中介代理装置、电控车辆驾驶系统及其操作方法
阅读说明：本技术 中介代理装置、电控车辆驾驶系统及其操作方法 (Intermediary agent device, electric control vehicle driving system and operation method thereof ) 是由 杰克陈 于 2019-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种中介代理装置、电控车辆驾驶系统及其操作方法,电控车辆驾驶系统包含传感器、车辆功能模块、数据库装置、人工智能电脑与中介代理装置。数据库装置内存有不同的通信格式。人工智能电脑连接传感器,要求车辆功能模块执行用于搭配传感器来驱动车辆的特定功能。中介代理装置辨识车辆功能模块的种类；比对出对应车辆功能模块的种类的通信格式；判断是否收到从人工智能电脑至车辆功能模块的第一指令；通过模拟第一指令以产生相符此通信格式的第二指令；将第二指令传送至车辆功能模块,使得相符此通信格式的车辆功能模块能够读取第二指令以致执行车辆的特定功能。借此,本发明可以节省时间以及人力和成本的耗费。(The invention discloses an intermediary agent device, an electric control vehicle driving system and an operation method thereof. Different communication formats are stored in the database device. The artificial intelligence computer is connected with the sensor and requires the vehicle function module to execute a specific function for matching with the sensor to drive the vehicle. The intermediary agent device identifies the type of the vehicle function module; comparing the communication formats of the types of the corresponding vehicle function modules; judging whether a first instruction from the artificial intelligence computer to the vehicle function module is received or not; generating a second instruction conforming to the communication format by simulating the first instruction; the second instructions are communicated to the vehicle function module such that the vehicle function module conforming to the communication format is able to read the second instructions so as to perform the specific function of the vehicle. Therefore, the invention can save time, labor and cost.)
技术领域
本发明有关于一种电控车辆驾驶系统及其操作方法，尤指一种具有中介代理装置的电控车辆驾驶系统，上述中介代理装置能够让不同种类(如品牌)的车辆功能模块在同一通信协定模式下顺利地被人工智能电脑驱动。
背景技术
一般用于轮式车辆的车辆驾驶系统可以感测轮式车辆的外在环境，并且对在道路上行驶的轮式车辆提供导航。更具体地，车辆驾驶系统通过人工智能(artificialIntelligence，AI)控制系统协调地控制轮式车辆的各种不同车辆功能模块(例如电动助力转向模块、加速模块、制动模块以及变速模块)，以安全地辅助轮式车辆在道路上行驶。
