基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法、设备及介质

本发明涉及一种基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法，属于无驾驶室矿用自卸车控制技术领域。

随着车辆自动化技术和智能化的发展，无驾驶室汽车技术也应运而生。目前，矿用自卸车控制技术还大多依靠于人工操作，但矿区大多在偏远地区，存在天气气候极端和生活枯燥等因素，导致越来越多的年轻人不愿意当大车司机，所以发展全自动无驾驶室矿用自卸车控制技术是急需的。

目前无驾驶室矿用自卸车多使用矿车自动驾驶系统和远程管控系统，但是系统之间的切换存在安全隐患，控制系统的报文易被窃取，使无驾驶室矿用自卸车存在丢失的隐患，为了更安全的运行和调试无驾驶室矿用自卸车，因此需要安全的控制方法。

针对无驾驶室矿用自卸车的控制技术的不足，提出一种基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法，多控制系统会让车辆行驶更加安全，也更便于调试，也解决了多控制系统之间的安全切换。

本发明按以下技术方案实现：

本发明第一方面公开了一种基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法，多控制系统包括急停系统、遥控控制系统、远程接管控制系统和无人驾驶控制系统；矿用自卸车包括车载T-Box（即Telematics Box 车辆联网系统，用于远程协助和控制车辆，实现远距离控制功能）和车载VCU（即Vehicle Control Unit整车控制器，负责协调车辆电池、变速箱、电机、发动机等车辆各部件的工作）；其中，多控制系统与车载T-Box通讯连接，车载T-Box与车载VCU通讯连接；所述控制方法包括：

步骤1、控制系统发送申请码给车载T-Box；

步骤2、车载T-Box接收到申请码后判断优先级：如果申请控制系统的优先级大于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤4校验流程；如果申请控制系统的优先级小于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤3；

步骤3、判定车辆是否符合切换条件：符合切换条件，则进入校验过程，验证通过后正常切换；如果不符合且等待时间超过给定的时间，则结束该申请；

步骤4、校验流程：如果校验流程通过，则申请控制的控制系统得到无驾驶室矿用自卸车的控制权；如果不能通过，则结束该申请，控制权维持不变。

在一些实施例中，控制系统发送的申请码是由申请部件的优先级和出厂时内定的激活码按规则组合的。

在一些实施例中，当多个控制系统同时申请时，先判断优先级，高优先级的控制系统的进入步骤2，如果该申请失败，则次优先级控制系统进入步骤2。

在一些实施例中，判定车辆是否符合切换条件的具体方法如下：

车载B-Tox将失败信息反馈给申请控制系统，申请控制系统会发送一个密钥给车载B-Tox，车载B-Tox将密钥转发给车载VCU，车载VCU判断当前车辆状态是否符合安全切换系统的条件，如果符合切换条件，则进入校验过程；

如果不符合切换条件，则保留当前申请码，每隔T1判断一下当前状态是否可切换，如果在给定的T2时间以后，依旧达不到可切换系统条件，则结束该申请。

在一些实施例中，步骤2中，车载T-Box接收到的申请以后判断优先级步骤包括：

2.1) 当申请控制系统的优先级为是停车系统时，车载VCU发出停车报文，车辆进入停车模式；停车模式中，其他申请都不响应；如果当申请控制系统的优先级不是停车时，则执行步骤2.2）；

2.2) 当申请控制系统的优先级大于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤4校验流程；如果申请控制系统的优先级小于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤3。

在一些实施例中，步骤4中的校验流程分为申请校验和车载T-Box与车载VCU通讯握手校验。

在一些实施例中，4.1）申请校验：

4.11） 车载T-Box将申请码发送给车载VCU；

4.12） 车载VCU将接收的申请码和车载VCU内部储存的申请码进行核对，若一致，车载VCU存储该申请码，并向车载T-Box发送一个动态码，并进入握手校验流程；若不一致，则结束该申请指令，并将失败信息以报文形式反馈给车载T-Box，车载T-Box显示申请失败状态。

在一些实施例中，4.2 握手校验：

4.21) 车载T-Box接收动态码后，将申请码中的激活码和动态码按规则组合成8字节的动态密钥，并按标准MD5算法得到32位的MD5值K1，并通过将K1发给车载VCU；

