一种电子外后视镜的系统、控制方法及升级方法

技术领域

本申请涉及电子外后视镜领域，尤其是涉及一种电子外后视镜的系统、控制方法及升级方法。

背景技术

电子外后视镜，是由高清摄像头、图像传感器、成像处理器、显示屏等零件组成的电子后视镜系统；其不仅具有显示后方视野、警示等基本功能，还要具备和其他汽车ECU一样的软件框架，这样在ECU间才能更好的进行通信、诊断、网络管理、E2E保护、软件升级等。

当前大多数电子外后视镜都已具备基本功能，但是当电子外后视镜发生与其他ECU间通信出现故障时，会有错误信号传给电子外后视镜，从而带来错误显示；或者电子外后视镜自身发生过压欠压、摄像头屏幕坏死等异常时，也无法实时将报错信息传递给其他ECU；同时，当电子外后视镜需要无接触式软件升级时，现有产品也很难做到全覆盖。

综上所述，现有的电子外后视镜存在可靠性差且升级能力弱的问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种电子外后视镜的系统、控制方法及升级方法，能够解决现有技术中存在的问题，实现电子外后视镜与其他ECU之间的实时通信，且能够筛选掉错误的或者不需要的信息，同时，还能够实现电子外后视镜的OTA软件升级。

本申请采用的技术方案为：

一种电子外后视镜的系统，包括高清摄像头、图像传感器、功能模块与显示屏；

图像传感器将高清摄像头采集到的图像转换为电信号并输出至功能模块，功能模块将电信号转换为图像信号并成像在显示屏上；

还包括，

主控模块，所述的主控模块基于AUTOSAR框架建立，并且采用CANFD协议；

所述的主控模块能够输出信号至功能模块，功能模块进而控制电子外后视镜做出调整；

CAN收发器，主控模块通过CAN收发器从CANFD网络上发送或者接收报文；

ETH收发器，主控模块通过ETH收发器从以太网上发送和接收报文。

根据本发明的实施方式，所述的主控模块包括过滤机制与检测机制；

主控模块通过所述的过滤机制，筛选并接收CANFD网络上的电子外后视镜所需要的报文；

主控模块包含数据处理单元；

所述的数据处理单元根据定时器设定的周期时间，实时监听接收报文，并对接收的报文进行准确性检测。

根据本发明的实施方式，所述的CANFD网络上包括若干节点，所述的节点之间关系平等，所述的节点用于将主控模块或者其他ECU连接至CANFD网络；

所述的CAN收发器为内置收发器。

本申请还提供了一种电子外后视镜的控制方法，基于如上述任意一项实施方式中所述的电子外后视镜的系统，其步骤包括，

主控模块接收到第一信号后，将所述的第一信号进行换算，并输出第二信号至功能模块；功能模块接收并处理第二信号后，调节电子外后视镜作出对应的功能；

功能模块识别电子外后视镜的状态并进行处理，处理完成后输出第三信号至主控模块；主控模块接收第三信号并进行换算，主控模块换算后输出对应的第四信号至CANFD网络；CANFD网络将第四信号反馈至其他ECU。

根据本发明的实施方式，所述的第一信号为CANFD网络上的其他ECU的raw值；

所述的主控模块包含线上raw值与实际物理值phy之间的换算式，主控模块接收raw值后，根据所述的换算式将raw值换算为实际物理值phy，并将实际物理值phy输出至功能模块。

根据本发明的实施方式，所述的第二信号为主控模块将raw值换算后所得的实际物理值phy；

功能模块接收phy值后进行处理，最终控制电子外后视镜作出对应的功能。

根据本发明的实施方式，所述的第三信号为功能模块根据电子外后视镜的状态得出的实际物理值phy。

根据本发明的实施方式，所述的第四信号为主控模块根据第三信号换算得出的线上raw值；

所述的主控模块包含线上raw值与实际物理值phy之间的换算式，主控模块接收实际物理值phy后，根据所述的换算式将实际物理值phy换算为线上raw值，并将其输出至CANFD网络。

