一种车载信号跨介质冗余系统及方法与流程

本发明属于自动驾驶，尤其涉及一种车载信号跨介质冗余系统及方法。

背景技术：

1、汽车电子电气架构正由分布式向域控集中式架构、整车集中式架构不断发展，步入软件定义汽车时代。车载联网设备目前尚缺乏较高等级的安全校验机制和安全防护能力，近年来陆续披露出一些安全漏洞隐患。can网络车载网络协议缺乏安全设计，车内数据传输主要根据功能进行编码，按照id进行标定和接收过滤，部分仅提供循环冗余校验，缺乏重要数据加密、访问认证等防护措施，导致车载网络容易受到嗅探、窃取、伪造、篡改、重放等攻击威胁，难以保障车载网络的安全性。另外，eth网络也存在类似的问题，难以保障绝对的安全性。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种车载信号跨介质冗余系统及方法，在车载中央计算平台和区域控制器上部署车载信号跨介质冗余系统，通过can网络和eth网络同时保障车载信号的传输能力，从而利用冗余的方式保证车载信号的可达性和可靠性，保证车载信号数据传输的高效性，提高自动驾驶领域网络的可靠性。

2、为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种车载信号跨介质冗余系统，包括车载中央计算平台、区域控制器、can总线和eth总线，车载中央计算平台和区域控制器之间通过can总线和eth总线进行车载信号的发送和接收；

4、车载中央计算平台和区域控制器均包括应用层、冗余层和驱动层，应用层生产/消费车载信号；冗余层根据预先设定的介质优先级和车载信号产生的新鲜度进行车载信号跨介质冗余；驱动层实现车载信号在can总线和eth总线上的发送和接收。

5、进一步地，车载中央计算平台和区域控制器均作为信号生产端和信号消费端。

6、进一步地，车载中央计算平台和区域控制器部署应用层，通过车载信号的交互实现应用层逻辑。

7、进一步地，车载中央计算平台和区域控制器部署冗余层，信号生产端的冗余层接收应用层产生的信号，进行发送冗余处理并传输到驱动层；信号消费端的冗余层将从驱动层接收到的can总线和eth总线上的相同信号进行车载冗余信号消除，并将处理后的信号传到应用层。

8、进一步地，车载中央计算平台和区域控制器部署驱动层，驱动层部署can驱动和eth驱动，具备can数据和eth数据封装和解封装的能力，实现can总线和eth总线上的数据收发，且can总线和eth总线具有不同的介质优先级。

9、进一步地，信号生产端的应用层产生车载信号后，传输到冗余层；冗余层接收应用层产生的信号，并获取车载信号产生的时间t1，将其添加在车载信号中，然后对车载信号进行发送冗余处理，将处理过的车载信号分别传输到驱动层的can驱动和eth驱动；驱动层调用can驱动和eth驱动进行数据封装并进行信号发送，将车载信号数据分别发送到can总线和eth总线上，实现车载信号在不同介质上的传输；

10、信号消费端的驱动层从can总线和eth总线上接收车载信号，调用can驱动和eth驱动进行数据解封装，并传输到冗余层；冗余层将从can总线和eth总线上收到的相同信号进行车载冗余信号消除，结合信号的新鲜度t和传输介质的优先级prio进行加权计算，进行冗余信号消除，并将处理后的信号传到信号消费端的应用层；应用层进行车载信号的逻辑处理。

11、一种车载信号跨介质冗余方法，通过在车载中央计算平台和区域控制器上部署应用层、冗余层和驱动层，应用层生产/消费车载信号；冗余层根据预先设定的介质优先级和车载信号产生的新鲜度进行车载信号跨介质冗余；驱动层实现车载信号在can总线和eth总线上的发送和接收；

12、具体包括步骤：

13、(1)车载中央计算平台和区域控制器作为信号生产端，信号生产端的应用层，产生车载信号，并传输到冗余层；

14、(2)信号生产端的冗余层，接收应用层产生的信号，记录车载信号产生的时间t1，并加在车载信号中；进行车载信号发送冗余处理，将处理过的车载信号分别传输到驱动层的can驱动和eth驱动；

15、(3)信号生产端的驱动层调用can驱动和eth驱动进行数据封装并进行信号发送，将车载信号数据分别发送到can总线和eth总线上；

16、(4)车载中央计算平台和区域控制器作为信号消费端，分别从部署的驱动层can总线和eth总线上接收车载信号，调用can驱动和eth驱动进行数据解封装，并传输到冗余层；

