一种L2级别自动驾驶车辆的AI控制装置的制作方法

本实用新型涉及车辆自动驾驶技术领域，具体涉及一种自动驾驶车辆的ai控制装置。

背景技术：

自动驾驶车辆是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶车辆依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

自动驾驶技术分为多个等级，按照sae(美国汽车工程师协会)的标准，自动驾驶汽车视智能化、自动化程度分为6个等级：无自动化(l0)、驾驶支援(l1)、部分自动化(l2)、有条件自动化(l3)、高度自动化(l4)和完全自动化(l5)。其中sae(美国汽车工程师协会)对l2级别自动驾驶的定义为：能够通过驾驶环境对方向盘和加减速中的多项操作提供驾驶支援，其他的驾驶动作都由人类驾驶员操作。是一个车辆电气可操控方向盘和油门刹车踏板、需要驾驶员监视路况随时介入操控的自动驾驶级别。可以实现：自适应巡航、车道保持、自动刹车辅助、自动泊车等的一些自动驾驶功能，所以需要在汽车上装配各种传感器，比如：摄像头、毫米波雷达、激光雷达乃至gps和轮速传感器，并且需要搭载用于收集传感器信息，运算融合后作出驾驶决策并操控汽车的自动驾驶控制器。

nvidiajetsontx2是一款嵌入式ai计算机，它具有256个nvidiapascal核的gpu，两个armv8cpu和四个armcortex-a57，1.4gpix/s的图像处理器，搭载8gblpddr4内存，且内存带宽为59.7gb/s，配备多种标准硬件接口且具有高速can接口，可适用于汽车的自动驾驶处理控制。

目前的自动驾驶方案大多是，将摄像头、雷达、gps数据融合的处理器外置或者将自动驾驶信息处理交由中控车机系统的方式来实现，前者因为需要在系统外接传感器处理模块，使得车上线材杂乱，增加汽车重量，难以安装，以及后期维护成本高；后者因为中控车机处理器并不专用于自动驾驶视觉处理，使得中控车机处理器处理过多数据以至负荷加重、响应实时性受影响，严重时还可能会影响到汽车在道路上的行驶安全，而且目前的中控车机系统集成度高，所有器件都简单地堆放在一个pcb或系统上，结构单一不灵活，不方便后续子功能的升级改造。

技术实现要素：

为了克服上述技术缺陷，本实用新型提供一种l2级别自动驾驶车辆的ai控制装置，以解决上述背景技术中所提及的技术问题。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述一种l2级别自动驾驶车辆的ai控制装置，包括整机底壳，所述整机底壳上可拆卸安装有自动驾驶pcb，所述自动驾驶pcb上固定安装有摄像头解串板卡、自动驾驶处理器、固态硬盘、电源管理芯片、无线通信模块、多个不同类型的接口以及多个不同类型的连接座，所述整机底壳上还可拆卸安装有一体散热铝后壳。

作为本方案的进一步改进,所述接口包括显示输出接口、以太网接口、电源接口、通信接口、usb接口、风扇接口以及调试接口。

作为本方案的进一步改进，所述连接座包括摄像头解串板卡连接座、固态硬盘连接座、摄像头同轴连接座以及总线接口连接座。

作为本方案的进一步改进，所述自动驾驶pcb上安装有用于覆盖摄像头解串板卡的摄像头解串板卡屏蔽盒。

作为本方案的进一步改进，所述一体散热铝后壳上安装有散热风扇。

作为本方案的进一步改进，所述自动驾驶处理器上安装有导热硅胶。

作为本方案的进一步改进，所述自动驾驶处理器上安装有散热铝块。

作为本方案的进一步改进，所述整机底壳内凸出设置有多个用于固定自动驾驶pcb的螺丝柱，所述自动驾驶pcb上对应每一螺丝柱位置处贯穿有第一通孔。

作为本方案的进一步改进，所述摄像头解串板卡在自动驾驶pcb上安装有两块。

作为本方案的进一步改进，所述整机底壳四周侧面上贯穿有多个第二通孔，所述一体散热铝后壳四周侧面上对应每一第二通孔处开设有螺丝孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、区别于使用中控车机系统，使用ai自动驾驶处理器收集自动驾驶传感信息并计算处理输出车控命令，可提高自动驾驶图像识别率，降低中控车机系统负担，间接地提高自动驾驶有效率；

2、自动驾驶功能较集中，减少线材的连接，降低线材成本；

3、模块用接口卡板式，方便日后升级调试，可据功能需求自由设计模块板卡，大大降低功能升级、设计更改的时间成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型中自动驾驶pcb上各部件的安装结构图；

