一种车辆传感器数据分发系统的制作方法

1.本实用新型涉及车辆数据处理技术领域，尤其涉及一种车辆传感器数据分发系统。

背景技术：

2.随着l3～l4级高级辅助驾驶系统或纯无人自动驾驶系统的智能化车辆的发展及普及，汽车辅助驾驶或自动驾驶模块往往除了主运算控制模块以外，还具备一个独立的冗余运算模块，而由于成本的原因，车辆制造商往往无法为主运算控制模块及冗余运算模块都单独配置一套独立的传感器，因而需要对传感器的数据进行分发。
3.目前，通常将不同类型的传感器，如显示设备、车载以太网摄像头、激光雷达通过光纤串联在一起形成环状网络来进行数据传输，但是如果环状网络中的一个节点发生通信故障，则会导致整个车载网络瘫痪而停止工作，无法满足智能化车辆的高可靠性要求。

技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种车辆传感器数据分发系统，以解决传感器串联形成环状网络传输数据容易导致车载网络瘫痪、无法满足自动驾驶汽车的高可靠性要求的问题。
5.本实用新型提供了一种车辆传感器数据分发系统，用于将车辆的多个传感器的传感数据分发到所述车辆的主运算控制模块和冗余运算控制模块，包括：
6.第一以太网芯片，所述第一以太网芯片与所述主运算控制模块连接；
7.第二以太网芯片，所述第二以太网芯片与所述冗余运算控制模块连接；
8.其中，所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片还分别连接不同的传感器，所述第二以太网芯片还与所述第一以太网芯片连接以交换数据；
9.所述第一以太网芯片将接收到的传感数据输出到所述主运算控制模块，所述第二以太网芯片将接收到的传感数据输出到所述冗余运算控制模块。
10.可选地，所述传感器包括车辆姿态传感器，所述车辆姿态传感器与所述车辆的mcu连接，所述mcu还与所述第一以太网芯片或第二以太网芯片连接。
11.可选地，所述mcu设置有spi接口和以太网接口，所述车辆姿态传感器采集到的传感数据通过所述spi接口传输到所述mcu，所述mcu通过所述以太网接口向所述第二以太网芯片或第二以太网芯片传输所接收的传感数据。
12.可选地，所述传感器还包括卫星定位天线，所述卫星定位天线与所述车辆中的卫星定位数据接收电路连接，所述卫星定位数据接收电路连接还与所述车辆的mcu连接，所述mcu还与所述第一以太网芯片或第二以太网芯片连接。
13.可选地，所述mcu上还设置有spi接口、i2c接口和以太网接口，所述卫星定位数据接收电路接收到的传感数据通过所述spi接口以及所述i2c发送到所述mcu，所述mcu通过所述以太网接口向所述第一以太网芯片或第二以太网芯片传输所接收的传感数据。
14.可选地，还包括电源电路，所述电源电路的输出端与所述第一以太网芯片和所述
第二以太网芯片连接，所述电源电路的输出入与所述车辆的电源。
15.可选地，所述车辆的电源包括主电源和冗余电源，所述电源电路还包括电源切换电路和稳压电路，所述电源切换电路与所述主电源、所述冗余电源以及所述稳压电路连接，所述稳压电路与所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片连接。
16.可选地，所述传感器包括360度激光雷达、盲区激光雷达、毫米波激光雷达、摄像头中的至少一种，每种所述传感器的数量至少为1个。
17.可选地，所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片均为多通道以太网交换芯。
18.可选地，所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片均设置有以太网接口，所述以太网接口为车载以太网接口或工业级以太网接口。
19.本实用新型实施例提供的车辆传感器数据分发系统，包括第一以太网芯片和第二以太网芯片，第一以太网芯片与主运算控制模块连接，第二以太网芯片与冗余运算控制模块连接；其中，第一以太网芯片、第二以太网芯片还分别连接不同的传感器，第二以太网芯片还与第一以太网芯片连接以交换数据；第一以太网芯片将接收到的传感数据输出到主运算控制模块，第二以太网芯片将接收到的传感数据输出到冗余运算控制模块。由于第一以太网芯片、第二以太网芯片分别连接不同的传感器，且第一以太网芯片与第二以太网芯片之间可以交换数据，则第一以太网芯片、第二以太网芯片可以接收到所有传感器的传感数据，因而分别与第一以太网芯片、第二以太网芯片连接的主运算控制模块和冗余运算控制模块也可以接收到所有传感器的传感数据，实现传感数据的分发，并且，每个传感器直接与第一以太网芯片或第二以太网芯片，即使其中一个传感器的数据传输发生故障，也不影响其他传感器的数据传输，即不会导致车载网络瘫痪，可以满足智能化车辆低成本、高可靠性的要求。
