一种智能驾驶矿卡冗余CAN总线系统的制作方法

一种智能驾驶矿卡冗余can总线系统
技术领域
1.本实用新型涉及非公路宽体矿用自卸车技术领域技术领域。


背景技术：

2.智能驾驶矿卡的线控底盘一般由线控驱动、线控制动、线控驻车、线控转向以及一系列传感器构成，如果要提升自动驾驶的安全性，增加一些冗余系统是非常有必要的。另外，智能驾驶矿卡随着自动驾驶等级的提升，会逐步取消安全员、取消座舱，而摆脱安全员之后，必须增加相应的冗余机制来应对车辆因故障产生的失控状态。智能驾驶矿卡的无人控制通过工控机控制底盘域控制器，再控制各个底盘零部件，没有冗余机制。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种智能驾驶矿卡冗余can总线系统，当底盘域控制器pdc宕机后，由工控机直接介入底盘，控制冗余转向系统及冗余制动系统，使得车辆安全停车，防止事故发生。
4.一种智能驾驶矿卡冗余can总线系统，包括：ipc工控机、pdc底盘线控制机、bcm车身控制器、整车can、工控机can、工控机冗余can，ipc工控机通过整车can连接pdc底盘线控制机、pdc底盘线控制机通过工控机can连接 bcm车身控制器，ipc工控机通过工控机冗余can连接bcm车身控制器。
5.可选地，还包括电控气动比例阀、电控液压比例阀、灯光、雨刮，电控气动比例阀、电控液压比例阀通过pwm信号线连接bcm车身控制器，灯光、雨刮通过导线连接bcm车身控制器。
6.可选地，还包括tcu变速箱、ecu发动机、ebs电子制动器、epb电控转向、eps电控转向，通过工控机can连接ipc工控机。
7.可选地，还包括数据采集仪candtu，采集asc格式的can车辆数据，通过工控机can连接ipc工控机，通过整车can连接bcm车身控制器。
8.可选地，还包括组合导航、感知系统，通过工控机can连接ipc工控机。
9.可选地，还包括tcu、tbox、组合仪表、线控空调、坡度传感器、胎压检测器、中控屏、摄像头，通过工控机can连接ipc工控机。
10.有益效果：本发明的一种智能驾驶矿卡冗余can总线系统，工控机处预留 can总线到bcm控制器，bcm控制器直接硬线控制冗余转向系统以及冗余制动系统；增强了系统的鲁棒性，提高了车辆的安全性，为无人车辆取消安全员奠定基础。
附图说明
11.图1为无人驾驶冗余控制架构图；
12.图2为带冗余总线的can网络拓扑图。
具体实施方式
13.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
14.一种智能驾驶矿卡冗余can总线系统，包括：ipc工控机、pdc底盘线控制机、bcm车身控制器、整车can、工控机can、工控机冗余can，ipc工控机通过整车can连接pdc底盘线控制机、pdc底盘线控制机通过工控机can连接 bcm车身控制器，ipc工控机通过工控机冗余can连接bcm车身控制器。
15.可选地，还包括电控气动比例阀、电控液压比例阀、灯光、雨刮，电控气动比例阀、电控液压比例阀通过pwm信号线连接bcm车身控制器，灯光、雨刮通过导线连接bcm车身控制器。
16.可选地，还包括tcu变速箱、ecu发动机、ebs电子制动器、epb电控转向、eps电控转向，通过工控机can连接ipc工控机。
17.可选地，还包括数据采集仪candtu，采集asc格式的can车辆数据，通过工控机can连接ipc工控机，通过整车can连接bcm车身控制器。
18.可选地，还包括组合导航、感知系统，通过工控机can连接ipc工控机。
19.可选地，还包括teu、tbox、组合仪表、线控空调、坡度传感器、胎压检测器、中控屏、摄像头，通过工控机can连接ipc工控机。
20.ipc工控机：分析处理数据，包括毫米波雷达数据，视觉相机数据，激光雷达数据，车身水平角度数据，高精度地图数据，轨迹规划数据等；根据系统需要以及车辆状态发出控制指令，同时对底盘的各个部件状态、传感器信息进行分析处理。各个部件包括驱动系统，转向系统，制动系统、车身辅件，如灯光、雨刮、喇叭、电磁阀；传感器信息包括货箱举升角度传感器，判断货箱举升角度；胎压检测传感器，检测轮胎气压；气压传感器，检测气室压力；转向角度传感器，检测转向轮的转动角度。
21.pdc底盘域控制器是ipc与底盘各个部件的连接中枢，作用是将ipc的指令传送给底盘，将底盘的状态信息反馈给ipc，底盘的状态信息包括驱动系统的转速、扭矩、故障信息，转向系统的角速度、角度、故障信息，制动系统的制动压力、故障信息，车身辅件的状态，如灯光的是否开启；同时对ipc发出的指令进行分析，若不合理则不响应，如车辆行驶过程中，ipc发送了让车辆举升的命令，则不响应，对底盘零部件出现的故障及时上报，必要时不必等待 ipc的指令直接介入，如急停按钮被拍下时，pdc直接控制车辆进行制动停车，不响应ipc的其他请求，对底盘控制器需要的一些数据直接进行转发，工控机不需要介入。
22.tcu:变速箱控制器：响应系统的动力请求，控制车辆前进、后退。
23.ecu:发动机控制器：响应系统的动力请求，同时将该请求传输给变速箱。
24.ebs电子制动：响应系统的制动请求，控制车辆以一定的减速度减速。
25.epb电子驻车：响应系统的驻车请求，控制车辆驻车。
26.eps电子转向：响应系统的转向请求，控制方向盘以一定的角速度转动一定的角度。
27.bcm车身控制器：响应系统对灯光、雨刮器、喇叭、举升、冗余制动、冗余转向的请求，控制灯光、雨刮器、喇叭的开关，控制货箱的升降，控制电控气动比例阀、电控液压比例
阀的的开度大小。
28.tbox：车联网系统，为车辆提供远程故障诊断，车辆锁车与解锁功能。
29.当无人驾驶系统需要车辆移动(左右转向、前进、后退)时，由ipc工控机经过复杂运算后发出相应的指令给pdc底盘域控制器，同时底盘各个部件通过pdc实时的将状态反馈给工控机进行处理。
30.例：车辆需要向前直线行驶时，ipc根据雷达信号判断前方无障碍物可通行并且车辆具备行驶条件后，行驶条件包括采用自动驾驶模式并且车辆已启动，依次执行以下动作。
31.1、解除驻车：ipc下发解除驻车指令给pdc，用时10ms,pdc将这一指令发送给epb，用时100ms，epb执行解除驻车的动作，执行完成后将状态反馈给pdc，1-2s,执行时间取决于车辆气室的气压，pdc再将状态反馈给ipc，用时10ms。
32.2、向前直线行驶：ipc下发车辆转向角度指令以及油门指令给pdc，用时 10ms，0
°
为直线行驶，油门指令为0-100％中的数值，根据目标车速做一定的计算得到油门指令，pdc将转向角度指令转给eps，用时10ms,将油门指令转给ecu、tcu，用时10ms，ecu实时的将车速、发动机转速、扭矩等信息发送给pdc，用时100ms，pdc再将信息反馈给ipc，用时10ms。
33.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。