Abriss eines halbautonomen Autos für behinderte Fahrer

Diese Geschichte ist Teil eines AspenCore-Sonderprojekts zur halbautonomen Kraftfahrzeugtechnologie.

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Einführung in das SAM-Technologie-Sonderprojekt Wie man ein Auto für jemanden baut, der nicht fahren kann Die Augen haben es Lass uns ein Auto modifizieren

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Wie baut man ein System, das es Menschen mit stark eingeschränkter Mobilität ermöglicht, ein Auto zu fahren? Arrow Electronics hat dies mit seinem Projekt Semi-Autonomous Motorcar (SAM) beantwortet. Die Ingenieure des SAM-Teams stützten sich hauptsächlich auf Standardprodukte (OTS) und bauten die wenigen benötigten Dinge, die nicht im Handel erhältlich waren System.

Normalerweise besteht der Zweck eines Teardowns darin, ein System aufzubrechen, um herauszufinden, was der Hersteller aus verschiedenen Gründen versiegelt hat (z. B. Produktsicherheit, Produktintegrität, Schutz des geistigen Eigentums – oder IP), aber Arrow war immer bereit zu sagen was in das SAM-Auto geflossen ist, also wird dies kein typischer Teardown sein. Was wir haben, ist eine ziemlich vollständige Liste aller Elemente des Systems, einschließlich der Stückliste (BOM) für die von Arrow entwickelte Steuerung der Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI).

Kurz gesagt, ein SAM-Auto wird mit zwei Schlüsselsensorsystemen gefahren. Ein Satz von vier Motion-Tracking-Kameras erfasst die Kopfbewegungen des Fahrers zum Lenken. Es gibt auch einen Schluck-/Puffsensor, der den Druck misst; der Fahrer atmet durch einen Schlauch ein (Schluck), um zu bremsen, und atmet aus (Puffs), um zu beschleunigen. Es gibt auch ein GPS-basiertes Navigationssystem, das aktiviert werden kann, um zu verhindern, dass das Auto radikal vom Kurs abweicht. Sensordaten werden verarbeitet und in ein Drive-by-Wire-System eines Subunternehmers eingespeist. Weitere Details finden Sie in der begleitenden Story auf EETimes:Wie baut man ein Auto für jemanden, der nicht fahren kann.

Ein Großteil der kritischen Arbeit wurde in Software geleistet. Dazu gehörte die Feinabstimmung der Navigationssysteme und die Verwendung von Sensordaten zur letztendlichen Steuerung des Fahrzeugs.

Die meisten der physischen Subsysteme, die nicht direkt zum Fahren verwendet werden (zu denen die Eingabesensoren, die Drive-by-Wire-Aktuatoren und die ausfallsichere Vorrichtung für den Beifahrer gehören) sind hinter dem Fahrer installiert; im Fall der Chevy Corvette, die als erstes SAM-Auto verwendet wurde, befand sich das im Kofferraum. Diese Subsysteme sind im folgenden Foto aufgeführt.

Das Projektteam für das SAM-Projekt von Arrow Electronics nutzte den Kofferraum der Chevrolet Corvette Stingray, um die meisten Subsysteme zu speichern, die erforderlich sind, um einem querschnittsgelähmten Fahrer bei der Bedienung des Fahrzeugs zu helfen. Quelle: Pfeilelektronik.

Sip/Puff-Controller
Der Sip/Puff-Controller misst nicht nur den Druck, um Beschleunigung und Bremsung zu steuern, sondern kann auch verwendet werden, um dem Fahrer Feedback (visuell, akustisch und/oder haptisch) auf diesen Ebenen zu geben. Die Schlüsselkomponenten auf diesem Board sind:

• ein K64-Mikrocontroller von NXP (ursprünglich Freescale). Es kombiniert eine 120-MHz-Cortex-MCU mit 1 MB Flash und 256 KB SRAM.
• MPXV7025GP-Drucksensor (NXP)
• SGTL5000-Stereo-Audio-Codec (NXP)
• PCA9626B 24 LED-Treiber (NXP)
• Power over Ethernet (PoE) unterstützende Geräte – verschiedene (analoge Geräte)
• Ethernet-PHY (Mikrochip)

Die Stückliste für die Platine enthält auch einige EEPROM; eine Vielzahl von Widerständen, Kondensatoren und Schaltern aus mehreren Quellen; und andere Komponenten.

Der MPXV7025GP Drucksensor von NXP Quelle: Pfeilelektronik

Leitcomputer

SAM-Ingenieur Josh Willis sagte, der Leitcomputer „aggregiert Lenk- und Gas-/Bremswerte und fungiert dann als eine Reihe von Handsteuerungen, um über den CAN-Bus mit dem Drive-by-Wire-System zu kommunizieren“. Es wird auf dem Foto oben als Nitrogen 6X Guidance PC bezeichnet, ein blaues Kästchen in der unteren rechten Ecke des Kofferraums. Der Nitrogen 6X Single Board Computer (SBC) ist ein Produkt von der Stange. Basierend auf dem i.MX 6 ARM-Cortex A9-Prozessor von NXP ist das Board auch standardmäßig mit 1 GB DDR3 und Gigabit-Ethernet ausgestattet. Arrow bat Boundary Devices um eine einzige Änderung – die Möglichkeit, PoE zu unterstützen.

Das SAM-Autoteam verließ sich hauptsächlich auf Standard-Subsysteme. Wenn eine Änderung erforderlich war, war es oft die Unterstützung für PoE. Quelle: Pfeilelektronik