[发明专利]智能电动汽车区域架构车载网络化控制系统及调度方法

权利要求书

1.一种调度方法，智能电动汽车区域架构车载网络化控制系统，包括中央计算单元和区域控制单元组，通过车载网络通信连接，且采用软件定义网络SDN和时间敏感网络TSN融合调度逻辑框架；

所述中央计算单元包括SDN控制器和车载应用及服务模块，其中SDN控制器包括中央调度器，分别与车载应用及服务模块和区域控制单元内的区域调度器连接，负责统一管理调度整个区域架构车载网络化控制系统内的所有信息；其中车载应用模块包括各种具体功能及服务，包括智能驾驶模块、智能座舱模块、底盘控制模块、信息娱乐模块；所述智能驾驶模块用于实现车辆感知、决策、规划、执行单元，为人车共驾，或者为无人驾驶；所述智能座舱模块，用于控制座舱单元；所述底盘控制模块用于控制车辆的行驶、转向、传动、制动单元；所述信息娱乐模块用于控制车辆的娱乐单元；

所述区域控制单元组包括第一区域控制单元、第二区域控制单元、第n区域控制单元，位置根据车辆物理区域划分，各区域控制单元与中央计算单元之间连接；

一个区域控制单元和若干传感器节点、执行器节点组成一个区域控制系统；

所述软件定义网络SDN和时间敏感网络TSN融合调度逻辑框架具体为：分成三个平面，一为车载策略平面，功能模块包括车载应用及服务模块，二为车载通信控制平面，功能模块包括SDN控制器，三为车载通信数据平面，功能模块包括区域控制单元组；其中车载通信控制平面的SDN控制器集中式地产生全局调度策略命令并发送给区域控制单元，区域控制单元内部的区域调度器采用TSN机制，接受并执行来自SDN控制器的调度命令，管理单个区域控制单元内的所有信息，从而通过SDN控制器和TSN机制上下层融合实现通信的全局调度管理；

其特征在于：所述方法包括：

在一个周期内整个信息流回路为：区域控制系统内的传感器信息通过网络发送到区域控制单元中，区域控制单元再通过网络发送至SDN控制器内的中央调度器，再发送至车载应用及服务模块，车载应用及服务模块产生相应的控制命令和SDN控制器内的中央调度器的调度命令通过网络一起发送至区域控制单元，最后通过网络发送至区域控制系统内的执行器，执行器完成相应的指令；

调度设计判据为：

其中表示求和运算，表示一个子周期的长度，表示单个消息传输所需要的最长时间，表示系统单次采样周期长度。

2.如权利要求1所述的一种调度方法，其特征在于：具体为：为了保证每个区域控制单元发送和接受信息的同步性，将系统单次采样周期分解为n个子周期，其中个子周期是其中一个车载应用及服务模块所需求的，具体为多少根据功能需求所产生的信息流回路来确定。

3.如权利要求2所述的一种调度方法，其特征在于：系统的信息流回路所带来的延时表示为：

其中表示整个区域架构车载网络化控制系统信息流传递的回路延时，表示其中一个车载应用及服务模块所需求的子周期的个数，表示对系统单次采样周期进行划分的个数，表示系统单次采样周期长度，表示区域控制系统内传感器节点产生的延时，表示区域控制系统内执行器节点产生的延时。

4.根据权利要求1所述的一种调度方法，其特征在于：所述的智能电动汽车区域架构车载网络化控制系统，所述SDN控制器包括复合接收模块，中央调度器、决策模块、复合发送模块；

所述复合接收模块负责接收来自区域控制单元组内不同区域控制单元的信息，发送至中央调度器；

所述中央调度器负责整个车辆的信息调度，接收来自复合接收模块的信息，通过内置的调度策略产生调度命令，发送至决策模块；

所述决策模块负责接收来自中央调度器的调度命令，确定功能需求发送决策命令至复合发送模块；

所述复合发送模块接收来自决策模块的决策命令，发送至对应的车载应用及服务模块。