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原文传递一种自动驾驶控制系统和方法

专利名称：	一种自动驾驶控制系统和方法
摘要：	本发明实施例提供了一种自动驾驶控制系统，包括：传感器集合，执行器集合，第一控制器，以及第二控制器；第一控制器，用于接收第一传感器发送的第一传感数据，根据第一传感数据生成第一控制指令，并将第一控制指令发送至第一执行器，以及在第二控制器故障时，执行预设第一安全操作；第二控制器，用于接收第二传感器发送的第二传感数据，根据第二传感数据生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至第二执行器，以及在第一控制器故障时，执行预设第二安全操作。在本发明实施例保证了自动驾驶控制系统的安全性。并且将多个自动驾驶功能分配由不同的控制器负责，可以充分利用两个控制器的性能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	广州小鹏汽车科技有限公司
发明人：	祝小兵
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910435840.3
公开号：	CN110077420A
代理机构：	北京润泽恒知识产权代理有限公司
代理人：	莎日娜
分类号：	B60W50/02(2012.01);B;B60;B60W;B60W50
申请人地址：	510640 广东省广州市天河区长兴街松岗大街8号小鹏汽车智能产业园
主权项：	1.一种自动驾驶控制系统，其特征在于，包括：传感器集合，执行器集合，与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第一控制器，以及与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第二控制器；所述传感器集合包括与预设第一自动驾驶功能关联的第一传感器，以及与预设第二自动驾驶功能关联的第二传感器：所述执行器集合包括与所述预设第一自动驾驶功能关联的第一执行器，以及与所述预设第二自动驾驶功能关联的第二执行器；所述第一控制器，用于接收所述第一传感器发送的第一传感数据，根据所述第一传感数据生成第一控制指令，并将所述第一控制指令发送至所述第一执行器，以及在所述第二控制器故障时，执行预设第一安全操作；所述第一执行器，用于根据所述第一控制指令执行所述预设第一自动驾驶功能；所述第二控制器，用于接收所述第二传感器发送的第二传感数据，根据所述第二传感数据生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述第二执行器，以及在所述第一控制器故障时，执行预设第二安全操作；所述第二执行器，用于根据所述第二控制指令执行所述预设第二自动驾驶功能。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一传感器包括处于工作状态的第一工作传感器；所述第二传感器包括处于工作状态的第二工作传感器；所述第一执行器包括处于工作状态的第一工作执行器；所述第二执行器包括处于工作状态的第二工作执行器；所述第一控制器包括第一自动驾驶模块；所述第一自动驾驶模块包括：第一自动驾驶子模块，用于接收所述第一工作传感器发送的第一传感数据，并根据所述第一传感数据生成第一控制指令，以及将所述第一控制指令发送至所述第一工作执行器；所述第二控制器包括第二自动驾驶模块；所述第二自动驾驶模块包括：第二自动驾驶子模块，用于接收所述第二工作传感器发送的第二传感数据，并根据所述第二传感数据生成第二控制指令，以及将所述第二控制指令发送至所述第二工作执行器。 3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还包括第一自动驾驶监控模块，所述第一自动驾驶监控模块包括：第一自动驾驶监控子模块，用于监控所述第一自动驾驶模块是否发生故障；所述第二控制器还包括第二自动驾驶监控模块，所述第二自动驾驶监控模块包括：第二自动驾驶监控子模块，用于监控所述第二自动驾驶模块是否发生故障。 4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一传感器还包括相对所述第一工作传感器冗余的处于备选状态的第一备选传感器；和/或，所述第一执行器还包括相对所述第一工作执行器冗余的处于备选状态的第一备选执行器；和/或，所述第二传感器还包括相对所述第二工作传感器冗余的处于备选状态的第二备选传感器；和/或，所述第二执行器还包括相对所述第二工作执行器冗余的处于备选状态的第二备选执行器。 