在车辆驾驶系统的初始研发中，例如，当试图将转向控制模块的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)整合至上述人工智能控制系统内时，电子控制单元的整体通信格式(例如协定、程序和编码)必须被适应性地更改或修改，以便与上述人工智能控制系统协同连接。因此，转向控制模块的电子控制单元才能根据人工智能控制系统的命令执行转向任务。
然而，由于将转向控制模块的电子控制单元整合至上述人工智能控制系统的过程相当复杂和不便，并且不同品牌种类的转向控制模块皆具有不同的通信协定模式，因此，不仅可能导致时间、人力和成本的耗费，也可能推迟产品化的时程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电控车辆驾驶系统，其人工智能电脑可协调地控制不同车辆功能模块，借此可以节省时间以及人力和成本的耗费，还降低导致推迟产品化时程的机会。
本发明的一实施例提供了一种电控车辆驾驶系统。电控车辆驾驶系统适用于能够在手动控制模式和自动控制模式当中切换操作的车辆。电控车辆驾驶系统包含控制器区域网路(CAN)汇流排、多个传感器、至少一个车辆功能模块、数据库装置、人工智能电脑与中介代理装置。这些传感器通过控制器区域网路(CAN)汇流排彼此相互连接。数据库装置内储存有多个彼此不同的通信格式。人工智能电脑分别连接到这些传感器，且人工智能电脑被配置用以要求车辆功能模块执行用于搭配这些传感器的感测内容来驱动车辆的特定功能。中介代理装置电性连接数据库装置、车辆功能模块以及人工智能电脑。中介代理装置被配置用以辨识出车辆功能模块的种类；比对出对应于被辨识出的车辆功能模块的种类所属的其中一个通信格式；判断是否收到从人工智能电脑而前往车辆功能模块的第一指令；通过模拟第一指令以产生相符所述其中一个通信格式的第二指令；以及将第二指令传送至车辆功能模块，使得相符所述其中一个通信格式的车辆功能模块能够读取第二指令以致执行车辆的特定功能。
依据本发明一或多个实施例，在上述的电控车辆驾驶系统中，车辆功能模块包含电动马达、电子控制单元及扭矩传感器。电子控制单元电性连接电动马达，用以执行车辆的特定功能。扭矩传感器位于车辆的转向盘组上，电性连接中介代理装置以及电子控制单元。当车辆处于手动控制模式时，扭矩传感器传送扭矩传感信号至中介代理装置，扭矩传感信号包含转向盘组的辅助扭矩。当车辆处于自动控制模式时，中介代理装置绕过扭矩传感器并将第二指令发送到电子控制单元，使得电子控制单元根据从中介代理装置所接收的第二指令，要求电动马达驱使转向盘组朝特定角度转动。
依据本发明一或多个实施例，在上述的电控车辆驾驶系统中，中介代理装置包括模式转换器。模式转换器用于进行车辆的模式切换，以致车辆能够在手动控制模式与自动控制模式其中之一中操作。当转向盘组在自动控制模式中被转动时，扭矩传感器将扭矩传感信号传送至中介代理装置，且模式转换器将人工智能电脑从自动控制模式切换为可操作于手动控制模式中。
依据本发明一或多个实施例，在上述的电控车辆驾驶系统中，车辆功能模块为电动助力转向模块、加速模块、制动模块和变速模块的其中之一。
依据本发明一或多个实施例，在上述的电控车辆驾驶系统中，人工智能电脑包含先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance Systems，ADAS)。
依据本发明一或多个实施例，在上述的电控车辆驾驶系统中，数据库装置设置在车辆或云端服务器上。
依据本发明一或多个实施例，在上述的电控车辆驾驶系统中，数据库装置是内建在中介代理装置的存储器单元内。
