本发明涉及自动驾驶，尤其涉及一种自动驾驶控制系统自检方法及相关设备。
背景技术：
1、随着科技的飞速发展，自动驾驶技术已成为汽车工业和智能交通领域的核心议题。自动驾驶系统通常包括感知层、决策层和执行层三个部分。感知层通过各类传感器(如激光雷达、毫米波雷达、摄像头等)收集车辆周围环境的信息；决策层则基于感知数据，结合车辆当前状态和目的地信息，进行路径规划和运动决策；执行层则负责控制车辆的转向、加速和制动，实现具体的驾驶动作。然而，自动驾驶系统的复杂性和高度依赖性对系统的可靠性和稳定性提出了极高的要求。其中，输入信号的准确性和实时性是影响自动驾驶车辆控制性能和安全性的关键因素。车辆定位信号、规划轨迹信号和自车状态信号是车辆控制系统的几个关键输入信号。定位信号的失效可能导致车辆无法准确判断自身位置，进而影响路径规划和运动控制；规划轨迹信号的异常则可能使车辆无法及时响应环境变化，造成行驶路径的偏离；而自车状态信号的失效则可能使控制系统无法准确判断车辆当前状态，导致控制指令的误发或失效。这些输入信号的失效，都可能引发车辆横纵向控制的失控，严重威胁行车安全。
2、目前本领域中，有两种方法解决上述问题，防止信号失效后的车辆失控：
3、第一种是检测自动驾驶车辆的各个故障设备的故障状态，并生成各个故障设备的故障码值，然后对各个故障设备的故障码值进行整合，得到整合后的故障码值。基于整合后的故障码值，获取对应的安全控制策略；根据车辆周边环境信息和安全控制策略，生成车辆的横纵向控制信号；基于横纵向控制信号，驱动车辆行驶，以对车辆进行安全冗余控制。系统涉及多个故障设备的检测、故障码值的整合、安全控制策略的获取等步骤。但该方法会导致系统复杂度增加，从而增加了实现和维护的成本。虽然该系统能够检测和响应故障，但在某些情况下，可能需要在短时间内对故障进行快速响应，对于某些实时性要求较高的场景，该系统的性能可能还有待验证。
4、第二种是通过提升自动驾驶系统感知层感知能力，自动驾驶车辆上会使用雷达、摄像头、定位导航等智能传感设备。通过使用高精度传感设备，如激光雷达、毫米波雷达、摄像头、高精度定位导航等设备，实现对以车辆为中心的360度全覆盖无盲区监控，提高检测区域覆盖率，提升检测精度。根据传感器信号实时监测附近车辆、障碍物、行人等，对危险情况做出相应应对措施，如减速、转向避让等。但该方法需要多种高精度传感设备，如激光雷达、毫米波雷达、摄像头等，这会增加车辆的成本和复杂度。此外，虽然它能够实现全覆盖无盲区监控，但在处理大量数据时可能会对计算能力和存储能力提出更高的要求。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提供一种自动驾驶控制系统自检方法及相关设备，以解决上述问题，可以及时发现并响应输入信号的异常，全面准确评估自动驾驶控制系统的输入信号是否失效，提高车辆行驶安全保障。
2、本发明提出了一种自动驾驶控制系统自检方法，包括如下步骤：
3、实时采集车辆定位信号、规划轨迹信号和底盘信号的时间戳，并分别将其与当前时刻取差值后计算车辆定位信号频率、规划轨迹信号频率和底盘信号频率；
4、若车辆定位信号频率、规划轨迹信号频率、底盘信号频率超出预设正常范围或超过一定时间无更新，则判定相应信号失效；
5、实时监测车辆运动状态信号，对比当前车辆运动状态信号与规划信号；
6、若当前车辆运动状态信号与规划信号的差值超过设定阈值，则判定当前车辆运动状态信号失效；
7、只要车辆定位信号、规划轨迹信号、底盘信号、当前车辆运动状态信号中任一信号失效，则输出失效信号的类型、时间信息；否则，车辆正常进行自动驾驶。
8、在一个实施例中，车辆定位信号、规划轨迹信号、底盘信号、当前车辆运动状态信号中任一信号失效后，根据失效信号的数量、与正常范围或阈值的偏离值确定失效的等级，并根据失效的等级降低车速直至停车。
9、在一个实施例中，车辆定位信号、规划轨迹信号、底盘信号、当前车辆运动状态信号中任一信号失效后，向驾驶员发出接管提示，退出自动驾驶状态。
10、在一个实施例中，所述自动驾驶控制系统自检方法还包括将采集和监测的信号数据以日志的形式保存，所述监测的数据包括信号的类型、时间、频率。
11、在一个实施例中，所述车辆定位信号频率flocalization的计算公式为：
12、所述车辆规划轨迹信号频率fplanning的计算公式为：
13、所述车辆底盘信号频率fvehic的计算公式为：
14、其中，δtlocalization为当前时刻和当前车辆定位信号的时间差，δtplanning为当前时刻和当前车辆规划轨迹信号的时间差，δtvehicle为当前时刻和当前车辆底盘信号的时间差，tcurrent为当前时刻的时间戳；tlocalization为当前车辆定位信号的时间戳；tplanning为当前车辆规划轨迹信号的时间戳；tvehicle为当前车辆底盘信号的时间戳。