4.22) 车载VCU按照同样规则算出MD5值K2；

4.23) 车载VCU判断车载T-Box计算的K1与VCU计算的K2是否一致，若一致，申请控制系统得到车辆的控制权；若不一致，则结束该申请，并将失败信息反馈给车载T-Box, 车载T-Box显示申请失败状态。

在一些实施例中，符合车辆切换控制系统的行驶状态是发动机怠速和车速为零，只要满足这两个条件，优先级低的控制系统是能够申请控制的。

本发明第二方面公开了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述的控制方法的步骤。

本发明第三方面公开了一种存储有计算机可读指令的存储介质，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如上述的控制方法的步骤。

与现有技术相比，本发明有益效果：

本发明设计了基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法，采用MD5信息摘要算法进行验证，MD5算法具有较好的安全性，用来确保信息传输的一致性。防止被恶意窃取报文得到车辆控制权，极大程度上保护车辆行车安全和防盗安全，保护了厂家和客户的利益。同时本设计也解决了车辆多系统控制权安全切换的问题，确保车辆的行车安全。

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

在附图中：

图1为本发明的多控制系统流程图；

图2为本发明的基于多控制系统的控制方法流程图；

图3为本发明的校验流程图；

图4为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、图2、图3所示，一种基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法，多控制系统包括急停系统、遥控控制系统、远程接管控制系统和无人驾驶控制系统；遥控控制系统主要用在车辆调试阶段及车辆故障阶段。远程接管控制系统主要用在调试阶段及需要人员对车辆进行操控阶段。矿用自卸车包括车载T-Box（即Telematics Box 车辆联网系统，用于远程协助和控制车辆，实现远距离控制功能）和车载VCU（即Vehicle Control Unit整车控制器，负责协调车辆电池、变速箱、电机、发动机等车辆各部件的工作）。其中，多控制系统与车载T-Box通讯连接，车载T-Box与车载VCU通过CAN总线连接。控制方法包括以下步骤：

步骤1、控制系统发送申请码给车载T-Box。

步骤2、车载T-Box接收到申请码后判断优先级。如果申请控制系统的优先级大于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤4校验流程；如果申请控制系统的优先级小于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤3。

步骤3、车载B-Tox将失败信息反馈给申请控制系统，申请控制系统会发送一个特定密钥给车载B-Tox，车载B-Tox将密钥转发给车载VCU，车载VCU判断当前车辆状态是否符合安全切换系统的条件，如果符合切换条件，则进入步骤4；如果不符合切换条件，则保留当前申请码，每隔T1判断一下当前状态是否可切换，如果在给定的T2时间以后，依旧达不到可切换系统条件，则结束该申请。

步骤4、校验流程。如果校验流程通过，则申请控制的控制系统得到无驾驶室矿用自卸车的控制权；如果不能通过，则结束该申请，控制权维持不变。

进一步的方案：控制系统发送的申请码是由申请部件的优先级和出厂时内定的激活码按规则组合的。

进一步的方案：当多个控制系统同时申请时，先判断优先级，高优先级的控制系统的进入步骤2，如果该申请失败，则次优先级控制系统进入步骤2。

进一步的方案：步骤2中，车载T-Box接收到的申请以后判断优先级步骤包括：

2.1) 当申请控制系统的优先级为是停车系统时，车载VCU发出停车报文，车辆进入停车模式。停车模式中，其他申请都不响应。如果当申请控制系统的优先级不是停车时，则执行步骤2.2）。

2.2) 当申请控制系统的优先级大于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤4校验流程；如果申请控制系统的优先级小于当前车辆控制系统的优先级，则进入步骤3。

进一步的方案：步骤4中的校验流程分为申请校验和车载T-Box与车载VCU通讯握手校验。

4.1）申请校验：

4.11）车载T-Box将申请码发送给车载VCU。

4.12）车载VCU将接收的申请码和车载VCU内部储存的申请码进行核对，若一致，车载VCU存储该申请码，并向车载T-Box发送一个动态码，并进入握手校验流程；若不一致，则结束该申请指令，并将失败信息以报文形式反馈给车载T-Box，车载T-Box显示申请失败状态。