本发明的一实施例提供了一种中介代理装置。中介代理装置适用于车辆的电控车辆驾驶系统中。电控车辆驾驶系统包含人工智能电脑与电动助力转向模块，中介代理装置配置于人工智能电脑与电动助力转向模块之间。中介代理装置包含壳体、计算电路板、数据库装置、处理单元及多个连接端口。计算电路板位于壳体内。数据库装置安装于计算电路板上，并且其内储存有多个彼此不同的通信格式。处理单元安装于计算电路板上，并电性连接到数据库装置。这些连接端口设置在计算电路板及壳体上。处理单元通过这些连接端口电性连接电动助力转向模块的扭矩传感器及电子控制单元。处理单元被配置用以辨识出扭矩传感器的种类；比对出对应于被辨识出的扭矩传感器模块的种类所属的其中一个通信格式；判断是否收到从人工智能电脑而前往电子控制单元的第一指令；通过模拟第一指令以产生相符此其中一个通信格式的第二指令；以及将第二指令传送至电子控制单元，使得相符此其中一个通信格式的电子控制单元能够读取第二指令，以致要求电动马达驱使车辆的转向盘组朝特定角度转动。
依据本发明一或多个实施例，在上述的中介代理装置中，这些连接端口可插拔地连接到人工智能电脑及电动助力转向模块。
本发明的一实施例提供了一种电控车辆驾驶系统的操作方法。操作方法包含数个步骤如下。辨识出车辆的车辆功能模块的种类；比对出对应于被辨识出的车辆功能模块的种类所属的多数个通信格式的其中之一，其中这些通信格式被储存于车辆的数据库装置内；判断是否收到从车辆的人工智能电脑而前往车辆功能模块的第一指令；当判断出从人工智能电脑而来的第一指令，通过模拟第一指令以产生相符所述其中一个通信格式的第二指令；以及将第二指令传送至车辆功能模块，使得相符所述其中一个通信格式的车辆功能模块能够读取第二指令以致执行车辆的特定功能。
依据本发明一或多个实施例，在上述的操作方法中，比对出对应于被辨识出的车辆功能模块的种类所属的多数个通信格式的其中之一的步骤，还包含步骤如下。判断扭矩传感器的种类是否与储存在数据库装置内的其中一个通信格式相匹配；以及当判断出扭矩传感器的种类与储存在数据库装置内的其中一个通信格式相匹配时，在模拟来自人工智能电脑的任何指令时，设定能够产生相符所述其中一个通信格式的指令的指令生成器。
依据本发明一或多个实施例，在上述的操作方法中，通过模拟第一指令以产生相符所述其中一个通信格式的第二指令的步骤，还包含步骤如下。分析第一指令以取得第一指令的指示目的；判断第一指令的指示目的是否与储存在数据库装置内的其中一个控制指令相匹配；以及当判断出第一指令的指示目的与储存在数据库装置内的所述其中一个控制指令相匹配时，指示指令生成器产生第二指令。第二指令与第一指令具有相同的指示目的，并且第二指令相符所述通信格式。
依据本发明一或多个实施例，上述操作方法还包含步骤如下。判断是否收到从扭矩传感器而前往车辆功能模块的第三指令；以及当判断出收到从扭矩传感器而前往车辆功能模块的第三指令时，将车辆从可操作于一自动控制模式下切换成可操作于手动控制模式下。
如此，通过以上实施例所述的架构，无论不同品牌种类的车辆功能模块(例如转向控制模块)皆具有不同的通信协定模式，车辆功能模块(例如转向控制模块)不需被整合至上述人工智能电脑内，即可让人工智能电脑协调地控制这些不同车辆功能模块。故，不仅可以节省时间，人力和成本的耗费，还可以降低导致推迟产品化时程的机会。
以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施例及相关附图中详细介绍。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，结合附图说明如下：
图1为依据本发明一实施例的车辆的电控车辆驾驶系统的示意图；
图2为依据本发明一实施例的车辆的电控车辆驾驶系统的示意图；
图3为依据本发明一实施例的中介代理装置的示意图；以及
图4为依据本发明一实施例的电控车辆驾驶系统的操作方法的流程图。
主要附图标记说明：
10-电控车辆驾驶系统，41～45-步骤，100-传感器，200-人工智能电脑，300-控制器区域网路汇流排，400-车辆功能模块，500-数据库装置，510-种类信息，520-通信格式，530-存储器单元，600-中介代理装置，610-壳体，620-计算电路板，630-处理单元，640-连接端口，650-模式改变器，700-电动助力转向模块，710-电动马达，720-电子控制单元，730-扭矩传感器，800-转向盘组，810-方向盘，820-方向机，830-轮胎。
具体实施方式
以下将以附图公开本发明的多个实施例，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明实施例中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示的。
