本实用新型涉及自动驾驶车辆技术领域，更具体地说，涉及自动驾驶车辆中的数据采集设备。
背景技术：
自动驾驶车辆又称无人驾驶车辆，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能车辆。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等协同合作，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。自动驾驶的关键技术包括环境感知、行为决策、路径规划和运动控制等。
采集特定外部环境、交通状况、车辆行驶状态下的数据，用以训练自动驾驶车辆的环境感知系统对提升其性能帮助很大。目前，通过采集自动驾驶车辆行驶过程中的所有数据，然后人工从采集的原始数据中筛选出特定数据，以训练环境感知系统。这种数据采集方式需要消耗较大的存储资源，且筛选特定数据需要花费较长时间。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型提出一种数据采集设备，欲直接采集特定数据存储，降低存储资源的消耗。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种数据采集设备，包括：传感器控制模块、数据采集模块、网关、can(controllerareanetwork，控制器局域网络)控制器、数据采集can总线和交换机；
所述传感器控制模块通过所述交换机与第一车载传感器通信连接，所述传感器控制模块依次通过所述数据采集can总线、所述网关和所述can控制器与第二车载传感器通信连接，用于接收所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据；
所述传感器控制模块还与所述数据采集模块通信连接，用于向所述数据采集模块发送开始存储触发信号和停止存储触发信号；
所述数据采集模块通过所述交换机与所述第一车载传感器通信连接，所述数据采集模块依次通过所述数据采集can总线、所述网关和所述can控制器与第二车载传感器通信连接，用于接收所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据，并在接收到所述开始存储触发信号时开始存储所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据，以及在接收到所述停止存储触发信号时停止存储所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据。
优选的，所述数据采集设备，还包括：ntp(networktimeprotocol，网络时间协议)服务器，所述ntp服务器用于向所述第一车载传感器、所述第二车载传感器、所述传感器控制模块、所述数据采集模块以及所述can控制器统一授时。
优选的，所述ntp服务器内置于所述交换机。
优选的，所述can控制器，包括：
用于将模拟信号转换为数字信号的a/d转换模块；和，
用于将数字信号转换为can信号的信号转换模块。
优选的，所述数据采集模块还依次通过所述数据采集can总线和所述网关与整车can总线通信连接，用于接收并存储整车can报文；
所述传感器控制模块还依次通过所述数据采集can总线和所述网关与所述整车can总线通信连接，用于接收整车can报文。
优选的，所述整车can总线，包括：动力can总线、底盘can总线和车身can总线。
优选的，所述传感器控制模块采用xaviar芯片。
优选的，所述数据采集模块采用xaviar芯片。
优选的，所述第一车载传感器包括：摄像头、激光雷达和毫米波雷达。
优选的，所述第二车载传感器包括：gps/imu组合定位设备、里程计和环境传感器。
与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：
上述技术方案提供的一种数据采集设备，包括：传感器控制模块、数据采集模块、网关、can控制器、数据采集can总线和交换机；传感器控制模块通过交换机与第一车载传感器通信连接，并依次通过数据采集can总线、网关和can控制器与第二车载传感器通信连接；传感器控制模块还与数据采集模块通信连接，用于向数据采集模块发送开始存储触发信号和停止存储触发信号，以使数据采集模块根据接收到的触发信号，开始或停止存储第一车载传感器和第二车载传感器采集的数据。本方案提供的数据采集设备直接采集特定数据存储，降低了存储资源的消耗，且降低了设备工作功耗以及减轻了工作人员筛选数据的工作量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种数据采集设备的结构示意图。
具体实施方式
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，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，为本实施例提供的一种数据采集设备，该设备包括：传感器控制模块11、数据采集模块12、网关13、can控制器14、数据采集can总线15和交换机16。