根据本发明的实施方式，所述的步骤还包括，

功能模块接收第二信号后，将第二信号转化为包含其他ECU信息的图像信号，并将该图像信号成像至显示屏上；

功能模块将第三信号转化为包含电子外后视镜状态的图像信号，并将该图像信号成像在显示屏上。

本申请还提供了一种电子外后视镜的升级方法，基于如上述任意一项实施方式中所述的电子外后视镜的控制系统，其步骤包括，

FOTA服务器接收升级包后，发送升级请求至ETH收发器；

ETH收发器接收升级请求，并通知主控模块；

主控模块接收ETH收发器的通知后，通过车载以太网协议与FOTA服务器建立以太网连接，将升级包下载至电子外后视镜的储存单元内。

根据本发明的实施方式，所述的主控模块拥有AUTOSAR标准的以太网协议栈；

所述的主控模块至少包含两种以太网应用层协议下载方式。

根据本发明的实施方式，所述的以太网应用层协议下载方式包括SOMEIP+HTTP协议；

SOMEIP使用Method中Request/Response通信方式，网关调用升级任务请求，电子外后视镜响应升级任务回复来建立以太网升级连接，然后使用HTTP传输升级包至电子外后视镜的储存单元。

根据本发明的实施方式，所述的以太网应用层协议下载方式还包括标准DoIP协议。

根据本发明的实施方式，所述的步骤还包括，

主控模块对所下载的升级包进行合法性验证；

所述的合法性验证采用非对称签名及验签技术和加密数据解密技术；

主控模块在下载的同时对加密数据进行解密，当下载与解密都完成后再进行验签操作。

本申请的有益效果在于：

本申请主控模块应用AUTOSAR框架建立，采用CANFD协议，能够实现与汽车其他ECU之间的实时通信。

同时所述的主控模块带有过滤机制，能够防止汽车ECU间通信发生故障时，会有错误信号传给电子外后视镜，从而带来错误显示。

设置数据处理单元，对进入电子外后视镜的信号进行检测，进一步提高电子外后视镜与汽车其他ECU之间的通信的准确性。

与汽车其他ECU进行实时通信，保证信号传输的实施性和安全性；可以实时监控车辆状态、实时记录车辆诊断数据、实时休眠唤醒电子外后视镜等，从而保护整车电量。

电子外后视镜能够通过以太网实现FOTA软件升级，使用以太网FOTA后，能够实时更新电子外后视镜软件，保证软件bug的及时修复。

不需要工程师到现场刷写ECU或者使用专业工具进行下载，能够防止人为造成的失误或错误。

同时，FOTA机制对软件升级包有较强的校验与检测，能够保证软件升级包的安全性与可靠性。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请实施例中所提供的电子外后视镜的系统的CMS架构图；

图2是本申请实施例中所提供的电子外后视镜的控制方法的检测机制的流程示意图；

图3是本申请实施例中所提供的电子外后视镜的控制方法的每个检测机制报文周期内的流程示意图；

图4是本申请实施例中所提供的电子外后视镜的系统的CANFD网络的通信电路图；

图5是本申请实施例中所提供的电子外后视镜的控制方法中的休眠唤醒的流程示意图；

图6是本申请实施例中所提供的电子外后视镜的升级方法中的基于SOMEIP+HTTP协议的流程示意图；

图7是本申请实施例中所提供的电子外后视镜的升级方法中的下载及验签过程的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下结合附图及实施例，对本申请进行详细、清楚、完整的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区别技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

实施例一

请参阅图1-图5，本实施例中提供一种电子外后视镜的系统及控制方法。

电子外后视镜的系统中包含高清摄像头、图像传感器、功能模块与显示屏。

高清摄像头收集到图像后，图像传感器将高清摄像头采集到的图像转换为电信号并输出至功能模块，功能模块处理接收到所述的电信号，并且将电信号转化为图像信号并将所述的图像信号成像在显示屏上。

所述的电子外后视镜的系统中还包含主控模块，所述的主控模块采用AUTOSAR架构，并且所述的主控模块采用CANFD通信协议，CANFD协议的传输速率相比CAN协议更高，并且通用设置可达到2Mbps，且使用的通信介质为双绞线结构，所述的双绞线结构具有成本低的优点；同时，CANFD协议对节点数量没有限制，故在现有汽车架构上增加电子外后视镜的组网相当灵活，短帧结构的传输时间短，受干扰概率低。所述的主控模块能够输出信号至功能模块，功能模块进而控制电子外后视镜做出调整。

主控模块能够从CANFD网络上发送以及读取报文；主控模块会使用过滤机制将电子外后视镜所需要的报文过滤并输出给数据处理单元，来保证电子外后视镜主控模块处理的有效性。同时主控模块周期地将自己的报文发送到网段上，CANFD网段上各节点关系平等，任一节点都可在任一时刻主动发送报文。每个节点每帧报文都会采用CRC校验等检错措施，使错误漏检率将至最低，另外，错误的报文还会自动重发，临时错误有快慢恢复机制，严重错误有自动关闭机制，保证不影响网段上所有节点通信的实时性。

