[发明专利]一种用于无人驾驶车辆的实时通信控制方法

说明书

本发明属于车辆无人驾驶领域，公开了一种用于无人驾驶车辆的实时通信控制方法，每个实时以太网智能通信节点通过单对双绞线和交换机互连，构成实时以太网车载网络；网络中至少存在一个实时以太网智能节点为主节点，在每个通信周期内通过单播请求帧轮序各个实时以太网智能节点，协调各个从站，分配总线使用权，实现实时通信；其余配置为从节点，每个节点有唯一的节点号；从节点在收到主节点发送来的请求帧发送一个回复帧，把自己需要发送的数据广播到网络上。本发明网络中的每个节点都会有一次收取/发送数据，即使面对不断增加的车载传感器，也不会降低其实时性，适应未来无人驾驶车辆的发展趋势。

技术领域

本发明属于车辆无人驾驶领域，尤其涉及一种用于无人驾驶车辆的实时通信控制方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

业内常用的现有技术包括：LIN总线、CAN总线、FLERAY总线、MOST总线；LIN总线网络为单个主节点和多个从节点构成，可连接节点数少，信号无需仲裁，依靠标识符判断，标识符长度长，速率最高达20kbps，传输距离短；CAN总线网络为多个节点构成，采用仲裁方式通信，可连接节点数较多，实时性低，速率最高达1Mbps；FLERAY总线和MOST总线都是采用时间触发的通信方式，实时性高，实现较复杂，成本高，目前应用相对较少；CAN总线的性能稳定和价格便宜，现有技术成熟，所以业内常以CAN总线作为车载网络系统，常常与LIN总线配合使用。

随着汽车电子技术的快速发展，未来的汽车发展将向着主动安全与智能驾驶及最终实现无人驾驶的方式转变。无人驾驶是通过计算机技术、电子通信技术、传感技术等集环境感知、实时控制和精准执行等环节基础上的跨行业、跨学科的综合技术，同时代表着一个国家的科研实力和工业现代化，是加速经济的发展，推进工业现代化步伐的关键一环，有着重要的战略意义。

但是现有的主流车载通信总线却限制着无人驾驶的进程，即使不断的改进，通过多个LIN结合CAN的通信方式解决了大量数据高速通信的需要，其优先权仲裁的传输机制存在严重的滞后性，通信周期内优先权较低的信号在通信周期被高优先权的不断的后置，实时性得不到保障，会造成无法挽回的灾难性后果，对生命安全是极大的威胁。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有技术中，总线“空闲”或“繁忙”状态未知，容易发生冲突，造成信号的错误；

当错误信号产生后，会重新发送，大量占用总线资源，甚至造成堵塞；

(2)采用优先权仲裁的传输机制存在严重的滞后性，数据得不到有效的传输；

(3)面对不断增多的车载传感器，数据量不断递增，实时性不断衰减；

(4)网络中可连接节点数少，传输速率低；

(5)现有技术中实时性高，性能较优的总线成本高，应用领域受限。

解决上述技术问题的难度和意义：

难度在于：上述技术问题的根本原因在于自身的局限性。由于早期总线通信的开发内容是为早期的有人驾驶服务的，只需满足车载电器的传输即可，无需考虑辅助驾驶和实时性，其硬件电路设计较为简单，网络节点数受到物理特性的限制；软件协议受限，无法实现更新迭代；如果要进行二次开发，其提升也是收益甚微的，并不能满足未来无人车辆的需求，故需要寻求一种新的通信架构。

解决现有技术后带来的意义：

使得车载实时以太网在车载网络通信领域的应用更近一步，推动了车载实时以太网在无人车辆的应用和不断完善。车载实时以太网性能优异，具有通信强实时性，传输速率高，可接入节点多，架构实现简单，面对众多车型适应性高，成本低等特点，满足现阶段智能辅助驾驶的通信需求，更可通过不断的更新迭代满足无人驾驶的苛刻的通信条件。

发明内容