5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一自动驾驶模块还包括第一故障诊断子模块，所述第二自动驾驶模块还包括第二故障诊断子模块；在所述第一传感器还包括所述第一备选传感器时，所述第一故障诊断子模块，用于当所述第一工作传感器故障时，切换相应的第一备选传感器为工作状态；在所述第一执行器还包括所述第一备选执行器时，所述第一故障诊断子模块，用于当所述第一工作执行器故障时，切换相应的第一备选执行器为工作状态；在所述第二传感器还包括所述第二备选传感器时，所述第二故障诊断子模块，用于当所述第二工作传感器故障时，切换相应的第二备选传感器为工作状态；在所述第二执行器还包括所述第二备选执行器时，所述第二故障诊断子模块，用于当所述第二工作执行器故障时，切换相应的第二备选执行器为工作状态。 6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一自动驾驶监控模块还包括第三故障诊断子模块，所述第二自动驾驶监控模块还包括第四故障诊断子模块；在所述第一传感器还包括所述第一备选传感器时，所述第三故障诊断子模块，用于当所述第一工作传感器故障时，切换相应的第一备选传感器为工作状态；在所述第一执行器还包括所述第一备选执行器时，所述第三故障诊断子模块，用于当所述第一工作执行器故障时，切换相应的第一备选执行器为工作状态；在所述第二传感器还包括所述第二备选传感器时，所述第四故障诊断子模块，用于当所述第二工作传感器故障时，切换相应的第二备选传感器为工作状态；在所述第二执行器还包括所述第二备选执行器时，所述第四故障诊断子模块，用于当所述第二工作执行器故障时，切换相应的第二备选执行器为工作状态。 7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还包括第一整体监控模块，所述第二控制器还包括第二整体监控模块；所述第一整体监控模块包括：第一本地监控子模块，用于监控所述第一控制器中的程序代码是否运行正常；第一对端监控子模块，用于监控所述第二控制器是否故障；所述第二整体监控模块，包括：第二本地监控子模块，用于监控所述第二控制器中的程序代码是否运行正常；第二对端监控子模块，用于监控所述第一控制器是否故障。 8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还包括：第一接管模块，用于在所述第二控制器宕机时，执行预设第一安全操作；或者，在所述第一控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第一安全操作：所述第一自动驾驶模块故障、所述第一自动驾驶监控模块故障、所述第一整体监控模块故障、所述第一传感器故障、所述第一执行器故障；所述第二控制器还包括：第二接管模块，用于在所述第一控制器宕机时，进行预设第二安全操作；或者，在所述第二控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第二安全操作：所述第二自动驾驶模块故障、所述第二自动驾驶监控模块故障、所述第二整体监控模块故障、所述第二传感器故障、所述第二执行器故障。 9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，第一自动驾驶监控子模块，用于获取与所述第一自动驾驶子模块相同的第一传感数据，并采用所述第一传感数据以区别于所述第一自动驾驶子模块的算法，生成第三控制指令，并比较所述第一控制指令与所述第三控制指令，根据比较结果确定所述第一控制指令是否正常；第二自动驾驶监控子模块，用于获取与所述第二自动驾驶子模块相同的第二传感数据，并采用所述第二传感数据以区别于所述第二自动驾驶子模块的算法，生成第四控制指令，并比较所述第二控制指令与所述第四控制指令，根据比较结果确定所述第二控制指令是否正常。 10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一对端监控子模块，用于向所述第二整体监控模块发送预设第一提问信息；若接收到的由所述第二整体监控模块返回的第一答案信息与预设第一答案信息不一致，则确定所述第二整体监控模块故障；和/或，若在预设时间内未接收到所述第二整体监控模块返回的第一答案信息，则确定所述第二整体监控模块故障；所述第二整体监控模块还包括：第二答复子模块，用于接收所述第一对端监控子模块发送的所述预设第一提问信息，将所述预设第一提问信息发送至所述第二控制器的预设程序中，并将所述预设程序针对所述预设第一提问信息生成的第一答案信息进行组织，将组织后的第一答案信息发送至所述第一对端监控子模块。 11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第二对端监控子模块，用于向所述第一整体监控模块发送预设第二提问信息；若接收到的由所述第一整体监控模块返回的第二答案信息与预设第二答案信息不一致，则确定所述第一整体监控模块故障；和/或，若在预设时间内未接收到所述第一整体监控模块返回的第二答案信息，则确定所述第一整体监控模块故障；所述第一整体监控模块还包括：第一答复子模块，用于接收所述第二对端监控子模块发送的所述预设第二提问信息，将所述预设第二提问信息发送至所述第一控制器的预设程序中，并将所述预设程序针对所述预设第二提问信息生成的第二答案信息进行组织，将组织后的第二答案信息发送至所述第二对端监控子模块。 