所述的每一段节点均用于主控模块或者其他ECU从CANFD网络上发送或者接收报文。

所述的电子外后视镜的系统中还包含CAN收发器与ETH收发器。

主控模块通过CAN收发器从CANFD网络上发送或者接收报文；主控模块通过ETH收发器从以太网上发送和接收报文，从而激活主控模块与以太网建立连接。

实施例二

请参阅图1-图4，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

为保证接收其他ECU的数据的准确性，主控模块对进入数据处理单元的数据有一系列的检测机制：

根据定时器设定的周期时间，实时监听接收报文，对于在设定时间阈值内没有接收到该帧，或者更新状态位没有置位时，记录报文通信丢失的通信故障；对于某些涉及车辆状态重要参数和影响电子外后视镜功能的信号组，还需进行E2E校验。

E2E校验包括：首先根据OEM提前指定的算法，对信号组中checksum位进行计算和比较，结果不一致，则记录checksum无效的通信故障；对于通过了checksum的信号组，还需要校验rolling counter，counter错误时记录故障码，正确的才能将数据放入待分析数组中，进行信号有效性检测，对于失效的数据，记录信号无效的通信故障，有效的数据才能做出对应功能的使用。

对于电子外后视镜发出的报文亦是如此，主控模块会将有效信号放入待发出数组中，将有效标志位置位，信号组更新rolling counter，然后计算checksum，最后置位更新状态位后发出该报文，同网段其他ECU在使用时也会用相同监测机制。

当有任何一种通信故障发生时，主控模块都会使用信号的初始值进行后续运算。

实施例三

请参阅图1-图5，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

所述的电子外后视镜能够实现对整车供电系统的实时通信。

电子外后视镜与车上蓄电池直接相连，主控模块通过电压模块和模数转换模块，直接监控着供电系统的电压值。当电压低于6V或高于17.5V时，需要关闭网络通信；当低电压恢复上升至6.5V或高电压恢复下降至17V时，开启网络通信。

同时，车辆的点火开关位置是电子外后视镜进入正常工作模式的条件之一，这个位置信号是通过CAN网络报文周期发送给主控模块，当信号值为ACC或RUN或CRANK时，主控模块认为满足正常工作条件，其他值则视为不满足

实施例四

请参阅图5，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

本实施例提供一种基于主控模块的休眠唤醒的方法。

电子外后视镜包括一个内置收发器，所述的内置收发器和主控模块在休眠时均处于低功耗模式，可使整个电子外后视镜的休眠电流达到微安级，当网络上主节点发送报文时，第一帧会将内置收发器打醒，第二帧内置收发器会对报文进行判断，看是否属于网络唤醒帧，若属于，则会将主控模块叫醒，否则继续监听，直到网络上报文消失继续休眠。

当主控模块被叫醒时，会先进入重复消息状态，同时查看网络报文中是否有可以进正常工作状态的条件，若有，在发送重复消息报文后，主控模块将电子外后视镜其他模块上电，进入正常工作状态(所有功能均在正常工作状态才能正常工作)；若没有，则直接进入预睡眠状态。

当主节点关闭了正常工作条件后，主控模块会将部分模块下电，进入预睡眠状态，若此时主节点的NM报文已停发，则主控模块会在预睡眠状态停留5s后，进入总线预睡眠模式，再过1s后进入总线睡眠模式，此时主控模块和内置收发器开始休眠。若主节点的NM报文一直在发，则主控模块会一直停留在预睡眠状态。

实施例五

请参阅图1-图4，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

主控模块可以从CANFD线上实时接收其他ECU的控制信号，所述的控制信号包括方向盘视角调节、中控大屏亮度调节、雨量控制器加热调节、转向灯/报警灯转向提示、高速/倒车/转向模式切换、图像记忆等功能信号。

OEM会根据产品的功能，分配相应的信号矩阵给电子外后视镜，并给出线上raw值与实际物理值phy之间的关系，主控模块会实时接收raw值后经过一系列换算并给到功能模块进行处理，实现车上其他ECU调节电子外后视镜的功能。