图1为依据本发明一实施例的车辆的电控车辆驾驶系统10的示意图。如
图1所示，电控车辆驾驶系统10包含控制器区域网路(controller area network，CAN)汇流排300、多个传感器100、多个车辆功能模块400、数据库装置500、人工智能(artificial intelligence，AI)电脑200与中介代理装置600。这些车辆功能模块400能够分别进行不同种类工作的操作。举例来说，这些车辆功能模块400分别是电动助力转向(electric power steering，EPS)模块、加速模块、制动模块以及变速模块。然而，本发明不限于车辆功能模块的种类范围。
这些传感器100可以是各式各样的种类，并且这些传感器100通过控制器区域网路汇流排300彼此相互连接。例如，传感器100是视觉传感器(例如，相机镜头)或非视觉传感器(例如，激光雷达，LiDAR、高解析度雷达，RADAR及超声波等等)。然而，本发明不限于上述传感器的种类。
数据库装置500位于上述车辆内，且数据库装置500内至少储存有那些车辆功能模块400分别的多个种类信息510以及各种各样彼此不同的通信格式520(例如，通信协议、过程、编码或指令语言类型)。各个车辆功能模块400的每种种类信息510分别对应于一种通信格式520，意即，在当前市场中可以提供特定车辆功能模块400的多种类型(例如，品牌、标准或版本)。每种车辆功能模块400可以相符其中一个特定通信格式，用于传送和接收指令以执行车辆的特定功能。
人工智能电脑200分别连接到这些传感器100。人工智能电脑200用以要求每个车辆功能模块400执行用于搭配这些传感器100的感测内容来驱动车辆的特定功能。中介代理装置600电性连接数据库装置500、车辆功能模块400以及人工智能电脑200。中介代理装置600用以辨识出车辆功能模块的种类；比对出对应于被辨识出的车辆功能模块400的种类所属的其中一个通信格式520；判断是否收到从人工智能电脑200而前往车辆功能模块400的第一指令；在判断出收到第一指令之后，通过模拟第一指令以产生相符所述其中一个通信格式520的第二指令；以及将第二指令传送至所述的车辆功能模块400，使得相符所述其中一个通信格式520的车辆功能模块400能够读取第二指令以致执行车辆的特定功能。
如此，通过以上实施例所述的架构，因为来自人工智能电脑200且不被熟悉的通信格式的指令可以被正确地翻译并且通过中介代理装置600被发送到每个车辆功能模块400，所以不需要将每个车辆功能模块400都整合至上述人工智能电脑200中，意即，每个车辆功能模块400不需要与人工智能电脑200使用的通信格式一致地重新编程，故，不仅可以节省时间，人力和成本的耗费，还可以降低导致推迟产品化时程的机会。
图2为依据本发明一实施例的车辆的电控车辆驾驶系统10的示意图。如图2所示，举例来说，其中一个上述车辆功能模块400为电动助力转向模块700。电动助力转向模块700包含电动马达710、电子控制单元720(Electronic Control Unit，ECU)及扭矩传感器(torque sensor)730。扭矩传感器730位于车辆的转向盘组800上，并且电性连接中介代理装置600。当车辆的驾驶员扭转所述的转向盘组800的方向盘810时，则扭矩传感器730即可得知驾驶员要求方向盘810被扭转的辅助扭矩，并将此辅助扭矩传送到电子控制单元720。电动马达710位于转向盘组800的方向盘810的下方，且连接至转向盘组800位于两个轮胎830上的方向机820。电子控制单元720电性连接电动马达710及中介代理装置600，且通过中介代理装置600电性连接扭矩传感器730，用于驱动电动马达710根据所述辅助扭矩而转动方向盘810的方向机820。
如此，当人工智能电脑200要求转向盘组800转动时，人工智能电脑200将相符第一通信格式的第一指令(例如，依据角旋转度的旋转)发送到中介代理装置600。中介代理装置600通过模拟第一指令产生第二指令，并将第二指令发送到电子控制单元720。第二指令相符与第一通信格式不同的第二通信格式。因此，电子控制单元720可读取第二指令以要求电动机710使方向盘810的方向机820以特定角度旋转而改变车辆驱动方向。