图2是本实用新型的结构示意图；

图3是本实用新型的爆炸图；

图中：1、摄像头解串板卡；2、摄像头解串板卡连接座；3、固态硬盘连接座；4、固态硬盘；5、自动驾驶pcb；6、显示输出接口；7、摄像头同轴连接座；8、以太网接口；9、电源接口；10、通信接口；11、usb接口；12、电源管理芯片；13、无线通信模块；14、总线接口连接座；15、风扇接口；16、调试接口；17、自动驾驶处理器；18、整机底壳；19、一体散热铝后壳；20、摄像头解串板卡屏蔽盒；21、散热风扇；22、散热铝块；23、整机支架固定柱；24、螺丝柱；25、第一通孔；26、导热硅胶；27、第二通孔；28、螺丝孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，本实用新型所述的一种l2级别自动驾驶车辆的ai控制装置，包括矩形状的整机底壳18，底壳通过薄板件弯折而成，壁厚均匀。整机底壳18上可拆卸安装有矩形状的自动驾驶pcb5，整机底壳18内的四角凸出设置有四个用于固定自动驾驶pcb5的螺丝柱24，螺丝柱24内开设有一定深度的螺孔，自动驾驶pcb5上对应每一螺丝柱24位置处贯穿有第一通孔25。在固定自动驾驶pcb5时，将螺丝穿过第一通孔25并螺纹连接于螺丝柱24，螺丝往下拧入时压紧自动驾驶pcb5。

自动驾驶pcb5底部铺设有预先设计好的铜箔回路，各外部模块直接装入其上即可电性连接并启动工作，自动驾驶pcb5上固定安装有摄像头解串板卡1、自动驾驶处理器17、固态硬盘4、电源管理芯片12、无线通信模块13、多个不同类型的接口以及多个不同类型的连接座。

自动驾驶处理器17安装在自动驾驶pcb5的中上方位置，在本实施例中，自动驾驶处理器17具体为nvidiajetsontx2的ai单模块计算机，可对数据进行智能处理,具有深度神经网络。固态硬盘4安装于自动驾驶pcb5的右方，以板卡的方式与自动驾驶处理器17相连接，能快速的进行读存数据。

电源管理芯片12安装在自动驾驶pcb5的中部位置，为矩形状且体积相对较小。所述装置在电源接口9接上外部电源之后，会先经过一些电源检测电路确保电源正常，接着自动驾驶pcb5上的电源管理芯片12就会优先启动，电源管理芯片12监控着整个自动驾驶pcb5上各模块的电源，负责使能自动驾驶处理器17需求的外设电源，并监控自动驾驶处理器17的运行状态，当监测到外来电源不正常时，按一定顺序及时地关闭供给自动驾驶处理器17和各模块的电源，确保自动驾驶处理器17的安全，另外电源管理芯片12还负责中转由中控车机过来的通信信号，并反馈自动驾驶处理器17给中控车机的信号，电源管理芯片12的软件更新由调试接口16外接usb转串口板连接到电脑来实现。

无线通信模块13安装于自动驾驶pcb5的左方位置，主要起到装置内部与外部终端无线连接的桥梁作用，使装置内部与外部终端及时进行信息互动。

接口包括显示输出接口6、以太网接口8、电源接口9、通信接口10、usb接口11、风扇接口15以及调试接口16。除风扇接口15及调试接口16安装于自动驾驶pcb5上方位置外，其余各接口安装于自动驾驶pcb5的下方位置。风扇接口15安装在自动驾驶处理器17的左上方，用于与散热风扇21连接，以提供散热风扇21工作时的电能；usb接口11安装在无线通信模块13下方，自动驾驶处理器17通过usb接口11进行升级，在本实施例中，usb接口11安装有两个；调试接口16安装在风扇接口15右侧，用于对装置进行安装调试用；通信接口10安装于usb接口11下方，用于接收和传送各种信息；电源接口9安装于通信接口10右侧，用于与外部电源连接，以提供整个装置所需的电能；以太网接口8安装于电源接口9右侧，用于输出视频图像至中控车机显示；显示输出接口6安装于固态硬盘4下方，用于输出视频图像至外围显示屏显示。

自动驾驶pcb5上安装有用于覆盖摄像头解串板卡1的摄像头解串板卡屏蔽盒20。摄像头解串板卡屏蔽盒20覆盖摄像头板卡处，摄像头解串板卡屏蔽盒20底部凸出设置有开设有内螺纹的连接柱，自动驾驶pcb5上相应贯通有孔，即从自动驾驶pcb5底部打螺丝固定摄像头解串板卡屏蔽盒20。

连接座包括摄像头解串板卡连接座2、固态硬盘连接座3、摄像头同轴连接座7以及总线接口连接座14。摄像头解串板卡1及摄像头解串板卡连接座2分别安装有两块，摄像头解串板卡1嵌设安装于摄像头解串板卡连接座2上，一并安装在自动驾驶pcb5的右上方位置；固态硬盘连接座3安装在固态硬盘4上方并与其连接，能支持更高的传输速率；摄像头同轴连接座7安装在以太网接口8右侧，安装有两个，用于接收外部输入的同轴串行图像信号；总线接口连接座14安装在无线通信模块13上方，用于将无线通信模块13与自动驾驶处理器17通信连接；在本实施例中，固态硬盘连接座3具体为m.2ngffkeym连接座，总线接口连接座14具体为minipcie连接座。