17、(5)信号消费端的冗余层将从can总线和eth总线上收到的相同信号进行车载冗余信号消除，根据信号收到的时间t2，计算信号的新鲜度t＝t2-t1，结合驱动层传输介质的优先级prio进行加权计算，得到车载信号的可信任度，采信可信度高的信号，并传输到应用层；

18、(6)信号消费端的应用层进行车载信号的逻辑处理。

19、进一步地，步骤(6)中，车载信号的可信任度具体算法如下：

20、cost＝∑α×t+β×prio

21、其中，cost为车载信号可信任度；t为车载信号新鲜度，具体为t2-t1；α为车载信号新鲜度计算系数；β为车载信号介质优先级计算系数；prio为车载信号传输介质优先级。

22、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过在车载中央计算平台和区域控制器上部署车载信号跨介质冗余系统，通过应用层生产/消费车载信号，通过冗余层进行接收冗余信号消除，通过驱动层实现can网络和eth网络同时冗余发送车载信号，从而利用冗余的方式保证车载信号的可达性和可靠性，保证车载信号数据传输的高效性，提高自动驾驶领域网络的可靠性。

技术特征：

1.一种车载信号跨介质冗余系统，其特征在于，包括车载中央计算平台、区域控制器、can总线和eth总线，车载中央计算平台和区域控制器之间通过can总线和eth总线进行车载信号的发送和接收；

2.根据权利要求1所述的车载信号跨介质冗余系统，其特征在于，车载中央计算平台和区域控制器均作为信号生产端和信号消费端。

3.根据权利要求2所述的车载信号跨介质冗余系统，其特征在于，车载中央计算平台和区域控制器部署应用层，通过车载信号的交互实现应用层逻辑。

4.根据权利要求3所述的车载信号跨介质冗余系统，其特征在于，车载中央计算平台和区域控制器部署冗余层，信号生产端的冗余层接收应用层产生的信号，进行发送冗余处理并传输到驱动层；信号消费端的冗余层将从驱动层接收到的can总线和eth总线上的相同信号进行车载冗余信号消除，并将处理后的信号传到应用层。

5.根据权利要求4所述的车载信号跨介质冗余系统，其特征在于，车载中央计算平台和区域控制器部署驱动层，驱动层部署can驱动和eth驱动，具备can数据和eth数据封装和解封装的能力，实现can总线和eth总线上的数据收发，且can总线和eth总线具有不同的介质优先级。

6.根据权利要求5所述的车载信号跨介质冗余系统，其特征在于，信号生产端的应用层产生车载信号后，传输到冗余层；冗余层接收应用层产生的信号，并获取车载信号产生的时间t1，将其添加在车载信号中，然后对车载信号进行发送冗余处理，将处理过的车载信号分别传输到驱动层的can驱动和eth驱动，从驱动层的can驱动和eth驱动同时进行发送；驱动层调用can驱动和eth驱动进行数据封装并进行信号发送，将车载信号数据分别发送到can总线和eth总线上，实现车载信号在不同介质上的传输；

7.一种车载信号跨介质冗余方法，其特征在于，通过在车载中央计算平台和区域控制器上部署应用层、冗余层和驱动层，应用层生产/消费车载信号；冗余层根据预先设定的介质优先级和车载信号产生的新鲜度进行车载信号跨介质冗余；驱动层实现车载信号在can总线和eth总线上的发送和接收；

8.根据权利要求7所述的车载信号跨介质冗余方法，其特征在于，步骤(6)中，车载信号的可信任度具体算法如下：

技术总结本发明公开了一种车载信号跨介质冗余系统及方法，包括车载中央计算平台、区域控制器、CAN总线和ETH总线，车载中央计算平台和区域控制器之间通过CAN总线和ETH总线进行车载信号的发送和接收；车载中央计算平台和区域控制器均包括应用层、冗余层和驱动层，应用层生产/消费车载信号；冗余层根据预先设定的介质优先级和车载信号产生的新鲜度进行车载信号跨介质冗余；驱动层实现车载信号在CAN总线和ETH总线上的发送和接收。本发明通过在车载中央计算平台和区域控制器上部署车载信号跨介质冗余系统，从而利用冗余的方式保证车载信号的可达性和可靠性，保证车载信号数据传输的高效性，提高自动驾驶领域网络的可靠性。技术研发人员：朱竹炜,陈诚,张旸受保护的技术使用者：奥特酷智能科技（南京）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29