20.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型实施例提供的一种车辆传感器数据分发系统的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的另一种车辆传感器数据分发系统的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
25.辅助驾驶或自动驾驶汽车等智能化车辆相较于传统汽车来说，通常设置有较多的传感器，例如，雷达传感器、摄像头等。智能化车辆内的主运算控制模块对传感器的传感数据进行识别和处理以控制车辆行驶、避障等。除了主运算控制模块以外，智能化车辆还具备一个独立的冗余运算模块，冗余运算模块用于当主运算控制模块失效时，代替主运算控制模块执行车辆控制任务，而当冗余运算模块执行辅助驾驶或者自动驾驶时，同样也需要车辆传感器的数据。
26.图1为本实用新型实施例提供的一种车辆传感器数据分发系统，可适用于将车辆的多个传感器的传感数据分发到车辆的主运算控制模块和冗余运算控制模块的情况。如图1所示，该车辆传感器数据分发系统1包括第一以太网芯片11、第二以太网芯片12；第一以太网芯片11与主运算控制模块2连接，第二以太网芯片12与冗余运算控制模块3连接。
27.以太网芯片是一款微小的控制器，把以太网媒体接入控制器和物理接口收发器整合进同一芯片中，即以太网phy(physical layer)芯片。本实施例中的第一以太网芯片11、第二以太网芯片12负责接收传感器传输的电、光这类模拟信号，并将信号进行转发，因此，第一以太网芯片11、第二以太网芯片12相当于信号中转站。第一以太网芯片11、第二以太网芯片12均为多通道以太网交换芯，且第一以太网芯片11、第二以太网芯片12均设置有以太网接口，其中，以太网接口为车载以太网接口或工业级以太网接口。
28.如图1所示，第一以太网芯片11、第二以太网芯片12均连接不同的传感器，传感器包括360度激光雷达41、毫米波激光雷达42、盲区激光雷达43、摄像头44，传感器采集的传感数据通过以太网传输给第一以太网芯片11或第二以太网芯片12。其中，每种传感器的数量至少为1个。例如，摄像头44的数量可以为8个，而毫米波激光雷达42的数量可以为10个。
29.需要说明的是，图1所示的传感器与第一以太网芯片11、第二以太网芯片12的连接方式仅为示例，在实际应用中，传感器与第一以太网芯片11、第二以太网芯片12的连接方式可以根据实际需求来进行调整，例如，当360度激光雷达41离第二以太网芯片12的距离较近或者接线长度较短时，360度激光雷达41也可以与第二以太网芯片12连接，本实用新型对传感器与第一以太网芯片11、第二以太网芯片12的连接方式不作限定。
30.第二以太网芯片12还与第一以太网芯片11连接以交换数据，即第二以太网芯片12、第一以太网芯片11可以分别将自身接收到的传感器数据发送给对方，则第一以太网芯片11、第二以太网芯片12均可以接收到所有传感器的传感数据。
31.第一以太网芯片11将接收到的传感数据输出到主运算控制模块2，第二以太网芯片12将接收到的传感数据输出到冗余运算控制模块3。由于第一以太网芯片11、第二以太网芯片12均可以接收到所有传感器的传感数据，对应地，主运算控制模块2、冗余运算控制模块3也可以接收到所有传感器的传感数据。
32.本实用新型实施例提供的车辆传感器数据分发系统，包括第一以太网芯片和第二以太网芯片，第一以太网芯片与主运算控制模块连接，第二以太网芯片与冗余运算控制模块连接；其中，第一以太网芯片、第二以太网芯片还分别连接不同的传感器，第二以太网芯片还与第一以太网芯片连接以交换数据；第一以太网芯片将接收到的传感数据输出到主运算控制模块，第二以太网芯片将接收到的传感数据输出到冗余运算控制模块。由于第一以太网芯片、第二以太网芯片分别连接不同的传感器，且第一以太网芯片与第二以太网芯片之间可以交换数据，则第一以太网芯片、第二以太网芯片可以接收到所有传感器的传感数
据，因而分别与第一以太网芯片、第二以太网芯片连接的主运算控制模块和冗余运算控制模块也可以接收到所有传感器的传感数据，实现传感数据的分发，可以确保当主运算控制模块或冗余运算控制模块当中的任意一个失能时，另外一个控制模块可以获取所有的传感器数据以持续确保车辆正常工作。并且，各类传感器分别连接第一以太网芯片或第二以太网芯片，即使其中一个传感器的数据传输发生故障，也不影响其他传感器的数据传输，即不会导致车载网络瘫痪，可以满足智能化车辆低成本、高可靠性的要求。