12.一种自动驾驶控制方法，其特征在于，应用于自动驾驶控制系统，所述自动驾驶控制系统包括传感器集合，执行器集合，与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第一控制器，以及与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第二控制器；所述传感器集合包括与预设第一自动驾驶功能关联的第一传感器，以及与预设第二自动驾驶功能关联的第二传感器：所述执行器集合包括与所述预设第一自动驾驶功能关联的第一执行器，以及与所述预设第二自动驾驶功能关联的第二执行器；所述方法包括：由所述第一控制器接收所述第一传感器发送的第一传感数据，根据所述第一传感数据生成第一控制指令，并将所述第一控制指令发送至所述第一执行器，以及在所述第二控制器故障时，执行预设第一安全操作；由所述第一执行器根据所述第一控制指令执行所述预设第一自动驾驶功能；由所述第二控制器接收所述第二传感器发送的第二传感数据，根据所述第二传感数据生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述第二执行器，以及在所述第一控制器故障时，执行预设第二安全操作；由所述第二执行器根据所述第二控制指令执行所述预设第二自动驾驶功能。 13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一传感器包括处于工作状态的第一工作传感器；所述第二传感器包括处于工作状态的第二工作传感器；所述第一执行器包括处于工作状态的第一工作执行器；所述第二执行器包括处于工作状态的第二工作执行器；所述第一控制器包括第一自动驾驶模块，所述第一自动驾驶模块包括第一自动驾驶子模块；所述第二控制器包括第二自动驾驶模块，所述第二自动驾驶模块包括第二自动驾驶子模块；所述由所述第一控制器接收所述第一传感器发送的第一传感数据，根据所述第一传感数据生成第一控制指令，并将所述第一控制指令发送至所述第一执行器，包括：由所述第一自动驾驶子模块接收所述第一工作传感器发送的第一传感数据，并根据所述第一传感数据生成第一控制指令，以及将所述第一控制指令发送至所述第一执行器；所述由所述第二控制器接收所述第二传感器发送的第二传感数据，根据所述第二传感数据生成第二控制指令，并将所述第二控制指令发送至所述第二执行器，包括：由所述第二自动驾驶子模块接收所述第二工作传感器发送的第二传感数据，并根据所述第二传感数据生成第二控制指令，以及将所述第二控制指令发送至所述第二执行器。 14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一控制器还包括第一自动驾驶监控模块，所述第一自动驾驶监控模块包括第一自动驾驶监控子模块；所述第二控制器还包括第二自动驾驶监控模块，所述第二自动驾驶监控模块包括第二自动驾驶监控子模块；所述方法还包括：由所述第一自动驾驶监控子模块监控所述第一自动驾驶模块是否发生故障；由所述第二自动驾驶监控子模块监控所述第二自动驾驶模块是否发生故障。 15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一控制器还包括第一整体监控模块，所述第一整体监控模块包括第一本地监控子模块和第一对端监控子模块；所述第二控制器还包括第二整体监控模块，所述第二整体监控模块包括第二本地监控子模块和第二本地监控子模块；所述方法还包括：由所述第一本地监控子模块监控所述第一控制器中的程序代码是否运行正常；由所述第一对端监控子模块监控所述第二控制器是否故障；由所述第二本地监控子模块监控所述第二控制器中的程序代码是否运行正常；由所述第二对端监控子模块监控所述第一控制器是否故障。 16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一控制器还包括第一接管模块，所述第二控制器还包括第二接管模块；所述方法还包括：由所述第一接管模块在所述第二控制器宕机时，执行预设第一安全操作；或者，在所述第一控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第一安全操作：所述第一自动驾驶模块故障、所述第一自动驾驶监控模块故障、所述第一整体监控模块故障、所述第一传感器故障、所述第一执行器故障；由所述第二接管模块在所述第一控制器宕机时，进行预设第二安全操作；或者，在所述第二控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第二安全操作：所述第二自动驾驶模块故障、所述第二自动驾驶监控模块故障、所述第二整体监控模块故障、所述第二传感器故障、所述第二执行器故障。 