学习笔记7--车辆控制平台

本系列博客包括6个专栏，分别为：《自动驾驶技术概览》、《自动驾驶汽车平台技术基础》、《自动驾驶汽车定位技术》、《自动驾驶汽车环境感知》、《自动驾驶汽车决策与控制》、《自动驾驶系统设计及应用》。
此专栏是关于《自动驾驶汽车平台技术基础》书籍的笔记.

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5.车辆控制平台

• 控制平台由电子控制单元(ECU)与通信总线两大部分组成；
• ECU主要实现控制算法，通信总线主要实现ECU及机械部件间的通信功能；
• 控制平台是无人车的核心部件，集成着车辆的各种控制系统，主要包括汽车防抱死制动系统(ABS)、汽车驱动防滑系统(ASR)、汽车电子稳定程序(ESP)、电子感应制动控制系统(SBC)、电子制动力分配(EBD)、辅助制动系统(BAS)、安全气囊(SRS)和汽车雷达防碰撞系统、电控自动变速器(EAT)、无级变速器(CVT)、巡航控制系统(CCS)、电子控制悬架(ECS)、电控动力转向系统(EPS)等；

电子控制单元和域控制器介绍

1. 电子控制单元

   • 电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)，亦称"车载计算机"，是汽车专用微机控制器；
   • 发动机工作时，ECU采集各传感器的信号进行运算，并将运算结果转变为控制信号，控制被控对象的工作；在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算，再利用比较和计算后的结果完成对发动机的点火、怠速、废气再循环等多项参数的控制；
   • ECU还有故障自诊断和保护功能，存储器会不停地记录行驶中的数据，成为ECU的学习程序，为适应驾驶习惯提供最佳的控制状态，称为自适应程序；
   • CPU是ECU中的核心部分，具有运算与控制的功能，在发动机运行时，它采集各传感器的信号进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作；还实现对存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)和其他外部电路的控制；

2. 域控制器

   • 自动驾驶的域控制器，需具备多传感器融合、定位、路径规划、决策控制、无线通信、高速通信等能力；通常需要外接多个摄像头、毫米波雷达、激光雷达及IMU等设备，实现功能包含图像识别、数据处理等；

   • 由于要完成大量运算，域控制器一般都要匹配一个核心运算力强的处理器，能够提供自动驾驶不同级别算力的支持；

   • 国外厂商

     • 德尔福

       德尔福的zFAS，基于德尔福提供的域控制器设计的产品，内部集成了NVIDIA Tegra K1处理器，Mobileye的EyeQ3芯片及Altera的Cyclone 5 FPGA芯片，各个部分分别处理不同的模块；

       Tegra K1用于4路环视图像处理，Cyclone 5 FPGA负责障碍物识别、地图融合及各种传感器的预处理工作，EyeQ3负责前向识别处理；

     • 麦格纳

       麦格纳的MAX4自动驾驶平台，整个解决方案融合了摄像头、高清雷达、激光雷达和超声波雷达等在内的传感器系统，及域控制器处理系统、软件系统；MAX4具有定制化和高扩展性的特点，可实现L4级别的自动驾驶，同时适用于城市道路和高速公路路况；

     • 采埃孚

       采埃孚的ProAI域控制器会对图像及雷达数据进行处理，该控制器具有8核CPU架构的Xavier芯片，拥有70亿个晶体管及相应的数据处理能力；该处理芯片每秒可管理高达30万亿次操作(TOPS)，且功耗仅为30W；

     • 大陆集团

       大陆集团的ADCU辅助及自动驾驶控制单元，ADCU提供了一个多用途的处理计算平台，非常适合实现高度自动驾驶系统中的各种应用；

       通过集成精选的硬件和软件，ADCU可以实时监控车辆运动轨迹并规划路径；且ADCU还可以执行基于车载环境传感器和其他信号输入的环境模型，涵盖了从路径规划算法到决定最佳路径最后到协调多执行器协同工作等；

       其接口涵盖底盘、动力总成、驾驶辅助和多种通信方式并且支持AUTOSAR架构；

     • 伟世通

       伟世通的DriveCore自动驾驶域控制器，是一款专门针对自动驾驶研发的、安全可靠的域控制器；该平台的亮点在于灵活、模块化、可定制；DriveCore可以整合一系列来自不同厂家的软、硬件平台，如摄像头、激光雷达等传感器的数据等，支持全数字仪表、先进车载显示屏技术、驾驶员监测、抬头显示，及伟世通的软件开发工具，及满足不同自动驾驶技术研发的需求，特别是L3及L3+级别的自动驾驶技术的开发；

   • 国内厂商

     • 东软睿驰
       • 面向L3和L4级别的高级别自动驾驶技术，东软睿驰推出的基于NXP自动驾驶芯片S32V的自动驾驶中央域控制器，可以满足整车厂对于自动驾驶的需求；
       • 在硬件方面，该控制器的安全性较高，可支持多路高清摄像头、多路激光雷达、毫米波雷达的同时接入；在软件方面，该控制器定制性较强，便于整车厂后期的个性化定制开发；
       • 该控制器套件不仅提供基础软件，还提供了环境感知、传感器融合、决策控制套件；并提供传感器接口，支持第三方嵌入自己的应用，可实现典型场景下的自动驾驶；
       • 该控制器支持前方160m车辆检测，100m行人、摩托车、自行车检测及车道线检测，移动障碍物检测，能够识别美国、欧洲、日本、中国等多个国家和地区的限速标识；
     • 新悦智行
       • 新悦智行的基于NVIDIA GPU自主设计开发的低成本WiseADCU，对标NVIDIA Drive PX2，集成12路GSML视频输入接口、12路CAN-FD通信接口、2路AVB车载以太网通信接口，2+2路USB 2.0/3.0，搭载2颗Tegra Parker SoC、2颗Pascal GPU、2颗Cortex-R5 MCU；
       • 除了与整车接口外，还可以实现与HD摄像头、激光雷达、毫米波雷达、RTK/IMU定位系统、LTE通信模块的无缝对接；
     • 武汉环宇智行
       • 武汉环宇智行的TITAN-Ⅲ的自动驾驶车辆控制器，是基于NVIDIA公司的Jetson TX2设计的，运行Ubuntu操作系统；
       • 支持FPDLINK Ⅲ接口摄像头接入，支持USB、CAN、RS-485/232、Ethernet、I/O等多种硬件接口接入，支持SATA硬盘存储，内置4G通信模块、高精度定位模块、V2X模块；
       • TITAN-Ⅲ具有体积小、低功耗、易部署等特点，TITAN-Ⅲ支持同时接入12个摄像头、6个激光雷达和5个毫米波雷达的计算量，整机功耗在60W左右；