传感器控制模块11通过交换机16与第一车载传感器21通信连接；传感器控制模块11依次通过数据采集can总线15、网关13和can控制器14与第二车载传感器22通信连接。传感器控制模块11用于接收第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据。在一些具体实施例中，传感器控制模块11可以采用xaviar芯片。xaviar芯片集成了8颗定制cpu核心以及512核心volta架构gpu。
为了描述方便，将与交换机16连接的车载传感器称为第一车载传感器21，将与can控制器14连接的车载传感器称为第二车载传感器22。第一车载传感器21具体可以包括摄像头、激光雷达和毫米波雷达等传感器。摄像头、激光雷达和毫米波雷达等通过以太网线与交换机16连接。第二车载传感器22具体可以包括gps/imu组合定位设备、里程计和环境传感器。环境传感器包括温度传感器、光照度传感器、湿度传感器和风速传感器等。gps/imu组合定位设备通过can总线与can控制器14连接。里程计通过串行总线与can控制器14连接。
can控制器14具体包括：用于将模拟信号转换为数字信号的a/d转换模块；和，用于将数字信号转换为can信号的信号转换模块。can控制器14接收到传感器发送的模拟信号后，利用a/d转换模块转换为数字信号，然后再利用信号转换模块转换为can信号，最后将can信号通过网关传输到数据采集can总线15。将传感器产生的不同信号类型的数据统一转换成can信号，方便了传感器控制模块11和数据采集模块12处理、分析、记录。
传感器控制模块11还与数据采集模块12通信连接。传感器控制模块11还用于向数据采集模块12发送开始存储触发信号和停止存储触发信号。具体的，传感器控制模块11在第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据符合触发条件时，向数据采集模块12发送开始存储触发信号，以及在第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据不符合触发条件时向数据采集模块12发送停止存储触发信号。
数据采集模块12通过交换机16与第一车载传感器21通信连接；数据采集模块12依次通过数据采集can总线15、网关13和can控制器14与第二车载传感器22通信连接。数据采集模块12用于接收第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据，并在接收到开始存储触发信号时开始存储第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据，以及在接收到停止存储触发信号时停止存储第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据。在一些具体实施例中，数据采集模块12也可以采用xaviar芯片。
数据采集模块12包括信号解析单元、数据处理单元和数据存储单元。信号解析单元包含rs232、can、以太网、视频等信号的解析驱动，基本支持主流传感器信号的解析工作，解析单元可由驱动将原始数据打包成预先定义好格式的数据包。数据处理单元开启多个线程将指定数据包存储至数据存储单元。
传感器控制模块11还用于通过交换机16将开启和关闭指令，发送至相应的第一车载传感器21，以及依次通过数据采集can总线15、网关13和can控制器14将开启和关闭指令，发送至相应的第二车载传感器22，以控制各个传感器的工作状态。
在一些具体实施例中，数据采集设备还包括ntp服务器。ntp服务器用于向第一车载传感器21、第二车载传感器22、传感器控制模块11、数据采集模块12以及can控制器14统一授时。各个模块的时间源一致，保证了数据同步性。ntp服务器具体可以内置于交换机16。
在一些具体实施例中，数据采集模块12还依次通过数据采集can总线15和网关13与整车can总线(未示出)通信连接，用于接收并存储整车can报文。传感器控制模块11还依次通过数据采集can总线15和网关13与整车can总线通信连接，用于接收整车can报文。
传感器控制模块11在第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据，以及整车can报文符合触发条件时，向数据采集模块12发送开始存储触发信号；传感器控制模块11在第一车载传感器21和第二车载传感器22采集的数据，以及整车can报文不符合触发条件时，向数据采集模块12发送停止存储触发信号。在未接收到传感器控制模块11发送的开始存储触发信号时，数据采集模块12仅存储接收到的整车can报文，并不存储各个传感器的数据。在接收到传感器控制模块11发送的开始存储触发信号后，数据采集模块12不但存储接收到的整车can报文，同时还存储接收到的各个传感器的数据。
整车can总线，包括：动力can总线、底盘can总线和车身can总线。各类can总线挂载有车辆各电子电器子系统，传输车辆状态、控制和执行相关信号。通过网关13将关注的车辆状态、控制和执行信号转发至数据采集can总线15。