17.一种自动驾驶控制系统，其特征在于，包括：传感器集合，执行器集合，与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第一控制器，以及与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第二控制器；所述传感器集合包括与预设自动驾驶功能关联的传感器：所述执行器集合包括与所述预设自动驾驶功能关联的执行器；所述第一控制器，用于接收所述传感器发送的传感数据，根据所述传感数据生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述执行器；所述第二控制器，用于在所述第一控制器故障时，接收所述传感器发送的传感数据，根据所述传感数据生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述执行器；所述执行器，用于根据所述控制指令执行所述预设自动驾驶功能。 18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述传感器包括处于工作状态的工作传感器；所述执行器包括处于工作状态的工作执行器；所述第一控制器包括第一自动驾驶模块；所述第一自动驾驶模块包括：第一自动驾驶子模块，用于接收所述工作传感器发送的传感数据，并根据所述传感数据生成控制指令，以及将所述控制指令发送至所述工作执行器；所述第二控制器包括第二自动驾驶模块；所述第二自动驾驶模块包括：第二自动驾驶子模块，用于在所述第一自动驾驶子模块故障时，接收所述工作传感器发送的传感数据，并根据所述传感数据生成控制指令，以及将所述控制指令发送至所述工作执行器。 19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还包括第一自动驾驶监控模块，所述第一自动驾驶监控模块包括：第一自动驾驶监控子模块，用于监控所述第一自动驾驶模块是否发生故障；所述第二控制器还包括第二自动驾驶监控模块，所述第二自动驾驶监控模块包括：第二自动驾驶监控子模块，用于监控所述第二自动驾驶模块是否发生故障。 20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述传感器还包括相对所述工作传感器冗余的处于备选状态的备选传感器；和/或，所述执行器还包括相对所述工作执行器冗余的处于备选状态的备选执行器。 21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述第一自动驾驶模块还包括第一故障诊断子模块，所述第二自动驾驶模块还包括第二故障诊断子模块；在所述传感器还包括所述备选传感器时，所述第一故障诊断子模块，用于当所述工作传感器故障时，切换相应的备选传感器为工作状态；在所述执行器还包括所述备选执行器时，所述第一故障诊断子模块，用于当所述工作执行器故障时，切换相应的备选执行器为工作状态；在所述传感器还包括所述备选传感器时，所述第二故障诊断子模块，用于在所述第一故障诊断子模块故障下，当所述工作传感器故障时，切换相应的备选传感器为工作状态；在所述执行器还包括所述备选执行器时，所述第二故障诊断子模块，用于在所述第一故障诊断子模块故障下，当所述工作执行器故障时，切换相应的备选执行器为工作状态。 22.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述第一自动驾驶监控模块还包括第三故障诊断子模块，所述第二自动驾驶监控模块还包括第四故障诊断子模块；在所述传感器还包括所述备选传感器时，第三故障诊断子模块，用于当所述工作传感器故障时，切换相应的备选传感器为工作状态；在所述执行器还包括所述备选执行器时，第三故障诊断子模块，用于当所述工作执行器故障时，切换相应的备选执行器为工作状态；在所述传感器还包括所述备选传感器时，第四故障诊断子模块，用于在所述第三故障诊断子模块故障下，当所述工作传感器故障时，切换相应的备选传感器为工作状态；在所述执行器还包括所述备选执行器时，第四故障诊断子模块，用于在所述第三故障诊断子模块故障下，当所述工作执行器故障时，切换相应的备选执行器为工作状态。 23.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还包括第一整体监控模块，所述第二控制器还包括第二整体监控模块；所述第一整体监控模块包括：第一本地监控子模块，用于监控所述第一控制器中的程序代码是否运行正常；第一对端监控子模块，用于监控所述第二控制器是否故障；所述第二整体监控模块，包括：第二本地监控子模块，用于监控所述第二控制器中的程序代码是否运行正常；第二对端监控子模块，用于监控所述第一控制器是否故障。 24.