处理部122用于将通过外部设备13的资源获得的信息发送到车辆控制器11。第二通信部124将外部设备13连接到车辆网络，并且第三通信部126将外部设备13连接到车辆外部网络。

外部设备13可以是提供外部资源的信息技术(IT)设备。这里，资源可以包括车辆周围的基础设施、嵌入便携式设备中的照相机、全球定位系统(GPS)、陀螺仪、诸如加速度计的各种装置等，并且包括可穿戴设备的诸如生物统计学识别、健康管理和状态确定等的功能。

为了保持现有车辆控制器使用的通信系统，上述各元件可以通过将基础软件层添加到硬件的上层来配置网络层。

如图1所示，车辆控制器11可以包括API生成部110、API发送部112、外部信息接收部114和第一通信部116。

API生成部110可以生成用于执行现有车辆控制逻辑使用的基本接口功能的API，以便利用由外部设备13的资源(外部资源)提供的信息。API生成部110可以存储和管理所生成的API作为外部资源交互工作API集1101(见图2)。

外部资源交互工作API集1101可以由诸如表1的一组接口构成。

【表1】

车辆控制器11可以调用来自API生成部的API，以使用外部资源13。API调用序列可以根据外部资源13的使用而变化。

API发送部112可以请求车辆控制或传输车辆数据所需的信息(控制所需的信息)。

如图2所示，API发送部112可以包括API分析部1120和消息生成部1122。

API分析部1120可以分析从外部资源交互工作API集1101调用的API的内容，并且可以检查所调用的API的有效性和一致性/匹配性(consistency)。API调用可以生成至少一个车辆网络消息。然而，通常，由于车辆网络的频带宽度可能被限制，因此当车辆控制器11不必要地调用API或者以随机模式调用错误的API时，车辆通信的负载会不必要地增加，这导致了带宽的浪费。因此，在本发明中，API分析部1120可以用作过滤器以防止有限的车辆网络的带宽浪费。

API分析部1120可以针对开放(OPEN)API检查设备节点的有效性、通信环境符合性和设备性能。另外，API分析部1120可以针对封闭(CLOSE)API检查设备节点的有效性，并且可以针对其他API检查数据参数范围的一致性。当基于检验结果检测到错误时，API分析部1120可以返回该错误。

消息生成部1122可以针对由API分析部1120分析的API生成有 效的车辆内部网络消息(车辆网络消息)。换句话说，消息生成部1122可以生成与在所调用的API中通过了API分析部1120的有效性和一致性检查的API对应的车辆网络消息(车辆通信消息)。

消息生成部1122可以将用于车辆控制器11与AMG 12之间的通信所调用的API转换为车辆网络消息，并且可以是外部资源交互工作技术具有与现有车辆控制器的操作环境(通信输入/输出接口、协议)兼容性所需的元件。

参考图3，消息生成部1122可以包括API语法分析部(解析部)21、生成规则(模式)存储部22和生成部23。

API语法分析部(解析部)21可以接收API函数以解析(分析)语法。

生成规则(模式)存储部22可以是用于将API函数转换为车辆网络消息的规则。

生成部23可以基于生成规则，从由API语法分析部(解析部)21解析的语法生成车辆网络消息。同时，生成部23可以从单个API生成至少一个车辆网络消息。

车辆网络消息可以包括头部字段、有效载荷字段和尾部字段。

头部字段可以存储如下信息，例如源(SRC)、目的地(DEST)、消息类型(普通或API)、API函数ID、节点、总API大小、API的开始符号或结束符号、索引等。有效载荷字段可以存储如下信息，例如参数标志、参数大小和参数数据等。尾部字段可以可选地使用。

第一通信部116可以包括发送部1160和接收部1162。

发送部1160可以经由现有车辆网络发送由消息生成部1122生成的消息。接收部1162可以经由车辆网络接收从AMG 12传输的消息。

外部信息接收部114可以包括外部信息分析部1140和API响应生成部1142。

外部信息分析部1140可以分析通过第一通信部116的接收部1162接收到的消息，并且可以提取分析结果。接收到的消息可以包括车辆控制器11向外部资源13请求的信息(计算结果)。

如图4所示，外部信息分析部1140可以包括协议分析部41、分析规则存储部42和分析部43。

协议分析部41可以解析从AMG 12接收到的消息。该消息可以包括头部字段、有效载荷字段和尾部字段。

头部字段可以存储如下信息，例如源(SRC)、目的地(DEST)、消息类型(普通或API)、API函数ID、节点、整个结果的大小(返回值)、开始符号或结束符号、索引等。有效载荷字段可以存储如下信息，例如结果(返回值)标志、结果大小和结果数据等。尾部字段可以可选地使用。

