一种用于自动驾驶车辆的故障检测方法和系统
阅读说明：本技术 一种用于自动驾驶车辆的故障检测方法和系统 (Fault detection method and system for automatic driving vehicle ) 是由 顾程超 张昌杰 刘凯 于 2021-09-30 设计创作，主要内容包括：一种用于自动驾驶车辆的故障检测方法和系统,涉及自动驾驶领域。该系统在自动驾驶上层控制器与线控底盘车之间增加了功能安全控制器,并通过CAN总线进行数据的传递,在自动驾驶上层控制器出现故障时由功能安全控制器对线控底盘车实施控制,该方法可靠性和稳定性足够,减少了车辆失控的可能性,降低了事故率,保证了行车的安全性。(A fault detection method and system for an automatic driving vehicle relate to the field of automatic driving. According to the system, the functional safety controller is additionally arranged between the automatic driving upper-layer controller and the line control chassis vehicle, data are transmitted through the CAN bus, and the functional safety controller controls the line control chassis vehicle when the automatic driving upper-layer controller fails.)
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域,特别涉及一种用于自动驾驶车辆的故障检测方法和系统。
背景技术
随着自动驾驶技术的快速发展，越来越多的自动驾驶应用正在逐步落地，比如自动驾驶公交车、自动驾驶集装箱卡车、自动驾驶矿车等,因而自动驾驶车辆的安全性和可靠性也越来越受到人们的重视。
传统的自动驾驶硬件架构采用自动驾驶上层控制器直接和线控底盘车通讯进行控制指令的传输，由于目前L4级及以上的自动驾驶车辆所用的上层控制器普遍选用工控机等其它控制器，极少数能达到车规级标准，所以可靠性和稳定性不够，一旦程序或者控制器出现问题，车辆会有很大可能失控，从而造成事故。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于自动驾驶车辆的故障检测方法和系统。
本发明所采用的技术方案是：一种用于自动驾驶车辆的故障检测方法,其技术要点是，功能安全控制器利用CAN总线分别接收并传递来自线控底盘车及自动驾驶上层控制器的报文，并根据接收报文的时间周期和报文状态来监测CAN总线是否延迟以及传递的报文是否正确，若未发生延迟且报文正确，则在线控底盘车发生故障时，由自动驾驶上层控制器控制线控底盘车动作；在自动驾驶上层控制器发生故障时，由功能安全控制器对线控底盘车的动作进行控制。
上述方案中，在所述线控底盘车发生故障时，所述的功能安全控制器对接收到的故障信息进行分级，在故障等级为高时，发送一个紧急制动指令给线控底盘车，将车辆紧急制动，同时将故障信息发送给所述的自动驾驶上层控制器。
上述方案中，在自动驾驶上层控制器发生故障时，功能安全控制器会根据故障等级自动判断是否转发来自所述的自动驾驶上层控制器的控制指令给所述的线控底盘车，若故障等级为高，则直接给线控底盘车发送紧急制动指令，不再转发自动驾驶上层控制器的指令。
一种用于自动驾驶车辆的故障检测系统，包括自动驾驶上层控制器、功能安全控制器及线控底盘车，自动驾驶上层控制器通过功能安全控制器与线控底盘车连接。
本发明的有益效果是：该用于自动驾驶车辆的故障检测方法和系统，在自动驾驶上层控制器与线控底盘车之间增加了功能安全控制器，并通过CAN总线进行数据的传递，在自动驾驶上层控制器出现故障时由功能安全控制器对线控底盘车实施控制，该方法可靠性和稳定性足够，减少了车辆失控的可能性，降低了事故率，保证了行车的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中用于自动驾驶车辆的故障检测方法流程图；
图2为本发明实施例中用于自动驾驶车辆的故障检测系统框图；
图中序号说明如下：1 功能安全控制器、2第一CAN总线、3第二CAN总线、4线控底盘车、5自动驾驶上层控制器。
具体实施方式
使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1、图2和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本实施例采用的用于自动驾驶车辆的故障检测装置，包括自动驾驶上层控制器5、功能安全控制器1及线控底盘车4，自动驾驶上层控制器通过由功能安全控制器1的CAN1接口引出的第一CAN总线2与自动驾驶上层控制器5连接，通过由CAN2接口引出的第二CAN总线3与线控底盘车4连接。其中，功能安全控制器是基于车规级单片机的控制器，型号为“MC9S12XEP100MAL”。
本实施例采用的用于自动驾驶车辆的故障检测方法，包括如下步骤：
步骤1，功能安全控制器实时接收自动驾驶上层控制器和线控底盘车的CAN数据；
步骤2，功能安全控制器判断线控底盘车的CAN数据是否延迟或丢失，若存在时间延迟或数据丢失，则执行步骤7；否则执行步骤3，方法为：
假设CAN协议规定两帧数据发送的间隔时间为a，功能安全控制器检测到实际两帧数据间隔时间若为b，则如果在每20次b中，有超过10次b> 1.5a，则判定为CAN总线数据延迟；如果连续检测到15次 b> 1.5a ，则判定为CAN总线数据丢失。
步骤3，功能安全控制器继续判断是否接收到线控底盘车的故障信息，若接收到则执行步骤6，否则执行步骤4；
步骤4，功能安全控制器判断自动驾驶上层控制器的CAN数据是否延迟或丢失，若是则执行步骤6，否则执行步骤5；
步骤5，功能安全控制器转发自动驾驶上层控制器的控制指令给线控底盘车，实现车辆的转向机控制、加速控制、减速控制和灯光控制功能，执行完毕后返回步骤1；
步骤6，功能安全控制器判断故障等级是否为高，若是则执行步骤7，否则执行步骤8；
本实施例中的故障等级分为低、中、高。
本实施例中设定车辆发动机故障、变速箱故障等致命故障、CAN数据存在丢失时故障等级设置为高；CAN数据存在延迟时设定此时故障等级设置为中；车辆续航低于20%、玻璃水不足等一般故障或轻微故障时故障等级设置为低。
步骤7，由功能安全控制器直接发送紧急制动指令给线控底盘车，功能安全控制器不再转发上层控制器发来的指令。
步骤8，将故障信息发送给自动驾驶上层控制器，由自动驾驶控制器决定车辆是否进行减速停车或继续行驶。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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