根据权利要求23所述的系统，其特征在于，所述第一控制器还包括：第一接管模块，用于在所述第一控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第一安全操作：所述第一自动驾驶模块故障、所述第一自动驾驶监控模块故障、所述第一整体监控模块故障、所述传感器故障、所述执行器故障；所述第二控制器还包括：第二接管模块，用于在所述第一控制器宕机时，进行预设第二安全操作；或者，在所述第二控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第二安全操作：所述第二自动驾驶模块故障、所述第二自动驾驶监控模块故障、所述第二整体监控模块故障、所述传感器故障、所述执行器故障。 25.一种自动驾驶控制方法，其特征在于，应用于自动驾驶控制系统，所述自动驾驶控制系统包括：传感器集合，执行器集合，与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第一控制器，以及与所述传感器集合和所述执行器集合连接的第二控制器；所述传感器集合包括与预设自动驾驶功能关联的传感器：所述执行器集合包括与所述预设自动驾驶功能关联的执行器；所述方法包括：由所述第一控制器接收所述传感器发送的传感数据，根据所述传感数据生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述执行器；由所述第二控制器在所述第一控制器故障时，接收所述传感器发送的传感数据，根据所述传感数据生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述执行器；由执行器根据所述控制指令执行所述预设自动驾驶功能。 26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述传感器包括处于工作状态的工作传感器；所述执行器包括处于工作状态的工作执行器；所述第一控制器包括第一自动驾驶模块，所述第一自动驾驶模块包括第一自动驾驶子模块，所述第二控制器包括第二自动驾驶模块，所述第二自动驾驶模块包括第二自动驾驶子模块；所述由所述第一控制器接收所述传感器发送的传感数据，根据所述传感数据生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述执行器，包括：由所述第一自动驾驶子模块接收所述工作传感器发送的传感数据，并根据所述传感数据生成控制指令，以及将所述控制指令发送至所述工作执行器；所述由所述第二控制器在所述第一控制器故障时，接收所述传感器发送的传感数据，根据所述传感数据生成控制指令，并将所述控制指令发送至所述执行器，包括：由所述第二自动驾驶子模块在所述第一自动驾驶子模块故障时，接收所述工作传感器发送的传感数据，并根据所述传感数据生成控制指令，以及将所述控制指令发送至所述工作执行器。 27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述第一控制器还包括第一自动驾驶监控模块，所述第一自动驾驶监控模块包括第一自动驾驶监控子模块；所述第二控制器还包括第二自动驾驶监控模块，所述第二自动驾驶监控模块包括第二自动驾驶监控子模块；所述方法还包括：由所述第一自动驾驶监控子模块监控所述第一自动驾驶模块是否发生故障；由所述第二自动驾驶监控子模块监控所述第二自动驾驶模块是否发生故障。 28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一控制器还包括第一整体监控模块，所述第一整体监控模块包括第一本地监控子模块和第一对端监控子模块；所述第二控制器还包括第二整体监控模块，所述第二整体监控模块包括：第二本地监控子模块和第二对端监控子模块；所述方法还包括：由所述第一本地监控子模块监控所述第一控制器中的程序代码是否运行正常；由所述第一对端监控子模块监控所述第二控制器是否故障；由所述第二本地监控子模块监控所述第二控制器中的程序代码是否运行正常；由所述第二对端监控子模块监控所述第一控制器是否故障。 29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，所述第一控制器还包括第一接管模块，所述第二控制器还包括第二接管模块；所述方法还包括：由所述第一接管模块在所述第一控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第一安全操作：所述第一自动驾驶模块故障、所述第一自动驾驶监控模块故障、所述第一整体监控模块故障、所述传感器故障、所述执行器故障；由所述第二接管模块在所述第一控制器宕机时，进行预设第二安全操作；或者，在所述第二控制器未宕机的情况下，当出现以下至少一种情况时，执行预设第二安全操作：所述第二自动驾驶模块故障、所述第二自动驾驶监控模块故障、所述第二整体监控模块故障、所述传感器故障、所述执行器故障。
所属类别：	发明专利