一种FlexRay总线在车载雷达通信系统的应用系统及方法与流程

本发明属于雷达，尤其涉及一种flexray总线在车载雷达通信系统的应用系统及方法。

背景技术：

1、随着汽车电子技术的飞速发展，车载雷达系统已成为现代汽车不可或缺的安全辅助装备。尤其是当前辅助驾驶系统、无人驾驶技术的快速发展，车载雷达通信系统对通信技术的要求也越来越高。车载雷达通信系统需要高速、可靠、实时性强的通信技术来支持，以确保车辆在各种复杂环境下的安全行驶。然而目前缺乏flexray总线在车载雷达通信系统的应用方案，能够确保实时数据的传输，优化时隙划分，减少数据传输延迟，提高雷达系统的响应速度。

2、现有技术在车载雷达通信系统应用中面临的技术问题主要包括以下几个方面：

3、1)通信速率与带宽限制：

4、当前车载雷达系统需要处理大量的实时数据，但传统的车载网络总线如can或lin等，其通信速率和带宽往往无法满足这一需求。这些传统总线在数据传输速率上存在限制，例如can总线最大数据传输速率为1mbps，而flexray总线则可以达到每个通道最大10mbit/s的数据传输速率。

5、2)实时性与同步性要求：

6、车载雷达通信系统对实时性和同步性要求极高，以确保车辆在各种复杂环境下能做出迅速而准确的反应。然而，传统总线在实时性和同步性方面存在不足，导致雷达系统响应速度变慢，甚至引发安全隐患。

7、3)容错性与可靠性：

8、车载雷达通信系统需要具备高度的容错性和可靠性，以应对发生的故障或干扰。然而，传统总线在容错性和可靠性方面往往无法完全满足这一需求，一旦发生故障导致整个系统失效。

9、4)拓扑结构与可扩展性：

10、车载雷达通信系统需要支持灵活的拓扑结构和可扩展性，以适应不同车型和配置的需求。然而，传统总线在拓扑结构和可扩展性方面存在限制，难以满足复杂多变的车载环境。

11、5)优化时隙划分与减少延迟：

12、在车载雷达通信系统中，优化时隙划分和减少数据传输延迟对于提高系统性能至关重要。然而，现有技术在这方面缺乏有效的解决方案，导致数据传输效率不高，雷达系统响应速度受限。

13、针对上述问题，flexray总线技术为车载雷达通信系统提供了一种潜在的解决方案。flexray总线以其高传输速率、确定性和容错性好的特点，能够满足车载雷达通信系统对高速、可靠、实时性强的通信技术需求。通过优化时隙划分和减少数据传输延迟，flexray总线可以显著提高雷达系统的响应速度，确保车辆在各种复杂环境下的安全行驶。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种flexray总线在车载雷达通信系统的应用系统及方法。

2、本发明是这样实现的，一种flexray总线在车载雷达通信系统的应用系统，该方法包括：

3、通信模块，用于flexray总线与车载雷达系统之间的数据通信；

4、同步模块，确保flexray总线网络中各个节点之间的时间同步和数据同步；

5、容错处理模块，在flexray总线网络中出现故障时，提供容错处理机制，确保系统的连续性和可靠性；

6、拓扑结构选择模块，根据车载雷达系统的具体需求和车辆架构，选择合适的flexray总线拓扑结构；

7、集成与测试模块，将flexray总线与车载雷达系统进行集成，并进行相应的测试和验证；

8、优化与扩展模块，根据实际应用情况，对flexray总线的参数和配置进行优化，并根据需求进行功能扩展。

9、其中所述同步模块还包括一种时间同步校准方法，其特征在于，该方法使用一种高精度的时钟校准机制，对flexray总线网络中各节点的本地时钟进行校准，以减少因时钟偏移或时钟抖动带来的同步误差，从而提高时间同步的精度和稳定性。

10、其中所述容错处理模块还包括一种自适应故障恢复策略，其特征在于，该策略能够实时检测flexray总线网络中的故障类型，并根据故障类型自动选择相应的恢复措施，包括但不限于自动重传、备用通道切换或节点隔离等，从而实现对故障的快速响应和有效处理，确保车载雷达通信系统的连续性和可靠性。

11、进一步，所述通信模块具体包括：

12、数据编码与解码单元，将车载雷达系统产生的原始数据(如雷达扫描结果、目标检测信息等)按照flexray总线的数据格式进行编码，以便在总线上传输；接收来自flexray总线的数据，并将其解码为车载雷达系统能够理解和使用的格式。

13、数据传输单元，将编码后的数据发送到flexray总线上，确保数据按照预定的时间表和优先级进行传输；从flexray总线上接收数据，并传递给车载雷达系统的相应模块或组件；

14、帧格式管理单元，根据车载雷达系统的需求，创建并配置flexray帧的格式，包括帧id、数据长度、数据字段等；对从flexray总线上接收到的帧进行解析，提取其中的数据并传递给相关模块。

15、进一步，所述同步模块具体包括：

16、时钟同步单元，在每个节点上生成本地时钟信号。当网络实现同步后，这些本地时钟信号会与网络时钟保持同步；

17、数据同步单元，flexray的通信周期被分为静态段和动态段。在静态段中，基于时分复用(tdma)技术，为每个节点分配固定的时槽用于周期性数据的传输，由于时槽的分配是基于全网同步的时间表，因此所有节点的数据传输都保持同步。