15、在一个实施例中，所述车辆运动状态信号包括车速、加速度、转向角度。
16、在一个实施例中，判定当前车辆运动状态信号失效是否失效时，具体判断：若δs超过失效车速阈值δsthreshold、δa超过失效加速度阈值δathreshold和/或δθ超过失效转向角度阈值δθthreshold，则判定当前车辆运动状态信号失效；
17、其中，δs为当前规划速度和当前车辆速度的差值，δa为当前规划加速度和当前车辆加速度的差值，δθ为当前规划转向角度和当前车辆转向角度的差值。
18、本发明还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如上所述的自动驾驶控制系统自检方法。
19、本发明还提出了一种计算机存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的自动驾驶控制系统自检方法。
20、本发明还提出了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的自动驾驶控制系统自检方法。
21、与现有技术相比，本发明的自动驾驶控制系统自检方法的有益效果在于：
22、1)本发明通过记录每个输入信号的时间戳，实时计算出车辆定位、规划轨迹、自车底盘信号的频率，并与预设的正常范围进行比较，若发现频率异常(如过高、过低或长时间无更新)，则判定该信号失效，实现对信号稳定性的连续监测。相比于传统的周期性检查更为精确和高效，能够及时发现并响应信号的微小变化，同时也不需要添加高精度仪器，可以有效控制成本。
23、2)本发明不仅监测车辆定位频率、规划轨迹频率和自车底盘信号频率，还同时监测自车运动状态，包括车速、加速度、转向角度等，形成了对自动驾驶控制系统输入信号的全面覆盖，以全面评估判断自动驾驶控制系统的输入信号是否失效。
24、3)本发明还可以在检测到输入信号失效后迅速采取应急措施，进行车辆控制，如发出预警，根据失效的等级降低车速直至停车，或者向驾驶员发出接管提示，并通过多种方式确保驾驶员注意到接管请求，有助于减少因系统失效而导致的潜在风险，确保车辆安全，解决大部分因定位模块、规划模块或车辆自身状态失效的时候车辆横纵向控制失控问题，有效提升自动驾驶控制系统在面对输入信号失效时的应对能力，防止车辆失控现象的发生，从而提高车辆行驶的安全性和可靠性，达到提高车辆行驶安全保障的目的。
25、4)本发明可以记录信号失效发生前后的相关数据，包括失效信号的类型、时间、频率等信息，这些数据对于后续的分析、故障排查以及算法优化具有重要意义。
1.一种自动驾驶控制系统自检方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统自检方法，其特征在于，车辆定位信号、规划轨迹信号、底盘信号、当前车辆运动状态信号中任一信号失效后，根据失效信号的数量、与正常范围或阈值的偏离值确定失效的等级，并根据失效的等级降低车速直至停车。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统自检方法，其特征在于，车辆定位信号、规划轨迹信号、底盘信号、当前车辆运动状态信号中任一信号失效后，向驾驶员发出接管提示，退出自动驾驶状态。
4.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统自检方法，其特征在于，还包括将采集和监测的信号数据以日志的形式保存，所述监测的数据包括信号的类型、时间、频率。
5.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统自检方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的自动驾驶控制系统自检方法，其特征在于，所述车辆运动状态信号包括车速、加速度、转向角度。
7.根据权利要求6所述的自动驾驶控制系统自检方法，其特征在于，判定当前车辆运动状态信号失效是否失效时，具体判断：若δs超过失效车速阈值δsthreshol、δa超过失效加速度阈值δathreshol和/或δθ超过失效转向角度阈值δθthreshol，则判定当前车辆运动状态信号失效；
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-7中任一项所述的自动驾驶控制系统自检方法。
9.一种计算机存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的自动驾驶控制系统自检方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的自动驾驶控制系统自检方法。
