豐田最新L2系統(tǒng)和軟件架構解析

駕駛哥

2021年5月12日 14:16

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今天我們來進一步看看TAD系統(tǒng)的架構。

系統(tǒng)冗余介紹

上一篇說過TAD系統(tǒng)在電源、通信、ECU等都做了備份，可以再看一下圖1。該圖中展示了關鍵組件的冗余硬件配置。

豐田最新L2系統(tǒng)和軟件架構解析的圖1

圖1 TAD系統(tǒng)的冗余配置

在電源冗余方面，除了制動電子控制單元和轉(zhuǎn)向電子控制單元外，負責執(zhí)行識別、決策和控制等基本功能的自動駕駛ECU也都連接至主電源和備份電源。即使主電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障，這些ECU依然可以正常工作。

在前置傳感器方面，為了保證數(shù)據(jù)輸入的安全，雷達和廣角攝像頭連接到主電源，而激光雷達和長焦攝像頭連接到備份電源，保證前方的傳感器覆蓋。

在通信冗余方面，數(shù)據(jù)通信不僅在自動駕駛ECU內(nèi)部建立，還通過CAN和ETH與其他ECU進行數(shù)據(jù)通信。另外自動駕駛、制動和轉(zhuǎn)向電子控制單元之間的通信線路也是冗余構建的。這允許制動和轉(zhuǎn)向電子控制單元在檢測到來自自動駕駛電子控制單元的一些通信中斷時，切換到從另一個通信路徑獲取的數(shù)據(jù)，以保持車輛受控。

在ECU冗余方面，TAD系統(tǒng)中采用了Soc+ MCU的組合，其中Soc負責識別和決策，MCU負責控制。除了硬件的自我監(jiān)視功能以及SoC和MCU中的計算操作故障外，還通過MCU監(jiān)視SoC的操作輸出數(shù)據(jù)的有效性來增強系統(tǒng)可靠性。

軟件架構

自動駕駛ECU為車輛控制提供必要的外圍識別、高精度地圖信息處理、車輛位置估計、行為規(guī)劃、軌跡及其速度規(guī)劃的生成、生成規(guī)劃的跟蹤控制、系統(tǒng)狀態(tài)管理等功能。

軟件功能的功能分配

圖2顯示了主要軟件功能組件的分配及其處理流程。系統(tǒng)芯片負責包括DNN的圖像識別、傳感器融合的外圍對象識別、用于識別車輛位置的定位以及用于行為決策和軌跡生成的規(guī)劃器等功能，另外OTA管理器被部署在SoC。

豐田最新L2系統(tǒng)和軟件架構解析的圖2

圖2 自動駕駛ECU功能分配

MCU負責車輛速度控制、跟蹤計劃軌跡，以及備份控制功能。該系統(tǒng)還具有系統(tǒng)狀態(tài)管理功能，包括緊急情況下的碰撞避免和異常監(jiān)視功能。另外用于冗余的子MCU的功能與主MCU中的功能相同。

系統(tǒng)異常評估

在對系統(tǒng)異常的響應方面，將圖2所示的一系列功能集成到自動駕駛ECU上進行實車測試。圖3為在100km/h左右轉(zhuǎn)彎時的退化控制結(jié)果，其中規(guī)劃函數(shù)輸出了SoC異常導致的異常路徑軌跡。圖3 (a)、(b)、(c)分別為偏離車道中心的量、計算得到的轉(zhuǎn)向角度值和控制狀態(tài)。

豐田最新L2系統(tǒng)和軟件架構解析的圖3