33.在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，传感器包括车辆姿态传感器45，车辆姿态传感器45用于采集车辆姿态数据，车辆姿态数据包括俯仰度、侧向加速度、纵向加速度、扭曲度等，智能化车辆一般设置有用于调节车身高度、减震器阻尼的悬架，则需要根据车辆姿态数据去控制悬架。车辆姿态传感器45与车辆的mcu 5连接，车辆的mcu 5即微控制器，mcu 5还与第一以太网芯片11或第二以太网芯片12连接，示例性地，图1示出了mcu 5与第二以太网芯片12连接。由车辆姿态传感器45传输到mcu 5的传感数据同样也可以传输到第二以太网芯片12中，再经过第一以太网芯片11、第二以太网芯片12之间的数据交换以及数据传输，车辆姿态传感器45的传感数据可以被发送到主运算控制模块2和冗余运算控制模块3中，主运算控制模块2或冗余运算控制模块3则可以根据车辆姿态数据来向悬架发送控制信号，以调节车身高度和减震器阻尼。
34.在本实用新型的一个可选实施例中，mcu 5设置有spi接口和以太网接口，车辆姿态传感器45采集到的传感数据通过spi接口传输到mcu 5，mcu5通过以太网接口向第一以太网芯片11或第二以太网芯片12传输所接收的传感数据。
35.在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，传感器还包括卫星定位天线46，卫星定位天线46可接收卫星发射的信号作为传感数据。卫星定位天线46与车辆中的卫星定位数据接收电路6通过同轴电缆连接，卫星定位数据接收电路6连接还与mcu 5连接，mcu 5还与第一以太网芯片11或第二以太网芯片12连接，则由卫星定位天线46传输的距离数据可以通过卫星定位数据接收电路6、mcu 5、第一以太网芯片11或第二以太网芯片12发送到主运算控制模块2和冗余运算控制模块3中，进而主运算控制模块2或冗余运算控制模块3可以根据该传感数据来确定车辆当前的位置信息。
36.在本实用新型的一个可选实施例中，mcu 5上还设置有spi接口、i2c接口和以太网接口，卫星定位数据接收电路6接收到的传感数据通过spi接口以及i2c发送到mcu 5，mcu 5通过以太网接口向第一以太网芯片11或第二以太网芯片12传输所接收的传感数据。
37.其中，spi接口、i2c接口的数据传输速度较慢但成本较低，而以太网接口的数据传输速度较快但成本较高，因为对于卫星定位天线46、卫星定位数据接收电路6以及车辆姿态传感器45来说，spi接口、i2c接口的数据传输速度已经可以满足传输需求，因此不需要高速传输的以太网接口。采用与传输需求匹配的接口，可在满足传输需求的同时降低成本。
38.在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，车辆传感器数据分发系统1还包括电源电路13，电源电路13的输出端与第一以太网芯片11和第二以太网芯片12连接，电源电路13的输入端连接车辆的电源。
39.在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，车辆的电源包括主电源7和冗余电源8，电源电路13还包括电源切换电路131和稳压电路132，电源切换电路131与主电源7、冗余电源8以及稳压电路132连接，稳压电路132与第一以太网芯片11、第二以太网芯片12连
接。由主电源7、冗余电源8双重输入，冗余电源8作为主电源7的备份电源，当主电源7出现电源故障或电源线路故障时，电源切换电路131则将电源输入切换为冗余电源8，可确保车辆传感器数据分发系统1的正常运行。稳压电路132则在切换电源时可以保持输出电压不变或减小电压变化量，以减小电压变化给第一以太网芯片11和第二以太网芯片12的正常工作带来影响。
40.本实用新型实施例提供的车辆传感器数据分发系统，对于不同类型的传感数据，采用与数据传输速率需求匹配的接口，可在满足传输需求的同时降低成本，此外，还在车辆的电源设置了主电源和冗余电源，对应地，在车辆传感器数据分发系统中设置了电源切换电路及稳压电路，以确保车辆传感器数据分发系统电源稳定供应，提高车辆整体可靠性。
41.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