另一方面，当车辆上的驾驶员稍微扭转方向盘810时，扭矩传感器730确定驾驶员要求扭转方向盘810的辅助扭矩，并传送一个包括辅助扭矩数据的第三指令(即扭矩传感信号)至中介代理装置600。中介代理装置600将第三指令发送到电子控制单元720，并要求电动马达710根据从中介代理装置600所收到的第三指令驱使车辆的方向盘810以特定角度旋转。
应注意到，电子控制单元720没有通过导线而直接连接到扭矩传感器730，且扭矩传感器730没有通过导线直接连接到人工智能电脑200。换句话说，人工智能电脑200通过中介代理装置600连接至电子控制单元720，并且扭矩传感器730通过中介代理装置600连接至电子控制单元720。
再者，如图1所示，中介代理装置600还包括模式转换器650。模式转换器650用于进行车辆的模式切换，以致车辆能够在手动控制模式与自动控制模式其中之一中操作。故，当人工智能电脑200被指示要于自动控制模式下操作时，车辆可以由人工智能电脑200在道路上行驶。另一方面，当方向盘810在手动控制模式下被驾驶员转动时，车辆可由驾驶员在路上行驶。
应注意到，当驾驶员在自动控制模式下转动方向盘810时，扭矩传感器730将扭矩传感信号传送到中介代理装置600，因此，模式转换器650根据从扭矩传感器730所发送的第三指令，将人工智能电脑200从自动控制模式切换为可操作于手动控制模式中。因此，驾驶员可以从此时起再次接管车辆。
更具体地，控制器区域网路汇流排300是一种优良车辆总线标准，其被设计为让微控制器和设备能在没有主电脑的应用中彼此通信。此车辆总线标准是一种基于消息的协议，最初设计用于汽车内的多路电线以节省铜材，但也用于许多其他环境。
举例来说，人工智能电脑200包括先进驾驶辅助系统(Advanced DriverAssistance Systems，ADAS)。ADAS包括自适应头灯对准、自适应巡航控制和自适应换档控制。自适应头灯对准基于车辆前方的道路曲率、倾斜、高度变化和其他因素来调整车辆的前灯，即宽度、旋转角度、仰角和亮度。基于关于低于设定速度的车辆速度、邻近的车辆和其他障碍物、行驶的道路类型(高速公路与当地道路)、道路曲率、倾斜度、高度和其他因素，自适应巡航控制维持和/或恢复设定速度或跟随前车安全距离。自适应换档控制基于有关车辆速度、发动机速度、道路曲率、倾斜度、仰角和其他因素的传感器数据来调整自动变速器的传动和换档。
举例来说，上述的数据库装置500是唯读存储器、快闪存储器，软碟、硬碟、光碟，快闪存储器、磁带、可从任何网路的云端中被访问的数据库。上述的数据库装置500还可以是在所属领域中具有相同或等同功能的任何其他非暂时性电脑可读取媒体。
图3为依据本发明一实施例的中介代理装置600的示意图。如图2与图3所示，中介代理装置600包含壳体610、计算电路板620、处理单元630及多个连接端口640。计算电路板620位于壳体610内。在本实施例中，上述数据库装置500位于中介代理装置600内，而不是位于中介代理装置600之外，且车辆内的其他位置。例如，数据库装置500是内建于中介代理装置600中的存储器单元530内，并且数据库装置500还安装在计算电路板620上，并且储存彼此不同的通信格式520。这些连接端口640设置在计算电路板620上，电性连接处理单元630。这些连接端口640排列于壳体610上，以从壳体610的多个侧面向外暴露。处理单元630安装在计算电路板620上，电性连接到数据库装置500，并且通过这些连接端口640电连接到电动助力转向模块700的扭矩传感器730及电子控制单元720。
举例来说，当中介代理装置600可插拔地连接到电动助力转向模块700和人工智能电脑200时，处理单元630通过车辆中与其连接的导线信号辨识出扭矩传感器730的种类；比对出对应扭矩传感器730的种类的其中一个通信格式520；判断是否收到从人工智能电脑200而前往电子控制单元720的第一指令；当判断出收到第一指令时，通过模拟第一指令以产生相符此其中一个通信格式520的第二指令；以及将第二指令传送至电子控制单元720，使得相符此其中一个通信格式的电子控制单元720能够读取第二指令。如此，电子控制单元720可以相符第二指令而要求电动马达710驱使车辆的转向盘组800朝特定角度转动。举例来说但不以此为限，处理单元630是作为硬件的芯片。
