Sloop van een semi-autonome auto voor gehandicapte bestuurders

Dit verhaal maakt deel uit van een speciaal AspenCore-project over de technologie van semi-autonome auto's.

Bekijk de andere artikelen in dit speciale project:

SAM Technology Special Project Intro Een auto bouwen voor iemand die niet kan rijden? De ogen hebben het Laten we een auto aanpassen

Bezoek de homepage van Special Projects voor meer informatie over dit project en andere onderwerpen die door het AspenCore Network worden behandeld.

Hoe bouw je een systeem waarmee iemand met ernstig beperkte mobiliteit auto kan rijden? Arrow Electronics heeft daar antwoord op gegeven met haar project Semi-Autonomous Motorcar (SAM). Voornamelijk vertrouwend op kant-en-klare (OTS)-producten en het bouwen van de weinige dingen die ze nodig hadden die niet in de handel verkrijgbaar waren, integreerden de ingenieurs van het SAM-team een ​​systeem dat sensoringangen zou nemen en deze naar een drive-by-wire zou leiden systeem.

Normaal gesproken is het doel van een demontage om een ​​systeem open te breken om te ontdekken wat de fabrikant om een ​​aantal redenen had verzegeld (bijv. productveiligheid, productintegriteit, om intellectueel eigendom te beschermen - of IP), maar Arrow was altijd bereid om te zeggen wat er in de SAM-auto is gegaan, dus dit zal geen typische demontage zijn. Wat we hebben is een redelijk volledige lijst van alle elementen van het systeem, inclusief de stuklijst (BOM) voor de mens-machine-interface (HMI)-controller die Arrow heeft ontworpen.

Kortom, een SAM-auto wordt bestuurd met behulp van twee belangrijke sensorsystemen. Een set van vier motion-tracking camera's legt de hoofdbewegingen van de bestuurder vast om te sturen. Er is ook een slokje/puff-sensor die de druk meet; de bestuurder inhaleert (slokt) door een buis om te remmen, en ademt uit (puft) om te versnellen. Er is ook een op GPS gebaseerd navigatiesysteem dat kan worden ingeschakeld om te voorkomen dat de auto radicaal van de koers afwijkt. Sensorgegevens worden verwerkt en ingevoerd in een drive-by-wire-systeem dat wordt geleverd door een onderaannemer. Aanvullende details staan ​​in het begeleidende verhaal op EETimes:Hoe een auto te bouwen voor iemand die niet kan rijden.

Veel van het cruciale werk werd gedaan in software. Dat omvatte het verfijnen van de navigatiesystemen en hoe sensorgegevens werden gebruikt om het voertuig uiteindelijk te besturen.

De meeste fysieke subsystemen die niet direct voor het rijden worden gebruikt (waaronder de ingangssensoren, de drive-by-wire-actuators en de failsafe-apparatuur van de bijrijder) zijn achter de bestuurder geïnstalleerd; in het geval van de Chevy Corvette die als eerste SAM-auto werd gebruikt, lag dat in de kofferbak. Die subsystemen staan ​​vermeld op de volgende foto.

Het projectteam voor het SAM-project van Arrow Electronics gebruikte de kofferbak van de Chevrolet Corvette Stingray om de meeste subsystemen op te slaan die nodig zijn om een ​​quadriplegische bestuurder te helpen het voertuig te besturen. Bron: Arrow Electronics.

Sip/puf-controller
De sip/puff-controller meet niet alleen de druk om het accelereren en remmen te regelen, maar kan ook worden gebruikt om feedback (visueel, audio en/of haptisch) op die niveaus aan de bestuurder te geven. De belangrijkste componenten op dit bord zijn:

• een K64-microcontroller van NXP (oorspronkelijk Freescale). Het combineert een 120 MHz Cortex MCU met 1 MB Flash en 256 KB SRAM.
• MPXV7025GP druksensor (NXP)
• SGTL5000 stereo audiocodec (NXP)
• PCA9626B 24 LED-stuurprogramma (NXP)
• Power over Ethernet (PoE) ondersteunende apparaten – verschillende (analoge apparaten)
• Ethernet PHY (microchip)

De stuklijst voor het bord bevat ook wat EEPROM; een verscheidenheid aan weerstanden, condensatoren en schakelaars van meerdere bronnen; en andere componenten.

De MPXV7025GP druksensor van NXP Bron: Arrow Electronics

Begeleidingscomputer

SAM-ingenieur Josh Willis zei dat de geleidingscomputer "stuur- en gas- / remwaarden verzamelt en vervolgens fungeert als een set handbedieningen om te communiceren met het drive-by-wire-systeem via de CAN-bus." Het wordt op de bovenstaande foto genoemd als de Nitrogen 6X Guidance PC, een blauwe doos in de rechterbenedenhoek in de kofferbak. De Nitrogen 6X single board computer (SBC) is een kant-en-klaar product. Gebaseerd op NXP's i.MX 6 ARM-Cortex A9-processor, wordt het bord ook standaard geleverd met 1 GB DDR3 en gigabit Ethernet. Arrow vroeg Boundary Devices om een ​​enkele wijziging:de mogelijkheid om PoE te ondersteunen.

Het SAM-autoteam vertrouwde voornamelijk op kant-en-klare subsystemen. Als er een aanpassing nodig was, was dat vaak om ondersteuning voor PoE toe te voegen. Bron: Arrow Electronics