18、进一步，所述同步模块实现方式具体如下：

19、s1：通过flexray协议的特性，实现本地节点与通信集群的同步；

20、s2：配置flexray相关指示位，确保各节点之间的时间同步和数据同步。

21、进一步，所述flexray总线拓扑结构可选拓扑具体如下：

22、无源总线拓扑：成本较低，适用于对容错功能要求不高的场景；

23、星形网络拓扑：完全解决容错问题，适用于对容错要求高的场景；

24、混合型拓扑：结合无源总线和星形网络的特点，根据需求进行灵活配置。

25、进一步，所述集成与测试模块测试内容具体如下：

26、硬件连接和软件调试，确保flexray总线与车载雷达系统的正确连接和通信；

27、利用仿真工具进行通信功能测试，验证flexray总线在车载雷达系统中的正确性和可靠性；

28、在实际车辆环境中进行路测，验证flexray总线在车载雷达系统中的实时性和稳定性。

29、进一步，所述优化与扩展模块优化方向具体如下：

30、提高通信效率和系统性能，如调整波特率、优化帧格式等；扩展flexray总线的应用范围和功能，以满足未来汽车电子系统的需求。

31、所述硬件连接和软件调试步骤还包括：

32、对flexray总线与车载雷达系统的硬件接口进行详细的电气性能测试，确保接口的电气特性符合设计要求；

33、在软件调试过程中，采用自动化测试脚本，对flexray协议栈进行全面的功能和性能测试，提高测试效率和准确性。

34、所述在实际车辆环境中进行路测步骤还包括：

35、设计多样化的路测场景，包括城市、郊区、高速公路等不同路况和气候条件，以全面验证flexray总线在车载雷达系统中的性能；

36、在路测过程中，采用实时性能监控工具，对flexray总线的传输延时、带宽利用率等关键指标进行实时监测和记录，以便对系统进行性能分析和优化。

37、本发明另一目的在于提供一种实施所述flexray总线在车载雷达通信系统的应用系统的flexray总线在车载雷达通信系统的应用方法，该方法包括：

38、s21：利用通信模块，用于flexray总线与车载雷达系统之间的数据通信；利用同步模块，确保flexray总线网络中各个节点之间的时间同步和数据同步；利用容错处理模块，在flexray总线网络中出现故障时，提供容错处理机制，确保系统的连续性和可靠性；

39、s22：利用拓扑结构选择模块，根据车载雷达系统的具体需求和车辆架构，选择合适的flexray总线拓扑结构；利用集成与测试模块，将flexray总线与车载雷达系统进行集成，并进行相应的测试和验证；

40、s23：利用优化与扩展模块，根据实际应用情况，对flexray总线的参数和配置进行优化，并根据需求进行功能扩展。

41、本发明另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述flexray总线在车载雷达通信系统的应用方法的步骤。

42、本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述flexray总线在车载雷达通信系统的应用方法的步骤。

43、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

44、第一、本发明通过集成flexray总线技术于车载雷达通信系统中，实现了雷达控制节点、光电传感器、信息处理单元的高效通信。flexray总线以其高速、可靠及安全的特点，简化了车载通信系统的架构，提升了汽车电子单元的稳定性和可靠性。在雷达控制节点中，flexray总线能够确保实时数据的传输，优化时隙划分，减少数据传输延迟，提高雷达系统的响应速度。

45、此外，flexray总线提供的冗余通信能力，通过硬件完全复制网络配置，并进行进度监测，极大地提高了车载雷达通信系统的容错性能。无论是在无源总线、星形网络还是它们的组合拓扑结构中，flexray总线均能展现出高度的灵活性和适应性，满足不同车型和厂家的需求。

46、本发明通过引入flexray总线技术，显著提升了车载雷达通信系统的实时性、可靠性和灵活性，为汽车行驶安全提供了坚实的保障。

47、第二，在现有技术中，车载雷达通信系统面临着数据通信效率不高、实时性不强以及系统稳定性差等问题。这些问题限制了车载雷达系统在复杂道路环境中的应用效果，特别是在需要高精度、高实时性数据支持的安全关键场景中。本发明通过引入flexray总线技术，为车载雷达通信系统提供了高带宽、低延迟的数据通信能力，有效解决了这些问题。

48、本发明的同步模块确保了flexray总线网络中各个节点之间的时间同步和数据同步，从而保证了数据的实时性和一致性。这一技术进步不仅提高了车载雷达系统的响应速度，还增强了系统在不同应用场景下的稳定性和可靠性。通过精确的时间同步机制，本发明使得车载雷达系统能够更好地适应复杂的道路环境和驾驶需求。

49、容错处理模块是本发明的另一项重要创新。它通过提供故障检测、故障恢复等机制，显著提高了车载雷达通信系统的容错能力。当flexray总线网络中出现故障时，容错处理模块能够迅速识别故障类型并采取相应的恢复措施，从而保证了系统的连续性和可靠性。这一技术进步对于提高车载雷达系统的安全性和稳定性具有重要意义。

50、此外，本发明的集成与测试模块通过全面、细致的测试和验证，确保了flexray总线与车载雷达系统的无缝对接和稳定运行。这一模块的优化不仅提高了系统的集成效率，还降低了系统开发和维护的成本。同时，本发明的优化与扩展模块为系统的后续发展提供了广阔的空间，可以根据实际需求进行功能扩展和性能优化，以满足未来车载雷达系统发展的需求。综上所述，本发明在解决现有技术问题的同时，为车载雷达通信系统带来了显著的技术进步和发展潜力。