整机底壳18上还可拆卸安装有一体散热铝后壳19，铝材质散热性良好，可及时向外部散出热量。一体散热铝后壳19对应自动驾驶处理器17上安装有散热铝块22，散热铝块22能加快自动驾驶处理器17位置处的散热速度，一体散热铝后壳19上进一步安装有散热风扇21，散热风扇21加快散热铝块22处风的流速，自动驾驶处理器17与散热铝块22间安装有薄片状的导热硅胶26，导热硅胶26导热性良好，能将内部产生的热量及时导出。通过各散热部件的相互配合，使装置内的散热能力大大提升，从而使工作更加稳定、可靠。

整机底壳18四周侧面上贯穿有多个第二通孔27，一体散热铝后壳19四周侧面上对应每一第二通孔27处开设有螺丝孔28。因而在固定安装好各部件后，即可使用螺钉将整机底壳18与一体散热铝后壳19固定连接。一体散热铝后壳19上中部还凸出设置有三个整机支架固定柱23，通过整机支架固定柱23可将装置固定安装于车辆的部件上。

示例地，无线车控功能部分，正常停车时，自动驾驶系统将会进入休眠状态，直到无线通信模块13接收到来自手机终端的唤醒和命令信息，无线通信模块13唤醒电源管理芯片12，电源管理芯片12使能控制重新接通电源并启动自动驾驶处理器17，待自动驾驶处理器17准备好后，无线通信模块13交递命令信息给自动驾驶处理器17，自动驾驶处理器17解码命令信息并决策是否执行，若执行即通过通信电路高速can通知车辆的vcu，若因情况不能执行，自动驾驶处理器17由usb通信反馈信息给无线通信模块13，由无线通信模块13通过空中无线电信息转交给手机终端。在该示例中，本实用新型的无线通信模块13以板卡的方式采用minipcie与自动驾驶处理器17通信连接，通信接口10有usb、minipcie，满足现有的4g通信模块和5g通信模块带宽要求，所以无线通信模块13可以自由设计板卡方案，方便升级调试。

示例地，自动驾驶的工作需要从外界获取gps定位信息，为达到高精度的gps定位效果，gps模块需要获取rtk信息，rtk信息可由无线通信模块13通过串口获得，由于gps模块是外挂于车辆的高速can线路上，所以在本实施例中，载有rtk信息的串口，定义在通信接口10传输，gps模块获取到rtk信息计算出精确的三维位置座标后，将定位报文以can的形式交给自动驾驶处理器17，接着，自动驾驶处理器17在高精地图上画点、运行轨迹，高精地图由于数据量庞大，需要硬盘存储，在本实用新型中，设计有m.2ngffkeym连接座，固态硬盘4也以板卡形式与自动驾驶处理器17相连接，传输接口也以pcie为主。

自适应巡航、车道保持、自动刹车辅助、自动泊车等自动驾驶功能都需要高清摄像头、微波雷达和超声波雷达的支持，在本实施例中，微波雷达和超声波雷达都与自动驾驶处理器17通过高速can通信连接，接口定义于通信接口10，自动驾驶处理器17可支持最多6个高清摄像头、最大1.4gpix/s的图像处理宽带，摄像头板解串板卡通过两个立式的摄像头解串板卡连接座2与自动驾驶pcb5相接，摄像头解串板卡1的功能类似于usb集线器，由摄像头同轴连接座7输入的同轴串行图像信号，经自动驾驶pcb5传输到摄像头解串板卡1，摄像头解串板卡1上的解串芯片解码同轴串行信号成为csi并行图像信号，最后输出给自动驾驶处理器17处理，由于最多支持的6个摄像头相互独立，所以两个摄像头解串板卡1是没有区别、安装上没有主次之分的。

gps模块、超声波雷达、微波雷达经由高速can，无线通信模块13经由usb，高清摄像头通过csi，都接到自动驾驶处理器17，自动驾驶处理器17接收以上各传感信息，做数据融合、运算决策，最后在vcu的can上传输车控命令，所述的自动驾驶功能都需要开发设计软件，所以自动驾驶处理器17的程序升级通过usb接口11与电脑连接。

示例地，车辆上的gps模块、超声波雷达、微波雷达的高速can可由车身线材接于通信接口10，车上的环视摄像头通过多根同轴电缆，接于摄像头同轴连接座7，雷达信息与摄像头视频图像数据融合后可把视频图像输出显示，可由以太网接口8输出接到中控车机显示，也可以通过显示输出接口6单独接到外围显示屏输出；自动驾驶功能的人机界面设计于中控车机，本实施例的自动驾驶系统可从中控车机接的车身can获取人机界面指令，该高速can定义于通信接口10，本实例的自动驾驶系统的电源管理芯片12拾取人机界面指令，再由spi或i2c通信接口10通知自动驾驶处理器17。

本实施例所述nvidiajetsontx2的ai单模块计算机、m.2ngffkeym连接座以及minipcie连接座的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。