技术特征：

1.一种车辆传感器数据分发系统，其特征在于，用于将车辆的多个传感器的传感数据分发到所述车辆的主运算控制模块和冗余运算控制模块，包括：第一以太网芯片，所述第一以太网芯片与所述主运算控制模块连接；第二以太网芯片，所述第二以太网芯片与所述冗余运算控制模块连接；其中，所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片还分别连接不同的传感器，所述第二以太网芯片还与所述第一以太网芯片连接以交换数据；所述第一以太网芯片将接收到的传感数据输出到所述主运算控制模块，所述第二以太网芯片将接收到的传感数据输出到所述冗余运算控制模块。2.如权利要求1所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述传感器包括车辆姿态传感器，所述车辆姿态传感器与所述车辆的mcu连接，所述mcu还与所述第一以太网芯片或第二以太网芯片连接。3.如权利要求2所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述mcu设置有spi接口和以太网接口，所述车辆姿态传感器采集到的传感数据通过所述spi接口传输到所述mcu，所述mcu通过所述以太网接口向所述第二以太网芯片或第二以太网芯片传输所接收的传感数据。4.如权利要求1所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述传感器还包括卫星定位天线，所述卫星定位天线与所述车辆中的卫星定位数据接收电路连接，所述卫星定位数据接收电路连接还与所述车辆的mcu连接，所述mcu还与所述第一以太网芯片或第二以太网芯片连接。5.如权利要求4所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述mcu上还设置有spi接口、i2c接口和以太网接口，所述卫星定位数据接收电路接收到的传感数据通过所述spi接口以及所述i2c发送到所述mcu，所述mcu通过所述以太网接口向所述第一以太网芯片或第二以太网芯片传输所接收的传感数据。6.如权利要求1所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路的输出端与所述第一以太网芯片和所述第二以太网芯片连接，所述电源电路的输出入与所述车辆的电源。7.如权利要求6所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述车辆的电源包括主电源和冗余电源，所述电源电路还包括电源切换电路和稳压电路，所述电源切换电路与所述主电源、所述冗余电源以及所述稳压电路连接，所述稳压电路与所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片连接。8.如权利要求1-7任一项所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述传感器包括360度激光雷达、盲区激光雷达、毫米波激光雷达、摄像头中的至少一种，每种所述传感器的数量至少为1个。9.如权利要求1-7任一项所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片均为多通道以太网交换芯。10.如权利要求1-7任一项所述的车辆传感器数据分发系统，其特征在于，所述第一以太网芯片、所述第二以太网芯片均设置有以太网接口，所述以太网接口为车载以太网接口或工业级以太网接口。

技术总结

本实用新型公开了一种车辆传感器数据分发系统，包括第一以太网芯片和第二以太网芯片，第一以太网芯片与主运算控制模块连接，第二以太网芯片与冗余运算控制模块连接，第一以太网芯片、第二以太网芯片还分别连接不同的传感器，第二以太网芯片还与第一以太网芯片连接以交换数据，则第一以太网芯片、第二以太网芯片可以接收到所有传感器的传感数据，第一以太网芯片将接收到的传感数据输出到主运算控制模块，第二以太网芯片将接收到的传感数据输出到冗余运算控制模块，因而主运算控制模块和冗余运算控制模块都可以接收到所有传感器的传感数据，实现传感数据的分发，并且，其中一个传感器的数据传输发生故障，也不影响其他传感器的数据传输，可靠性高。可靠性高。可靠性高。