在本实施例中，中介代理装置600可以是独立的盒体装置，其可独立地从人工智能电脑200及至少一个车辆功能模块400移除。举例来说，连接端口640可插拔地连接到扭矩传感器730、电子控制单元720和人工智能电脑200。
图4为依据本发明一实施例的电控车辆驾驶系统的操作方法的流程图。如图4所示，电控车辆驾驶系统的操作方法包括步骤41至步骤45。在步骤41中，辨识出车辆的车辆功能模块400的种类。在步骤42中，比对出对应于此车辆功能模块400的种类所属的其中一个通信格式520。在步骤43中，判断是否收到从车辆的人工智能电脑200而前往车辆功能模块的第一指令，如果是，则移至步骤44，否则，返回步骤43。在步骤44中，通过模拟第一指令以产生相符上述通信格式520的第二指令(以下称所相符的通信格式)。在步骤45中，将第二指令传送到车辆功能模块400，使得车辆功能模块400能够根据第二指令执行此车辆的特定功能。
在步骤41中，更具体地，每当扭矩传感器730电性连接电动车辆驱动系统10的中介代理装置600时，扭矩传感器730的识别信号可以被检测出。接着，根据扭矩传感器730的识别信号，可以识别出扭矩传感器730的种类，意即，将扭矩传感器730的识别信号以及储存在数据库装置500的比较表(图中未示)中的多个已登记信号进行比较。进行判断扭矩传感器730的识别信号与比较表(图中未示)中的任一已登记信号是否相互匹配。作为示例，在当前市场中提供了许多具有不同品牌的扭矩传感器，并且这些不同品牌的扭矩传感器将可能分别具有彼此不同且可区别的信号识别格式。存储在数据库装置500中的种类信息510分别代表此些扭矩传感器的不同信号识别格式。因此，电动助力转向模块700中的扭矩传感器730的种类可以从数据库装置500的比较表(图中未示)中找到。
在步骤42中，更具体地，扭矩传感器730的种类可以根据数据库装置500中的比较表(图中未示)与储存在数据库装置500中的其中一个通信格式520相互对应，从而可以进行判断扭矩传感器的种类是否匹配储存在数据库装置500中的所述通信格式520。接着，当判断出扭矩传感器730的种类与数据库装置500中的所述通信格式520相互匹配时，在模拟来自人工智能电脑200的任何指令时，设定一个能够产生所相符的通信格式的指令(例如第二指令)的指令生成器。须注意的是，指令生成器可以被实现为硬体、软体或韧体。
在步骤44中，更具体地，在经由所述控制器区域网路汇流排300从人工智能电脑200接收到第一指令之后，分析第一指令，从而取得第一指令的指示目的。例如，通过分析由中介代理装置600接收的第一指令内的这些信号的数个封包，以便后续可以比对出记录在上述比较表(图中未示)中的所相应的其中一个已登记控制指令。
接着，将第一指令的指示目的与记录在上述比较表(图中未示)中的其中一个已登记控制指令进行比较，并且判断第一指令的指示目的是否与储存在数据库装置500内的其中一个已登记控制指令相匹配。当判断出第一指令的指示目的与储存在数据库装置500内的所述其中一个已登记控制指令相匹配时，指令生成器被指示以产生第二指令，第二指令与第一指令具有相同的指示目的，并且第二指令相符所述通信格式。
须注意到，举例来说，人工智能电脑200预计送至车辆功能模块400的所有指令可以预先登记在数据库装置500中，并且从人工智能电脑200送出的每个第一指令的指示目的可以记录在第一指令的这些信号中的其中一个或多个封包中。因此，可以通过提取第一指令的这些信号中的封包，以分析每个第一指令的指示目的。
举例来说，第一指令被分析出是为了进行大约120°的旋转行为，接着，上述指令生成器因此产生用以将转向盘组800旋转大约120°且与上述通信格式相符的指令。
最后，上述所公开的各实施例中，并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，皆可被保护于本发明中。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。