主控模块接收CANFD网络上的线上raw值，将其换算为实际值phy后输出至功能模块，功能模块处理实际值phy后进而控制电子外后视镜实现对应的功能。

其中，主控模块与功能模块的换算关系如下表所示：

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实施例六

请参阅图1-图4，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

电子外后视镜同样需要支持将自己的亮度结果、加热状态、转向提示结果、图像记忆恢复结果、倒车模式状态、高速模式状态、横纵位置等信息实时发送到CANFD网络上。主控模块遵循OEM规定的raw与phy关系，将最终raw值赋给发送的信号值。

功能模块识别电子外后视镜的状态并进行处理，处理完成后输出实际值phy至主控模块；主控模块接收实际值phy后通过OEM设定的raw与phy的换算关系，计算出对应的raw值，之后将所得的raw值输出至CANFD网络；CANFD网络将raw值反馈至其他对应的ECU。

其中，主控模块与功能模块的换算关系如下表所示：

实施例七

请参阅图1-图5，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

主控模块接收CANFD网络上的其他ECU的线上raw值，将其换算为实际值phy后输出至功能模块，功能模块在接收实际值phy后，还能够将所述的包含实际值phy的信号转化为包含其他ECU的指令信息的图像信号，并将所述的图像信号成像在显示屏上，从而实现将其他ECU对电子外后视镜的控制指令反馈在显示屏上。

所述的功能模块识别电子外后视镜的状态并进行处理，处理完成后输出实际值phy，同时功能模块能够将实际值phy转化为包含电子外后视镜状态的图像信号，并将该图像信号成像在显示屏上，从而实现将电子外后视镜的状态反馈在显示屏上。

当其他ECU对电子外后视镜的控制指令与电子外后视镜的状态一致时，此时电子外后视镜工作正常；

当其他ECU对电子外后视镜的控制指令与电子外后视镜的状态不一致时，此时电子外后视镜工作异常。

实施例八

请参阅图1-图5，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

本实施例中提供了一种基于主控模块的UDS诊断的方法。

在国际标准ISO 14229-1中定义。利用UDS可以实现电子外后视镜内部诊断功能，服务处理功能如读取故障/状态存储器，以及进行UDS刷新软件，还可以把后视镜的软硬件参数写入寄存器中，方便OEM和工厂管理和追溯。

根据OEM对诊断规范的定义，常用的诊断会话、复位、清除诊断信息、读故障诊断码、通过ID读写数据、安全访问、待机握手、输入输出控制、例程控制等服务，主控模块可以任意匹配相应的诊断服务，并且按照OEM要求匹配物理或功能寻址，每个服务支持的会话，安全访问等级，安全访问算法等定制化开发。

主控模块有独立的bootloader，通过使用OEM的诊断仪或刷写上位机，把APP的二进制文件通过UDS刷写流程更新电子外后视镜软件

实施例九

请参阅图6，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

本实施例提供了一种电子外后视镜的升级方法，所述的升级方法基于FOTA技术实现。

主控模块拥有Autosar标准的以太网协议栈，可以根据OEM对应用层的协议指定和升级流程，实现完整的FOTA升级。

电子外后视镜采用了100BASE-T1的PHY芯片，属于静态分配私有MAC地址的车载以太网节点，主控模块主要与车内域控制器网关进行以太网通信，故采用带标签的VLAN。TCPIP层支持IPv4、ARP、ICMP、DHCP/AutoIP协议，并且可以在研发阶段根据诊断命令使能和禁止ARP，ICMP，DHCP。

主控模块实现了至少两种基于以太网应用层协议的下载方式。

主控模块支持SOMEIP+HTTP协议下载方式：

SOMEIP使用Method中Request/Response通信方式，EHT收发器为网关，所述的网关通过调用FOTA服务器传来的升级任务请求，电子外后视镜响应升级任务回复来建立以太网升级连接，然后使用HTTP传输软件升级包，传输期间，网关通过请求传输进度来周期询问电子外后视镜的包接收情况，当传输完成后，网关还是通过SOMEIP的激活升级请求，来激活传输后的软件。

主控模块支持DoIP协议的下载方式：

主控模块也支持标准DoIP协议来进行软件升级包的下载，且通过DoIP协议能够直接支持车辆发现、状态查询、UDS数据刷写、激活等功能。

实施例十

请参阅图7，在上述实施例的基础上，提供另一种实施例。

主控模块对所下载的升级包会进行合法性验证；所述的合法性验证采用非对称签名及验签技术和加密数据解密技术；

主控模块在下载升级包的同时对加密数据进行解密，在下载与解密都完成后再进行验签操作。

以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。