Alkalmazás specifikus elektronikus jármű vezérlőegység ELŐADÁS CÍME közlekedésinformatikai feladatokra
Csák Bence, Kovács Lóránt, Lengyel Dávid, Csík Norbert, Drenyovszki Rajmund, Illés Attila Kecskeméti Főiskola GAMF Kar Közlekedéstudományi Konferencia, Győr, 2014. márc. 28-29
Tartalom • Motiváció • Kutatási célok • Járművezérlő egység képességei
Motiváció A technológiai fejlődés anomáliái a közlekedésben: Növekvő volumenű közlekedés
Növekvő gazdasági teljesítmény
Növekvő emisszió (zaj, károsanyag) Növekvő számú baleset
Növekvő gazdasági kár
Motiváció Megoldás az anomáliák feloldására: • Informatikai, infokommunikációs, algoritmikus fejlesztések Ennek háttere: • a fajlagosan egyre olcsóbbá váló számítási kapacitás, ill. HW elemek Napjainkban elérhetővé váló technológiák: • ITS – Intelligent Transport Systems • V2X – Vechicle to Vechicle & Vechicle to Infrastructure Communication
Közlekedésinformatikai alkalmazások V2X-alapon Fő területek • Biztonságot növelő megoldások (vezetőt támogató rendszerek) • Hatékonyabb közlekedésirányítás • Mobilszenzor-hálózatok
Biztonságot növelő vezetőt támogató rendszerek • Krízisdetekció: veszélyes manőverek a környezetben – – – –
Szokatlan kormánymozgás Irányjelző nélküli sávelhagyás Szokatlan sebesség- ill. gyorsulásadatok Autópálya feljárók helytelen használata
• Ütközésveszély-előrejelzés – A közeledő járművek mozgásának előrebecslése alapján – Vaklárma valószínűségének minimalizálása vezetői profilok alkalmazásával
• Baleseti információk továbbítása – Gyorsulásérzékelők és légzsákvezérlő adatok alapján
• Figyelmeztető információk: – Adaptív jelzőtáblák, korlátozások
• Autonóm járművek a közlekedésben – Automatizált autópályák – Navigáció a legközelebbi szabad parkolóhoz
Közlekedésirányítás • Hagyományos forgalomirányítás – A kommunikációs rendszeren keresztül információ nyerhető a makroszkópikus forgalmi jellemzők pillanatértékéről – A jelzőlámpás forgalomirányítás ezek alapján adaptálható
• Adaptív forgalomirányítás – A kommnuikációs rendszeren keresztül mikroszkópikus forgalmi adatok pillanatértékei kinyerhetők – Központi forgalomirányító rendszer • Központi útvonaltervezés optimális forgalomsűrűség biztosítása céljából • Úticélok átadása (predikciója) • Vezetői szokások megtanulása
• Árazás és díjbeszedés – Új, hatékonyságot növelő tarifarendszerek (congestion pricing)
Mobilszenzor hálózatok Járművek számtalan szenzorral vannak fölszerelve (bővíthető is) Járművek naplózzák a mért értékeket (GPS koordinátákkal és időbélyeggel) A mért adatokat kommunikálják az infrastruktúra felé Alkalmazások • Meteorológia – hőmérséklet; – csapadék/csapadékmennyiség (esőérzékelő jeléből, de az ablaktörlő mozgásadatából is becsülhető); – páratartalom, köd, – légnyomás – csúszós útburkolat (pl. ABS aktivitásból és gyorsulásadatokból becsülhető) – fényerő (napsütés/felhőzet becslésére), UV-sugárzás erőssége
•
Károsanyag, zaj kibocsátás – Nyomaték és fordulatszám adatokból vagy pillanatnyi fogyasztásértékekből és motortípusból becsülhető a kibocsátás
•
Zajtérkép – Álló járművek naplózzák a regisztrált hangnyomásértéket
A smarty vezérlőegység fejlesztésének célja • a Smarter Transport projektben megfogalmazott közlekedésinformatikai alkalmazások támogatása: Tesztplatformot biztosítani V2X-bázisú alkalmazásfejlesztés számára • Autóipari felsőoktatás támogatására
A smarty .
A smarty perifériái
CAN
A smarty képességei EEPROM 32kB RTC akku & Q IIC port 3V3 analóg
JTAG port STM32F417 32bit 168MHz ARM µC 4x RS232 (pl. GPS, kijelző) RN131C WLAN modul Ad-hoc üzemmód, broadcast üzenetek NEM 802.11p! 3V3 tápegység 5VUSB -5VSMPS crossbar
8x dig be
CAN 1Mbps 4x low-side sw (10A)
yaw-rate acc 3D
8x high-side sw (1.3A)
baro RH & T
5V SMPS tápegység ext5V SMPS külső eszk táp
2x1W audio
polaritás & túlfesz véd
36p autóip csatl USB port (host/device) 36p autóip csatl
A smarty képességei
8x analóg be
2x line-in/mic bemenet Boot Mode támogatás
micro SD foglalat
Fejlesztés jelenlegi helyzete • HW fejlesztés • Driver SW fejlesztés • Alkalmazásfejlesztés - folyamatban
A smarty minta-alkalmazásai Ütközésveszély-előrejelzés • A smarty érzékelők (GPS, 3D gyorsulásszenzor, yaw-rate szenzor) segítségével megállapítja térbeli helyzetét, • megbecsüli várható mozgási pályáját, • megosztja ezt a környezetében közlekedő, hasonló eszközzel fölszerelt járművekkel • minden jármű kiszámítja a saját és a környezetében mozgó járművek trajektóriáinak metszéspontját, és ha ehhez kritikus időbeli távolság tartozik, figyelmeztetést küld a vezetőnek (távlati cél: automatikus vészfékezés).
T0+0.5s T0+1.0s T0+1.5s T0+5.0s
A smarty minta-alkalmazásai A smarty szintén fontos funkciója, hogy telepített egységeknek képes átadni tetszőleges adatokat, illetve utasításokat képes fogadni azoktól. • Kötelező haladási irány (központi útvonalválasztó utasítása) • Motorstop • Sebességkorlátozás 7 • Gyorsuláskorlátozás • Mobilszenzor adatok átadása a központi adatfeldolgozó egységnek • Félpályás lezárás pangásmentesítése, • Figyelmeztető üzenetek
2
5
6
4
3
1
Összefoglalás Autóipari kivitelű járművezérlő egység fejlesztése valósul meg. (HW fejlesztés, driver-szintű programozás kész, alkalmazásfejlesztés elkezdődött) Céljai: • Kooperatív közlekedési rendszerek, vezetőt támogató rendszerek kutatása, fejlesztése, tesztelése; • Járműipari oktatás támogatása.
Köszönetnyilvánítás „Smarter Transport”
Kooperatív közlekedési rendszerek infokommunikációs támogatása TÁMOP-4.2.2.C-11/1/KONV-2012-0012 Nemzeti Fejlesztési Ügynökség www.ujszechenyiterv.gov.hu 06 40 638 638