分析规则存储部42可以存储用于分析接收到的信息的分析规则。

分析部43可以基于分析规则分析解析后的消息。作为返回值，分析部43可以输出API函数ID、节点和结果数据。

API响应生成部1142可以检查当将从外部信息分析部1140输出的处理结果应用到车辆控制时的稳定性。换句话说，如图5所示，API响应生成部1142可以通过稳定性检查部(SC)检查(数据一致性检查)从外部资源13提供的数据的范围和类型是否适合于车辆控制。

当基于检验结果，稳定性没有异常时，API响应生成部1142可以通过使用从外部资源13接收到的数据和车辆内部数据来生成API响应。在这种情况下，API响应生成部1142可以通过结构体生成部(SM)生成具有结构体形式的API响应。API响应生成部1142可以将生成的API响应返回至车辆控制器11。

图6是示出根据本发明概念的实施例的用于操作车辆控制器的方法的流程图。

车辆控制器11可以调用用于向外部设备13请求或发送信息的API(S11)。

车辆控制器11可以分析被调用的API的内容(S13)。

车辆控制器11可以检查被分析的内容是否存在一致性(S15)。

当被分析的内容存在一致性时，车辆控制器11可以通过使用所调用的API生成车辆网络消息(S17)。也就是说，车辆控制器11可以根据车辆网络的协议来执行所调用的API的协议转换。

车辆控制器11可以经由车辆网络将生成的车辆网络消息发送至AMG 12(S19)。

车辆控制器11可以检查在发送生成的车辆网络消息之后是否经过 了基准时间(S21)。

车辆控制器11可以接收在基准时间内从外部设备13传输的处理结果(S23)。

车辆控制器11可以分析从外部设备13接收到的处理结果(S25)。

车辆控制器11可以检查当分析后的处理结果被应用于车辆控制时的稳定性(S27)。

基于检查结果，当稳定性没有问题时，车辆控制器11可以通过使用处理结果生成API响应(S29)。车辆控制器11可以根据API响应执行车辆控制。

图7是图1所示AMG的外部交互工作API处理部的配置，以及图8是图1所示的AMG的外部计算结果处理部的配置。

参考图7，AMG 12可以在异构网络之间彼此交换信息。因此，车辆控制器11可以经由AMG 12与外部设备发送和接收信息，而无需改变硬件。由于可能同时存在多个车辆控制器11和多个外部设备13，因此AMG 12可以支持多对多的双向通信。

AMG 12可以实时地将车辆控制器11的信息请求发送至外部设备13，并且可以实时地将从外部设备13提供的信息发送至车辆控制器11。

AMG 12可以包括外部交互工作API处理部120和外部计算结果处理部122。AMG 12可以以软件的形式被安装在车辆控制器11内部。

外部交互工作API处理部120可以将由车辆控制器11生成的API调用发送至外部设备13。外部交互工作API处理部120可以执行从车辆内部网络消息到车辆外部网络消息的协议转换。

如图1所示，外部交互工作API处理部120可以包括API输入部1200、API处理部1202、API输出生成部1204、API输出部1206和缓冲部。

API输入部1200可以经由车辆内部网络接收从车辆控制器11发送的API请求信息。API输入部1200可以接收经由第二通信部124接收到的API请求信息作为输入。API输入部1200可以以接收队列(RX Queue)的方式实现。

API处理部1202可以通过解析部执行经由API输入部1200接收到的车辆内部网络消息的协议转换，并且分析部可以根据分析结果分析转 换后的消息。

API输出生成部1204可以包括用于分析车辆外部网络协议的协议分析部、用于完成验证和加密以便使消息安全的安全模块、和用于生成车辆外部网络消息的生成部。API输出生成单元1204可以将车辆内部网络消息转换为经由车辆外部网络传输的消息。

API输出部1206可以经由车辆外部网络发送从API输出生成部1204输出的消息。在这种情况下，API输出1206可以以发送队列(TX Queue)的方式实现。

第四通信部126可以通过车辆的外部网络将经由API输出部1206发送的消息发送至外部设备13。

外部交互工作API处理部120可以包括由共享存储部、双端口存储部或用于高速串行通信的缓冲部实现的缓冲部。

参考图8，外部计算结果处理部122可以再次将针对车辆控制器11的API调用的外部资源13的计算/处理结果发送至车辆控制器11。外部计算结果处理部122可以将车辆外部网络消息转换为车辆内部网络消息。