4.2 握手校验

4.21) 车载T-Box接收动态码后，将申请码中的激活码和动态码按规则组合成8字节的动态密钥，并按标准MD5算法得到32位的MD5值K1，并通过将K1发给车载VCU。

4.22) 车载VCU按照同样规则算出MD5值K2

4.23) 车载VCU判断车载T-Box计算的K1与VCU计算的K2是否一致，若一致，申请控制系统得到车辆的控制权；若不一致，则结束该申请，并将失败信息反馈给车载T-Box, 车载T-Box显示申请失败状态。

进一步的方案：符合车辆切换控制系统的行驶状态是发动机怠速和车速为零。只要满足这两个条件，优先级低的控制系统是可以申请控制车辆的。

以下通过具体实施例对上述方案作进一步的说明。

如图1、图2、图3所示，当多控制系统同时申请控制矿用自卸车时，车载T-Box判断申请系统的优先级，如果优先级满足要求，则车载T-Box与车载VCU通讯交互，实现车载VCU与车载T-Box握手响应，从而车载VCU同意该系统控制车辆。

该方法的各系统优先级的设定为：急停系统为00，遥控系统为01，远程接管系统为02，无人驾驶系统为03，00-03优先级依次递减。假设当前控制车辆的控制系统是远程接管系统控制。遥控系统和无人驾驶系统同时申请。且VCU内部存的激活码设定为723B05。控制系统发送的申请码的是由优先级和出厂时内定的激活码按规则组合成的（优先级低字节，激活码高字节）。所以各系统的申请码为：急停系统为00723B05，遥控系统为01723B05，远程接管系统为02723B05，无人驾驶系统为03723B05。

具体步骤包括：

步骤1、控制系统发送申请码给车载T-Box；遥控系统和远程接管系统分别同时发送01723B05和03723B05。

步骤2、车载T-Box接收到两个申请码后判断01723B05的优先级高于03723B05。01723B05优先级01不是00，且比当前车辆时远程接管系统的优先级02高。则进入步骤4。

步骤4、校验流程

4.1）申请校验：

车载T-Box将申请码01723B05发送给车载VCU；车载VCU将接收的申请码和车载VCU内部储存的申请码进行核对，核对成功以后，车载VCU存储该申请码01723B05，并向车载T-Box发送一个动态码8914，并进入握手校验流程

4.2）握手校验

车载T-Box接收动态码8914后，将申请码中的激活码和动态码按规则组合成8字节的动态密钥3B058914（取申请码中的4位高字节放入密钥的低字节，动态码放入密钥的高字节），并按MD5算法得到32位的MD5值为DF8BDEF298EA26FADEB3FD5581D51C9A，并通过报文将MD5值发给车载VCU。车载VCU校验MD5值是否一致，若一致，遥控系统得到车辆的控制权。

本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：当控制系统申请车辆控制权时，会向车载T-Box发送申请码，车载T-Box收到申请码会判断申请控制系统的优先权。如果优先权大于当前正在控制车辆的系统的优先权，则进入校验流程；如果优先权小于当前正在控制车辆的系统的优先权，则需先判定车辆是否符合切换条件：符合切换条件，则进入校验过程，验证通过后正常切换。如果不符合且等待时间超过给定的时间，则结束该申请。

需要进一步说明的是，计算机设备可为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等，但并不局限于此。计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、非易失性存储介质、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统、数据库和计算机可读指令，数据库中可存储有控件信息序列，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器实现一种基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法。该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个计算机设备的运行。该计算机设备的存储器中可存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器执行一种基于无驾驶室矿用自卸车多控制系统的控制方法。该计算机设备的网络接口用于与终端连接通信。本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本发明还提供了一种存储有计算机可读指令的存储介质，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行以下步骤：当控制系统申请车辆控制权时，会向车载T-Box发送申请码，车载T-Box收到申请码会判断申请控制系统的优先权。如果优先权大于当前正在控制车辆的系统的优先权，则进入校验流程；如果优先权小于当前正在控制车辆的系统的优先权，则需先判定车辆是否符合切换条件：符合切换条件，则进入校验过程，验证通过后正常切换。如果不符合且等待时间超过给定的时间，则结束该申请。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）等非易失性存储介质，或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。