动力can总线挂载有发动机控制模块、电池管理系统、电子安全气囊和电子驻车系统等；动力can总线传输车辆动力系统各部件状态及控制信号，如：发动机转速、发动机扭矩、档位、四轮轮速、刹车踏板开度和油门踏板开度等。
底盘can总线挂载有防抱死系统、车身电子稳定系统和电子转向助力系统等；底盘can总线传输车辆底盘系统各部件状态及控制信号，如：制动油缸压力、四轮制动力、方向盘转角、横摆角速度和横纵向加速度等。
车身can总线挂载有空调、胎压监测系统、天窗、车窗、雾灯、转向灯、雨刮等；车身can总线传输车辆舒适性和安全性相关各部件状态及控制信号，如：左右转向灯开启关闭、雨刮开启关闭、近光灯、远光灯及雾灯开启关闭等信号。
数据采集设备还可以搭载车辆的obd诊断口，根据obd口定义，可引出对应接口制作双绞线线束，形成对应can物理连接线。如：引出6、7引脚制作双绞线，成为车身can物理连接线；引出2、9引脚制作双绞线，成为底盘can物理连接线；引出3、8引脚制作双绞线，成为动力can物理连接线。
摄像头将采集的原始视频通过交换机16分别传输至传感器控制模块11和数据采集模块12。激光雷达将点云信息通过交换机16分别传输至传感器控制模块11和数据采集模块12。毫米波雷达将点云信息通过交换机16分别传输至传感器控制模块11和数据采集模块12。gps/imu组合定位设备将定位信息依次通过can控制器14、网关13、数据采集can总线15分别传输至传感器控制模块11和数据采集模块12。gps/imu组合定位设备输出的定位信息包括但不限于经纬度、侧倾角速度、俯仰角速度和横摆角速度等。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对实用新型所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
1.一种数据采集设备，其特征在于，包括：传感器控制模块、数据采集模块、网关、can控制器、数据采集can总线和交换机；
所述传感器控制模块通过所述交换机与第一车载传感器通信连接，所述传感器控制模块依次通过所述数据采集can总线、所述网关和所述can控制器与第二车载传感器通信连接，用于接收所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据；
所述传感器控制模块还与所述数据采集模块通信连接，用于向所述数据采集模块发送开始存储触发信号和停止存储触发信号；
所述数据采集模块通过所述交换机与所述第一车载传感器通信连接，所述数据采集模块依次通过所述数据采集can总线、所述网关和所述can控制器与第二车载传感器通信连接，用于接收所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据，并在接收到所述开始存储触发信号时开始存储所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据，以及在接收到所述停止存储触发信号时停止存储所述第一车载传感器和所述第二车载传感器采集的数据。
2.根据权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，还包括：ntp服务器，所述ntp服务器用于向所述第一车载传感器、所述第二车载传感器、所述传感器控制模块、所述数据采集模块以及所述can控制器统一授时。
3.根据权利要求2所述的数据采集设备，其特征在于，所述ntp服务器内置于所述交换机。
4.根据权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述can控制器，包括：
用于将模拟信号转换为数字信号的a/d转换模块；和，
用于将数字信号转换为can信号的信号转换模块。
5.根据权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述数据采集模块还依次通过所述数据采集can总线和所述网关与整车can总线通信连接，用于接收并存储整车can报文；
所述传感器控制模块还依次通过所述数据采集can总线和所述网关与所述整车can总线通信连接，用于接收整车can报文。
6.根据权利要求5所述的数据采集设备，其特征在于，所述整车can总线，包括：
动力can总线、底盘can总线和车身can总线。
7.根据权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述传感器控制模块采用xaviar芯片。
8.根据权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述数据采集模块采用xaviar芯片。
9.根据权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述第一车载传感器包括：
摄像头、激光雷达和毫米波雷达。
10.根据权利要求1所述的数据采集设备，其特征在于，所述第二车载传感器包括：
gps/imu组合定位设备、里程计和环境传感器。
技术总结