如图1所示，外部计算结果处理部122可以包括结果输入部1220、结果处理部1222、结果输出生成部1224、结果输出部1226和缓冲部。

结果输入部1220可以接收通过第二通信部126接收到的消息的输入。结果输入部1220可以由接收队列(RX QUEUE)实现。

结果处理部1222可以包括协议分析部、分析规则(模式)、安全模块和分析部，协议分析部用于分析通过车辆外部网络接收到的消息的协议，安全模块用于完成对接收消息的验证和解密，分析部用于基于分析规则来分析接收消息。

结果输出生成部1224可以包括协议分析部、生成规则(模式)和生成部，协议分析部用于分析车辆内部网络的协议，生成部根据生成规则(模式)从接收消息生成(转化为)车辆内部网络消息。

结果输出部1226可以经由车辆内部网络将由结果输出生成部1224生成的消息发送至车辆控制器11。结果输出部1226可以由发送队列(TX QUEUE)实现。

图9是示出图1所示的外部设备配置的图。

如上所述，当从车辆控制器11接收到对车辆控制所需的信息的请求 时，外部设备13可以从各种传感器收集信息，并且计算收集到的信息以将计算结果返回至车辆控制器11。

例如，外部设备13可以是各种类型的智能/可穿戴设备，它们能够执行在车辆中难以处理的高性能计算处理，配备有在车辆中难以安装的传感器，或者外部设备13可以是自身连接到车辆的外部IT环境。

如图9所示，外部设备13可以包括API接收部130、API分析部132、结果生成部134、结果发送部136和第四通信部138。

API接收部130可以接收经由第四通信部138接收到的车辆外部网络消息。

API接收部130可以解析车辆外部网络消息，并且可以完成验证和解密。接着，API接收部130可以根据分析规则分析车辆外部网络消息。

API分析部132可以通过基于生成规则分析API语法来检查车辆控制器11的请求。

根据车辆控制器11的请求，结果生成部134可以生成信息。结果发送部136可以将由结果生成部134生成的信息转换为车辆外部网络消息。

在可穿戴设备或智能电话的情况下，由于外部设备13能够在驾驶者上车前累计和处理各种先前状况，因此可以通过在外部设备13内准备数据库(DB)，利用累计的历史信息。接着，为了经由车辆的外部网络与AMG 12发送和接收数据，外部设备13配备有与AMG 12的层级等同的通信模块和安全模块。

图10是示出根据本发明概念的实施例的用于车辆控制器与外部资源之间交互工作的方法的流程图。

首先，车辆控制器11可以将可识别的外部设备13生成为通信节点，并且设定与外部设备13的车辆通信环境(S101,S103)。此时，车辆控制器11和AMG 12可以设定车辆内部网络，并且AMG 12和外部设备13可以设定车辆外部网络。AMG 12可以将从车辆控制器传输的消息转换为车辆外部网络消息，以发送至外部设备13，并且将从外部设备13传输的消息转换为车辆内部网络消息，以发送至车辆控制器11。

车辆控制器11可以请求外部设备13的环境信息(S105)。这里，环境信息可以包括关于至少一个外部设备13中的能够与车辆控制器11交互工作的外部设备13的信息和关于外部设备13中可用的资源的信息。

基于车辆控制器11的请求，外部设备13可以发送外部设备13的环境信息(S107)。

基于外部设备13的请求，车辆控制器11可以发送车辆控制器11的状态信息(S109)。

车辆控制器11可以基于外部设备13的环境信息，设定能够与车辆控制器11交互工作的外部设备13所需的环境(配置)和可用资源(S111)。

车辆控制器11可以向外部设备13请求车辆控制所需的信息(S113)。

根据车辆控制器11的请求，外部设备13可以将从外部资源获得的信息发送至车辆控制器11(S115)。

车辆控制器11可以通过使用自外部设备13提供的信息来执行车辆控制，并且可以将执行结果发送至外部设备13(S117,S119)。

如上所述，由于本发明提供能够利用车辆控制所需的外部设备的资源的接口，因此车辆控制器可以通过利用外部资源改善车辆的控制性能。

此外，根据本发明，由于没有增加额外的硬件，因此能够在不增加成本和重量的情况下利用新IT功能。

此外，可以克服在车辆中安装设备的限制。

此外，可以容易地将最新的IT技术用于车辆控制。

虽然在上文中详细地描述了本发明概念的示例性实施例，但是应当清楚地理解，这里教导的基本发明概念的、对本领域技术人员显而易见的各种变化和修改将仍然落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内。