что делает can bus

Студия автозвука Электросила, Киев

установка автозвука Киев, установка автомагнитолы Киев, шумоизоляция авто Киев

CAN-BUS адаптер — незаменим при установке магнитолы!

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busПрактически все современные автомобили имеют электронику, в основе своей архитектуры имеющую CAN-шину. С точки зрения производителя автомобиля шина CAN это очень полезная вещь, позволяющая гибко изменять функционал автомобиля без серьезных переделок электрооборудования. Например, чтобы добавить складывающееся зеркало со встроенным поворотником на машину традиционной архитектуры (без КАН-шины) необходимо протянуть от главного блока предохранителей провода на выключатель складывания зеркал, затем протянуть провода от выключателя в каждую дверь (левую и правую) и плюс провода от поворотников. Имеем в итоге кучу лишней меди и невозможность изменить комплектацию быстро (на конвеере). В случае автомобиля с платформой на CAN-шине просто добавляем новое зеркало, подключаем к дверному блоку, программируем что зеркало есть и должно складываться и мигать поворотником. Выключатель зеркала подключаем к центральному блоку и программируем что он есть. Ну это если очень просто объяснить 🙂

Смысл в том что CAN-шина это хорошо, и абсолютно все автомобили в самом ближайшем будущем будут иметь такую архитектуру. На данный момент все лидирующие европейские производители производят автомобили с CAN, к ним подтягиваются корейцы и японцы ну и американцы конечно.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

«+UB» — это +12В постоянный плюс

нет ни провода от замка зажигания, ни подсветки.

Подключая нештатную магнитолу на такую машину, вы скорее всего возьмете ISO-переходник и подключите оба питания (постоянное и от ключа) магнитолы на постоянное питание. Подсветку вообще подключать не будете, и с первого взгляда вроде бы как все ОК. Но на самом деле нет, есть несколько проблем.

При подключении магнитолы без КАН-адаптера будут следующие проблемы:

Из всего перечисленного действительно серьезной проблемой является конечно же разрядка аккумулятора вследствие того что магнитола должным образом не «засыпает» если её просто выключить кнопкой. Поэтому существует упрощенный, недорогой по цене CAN-BUS адаптер для магнитолы, который выдает из кан шины только сигнал ACC:

Универсальный CAN-BUS адаптер для магнитолы:

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Этот простой кан адаптер подключается к большинству автомобилей с CAN-шиной и выдает сигнал ACC для подключения магнитолы. Его удобно использовать тогда когда вам просто нужно решить проблему разрядки аккумулятора из-за неправильно подключенной магнитолы.

Версия для использования на грузовых автомобилях с бортовой сетью с напряжением 24В называется Connects2 IGNI-GEN24V

Штатный CAN-BUS адаптер для магнитолы:

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Штатный кан-адаптер предназначен для конкретной модели автомобиля, комплектуется с одной стороны штатным разъемом для подключения к проводке автомобиля, с другой стороны стандартным ISO-разъемом для подключения магнитолы. Бывает два варианта таких can-bus адаптеров для магнитолы, первый (серия Essentials) дешевле, выдает только сигнал ACC и в принципе по функционалу не отличается от IGNI-GEN12V.

Серия CAN-BUS адаптеров Professional может больше:

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Помимо сигнала ACC для подключения магнитолы такой адаптер выдает сигналы (в зависимости от модели авто): Подсветка (+12В), Задний ход (+12В), Ручник (земля), Импульс скорости (отрицательный импульс, зависящий от скорости автомобиля)

Конечно же, с таким адаптером подключение будет еще более простым и надежным, однако он и стоит дороже.

Список штатных CAN-BUS адаптеров для магнитолы и поддерживаемых автомобилей:

Alfa Romeo:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-AR1ACC +12V159 (2006-2011), Brera (2007-2010),

Giulietta (2010-2014), Mito (2008-2014)

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-AR01ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скорости

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-AU1ACC +12VA2 (2004-2005), A3 (2003-2013), A4 (2005-2015)

A6 (2004-2011), TT (2003-2013)

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-AU01ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скорости

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-BM1ACC +12V1-Series E87 (2004-2013), 3-Series E90 (2005-2012),

5-Series E60 (2004-2010), 7-Series E65 (2002-2008),

Mini (2005->), X3 (2005->), Z4 E89 (2009->)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-BM01ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скорости

Chevrolet:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-CV1ACC +12VCamaro (2009->), Cruze (2009-2015), Equinox (2009->),

Orlando (2011->), Tacuma (2003-2008)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Chrysler:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-CH1ACC +12V300C (2008->), Aspen (2008-2009),

Grand Voyager (2008->), Sebring (2007-2010),

Voyager (2008->), Town & Country (2008->)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-CH01ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скорости

Citroen:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-CT1ACC +12VBerlingo (2008>), C2 (2006>),C3 (2006>),

C3 Picasso (2009>), C4 (2006>),

C4 Picasso (2006>),

C5 (2005>), C6 (2004>),

C8 (2006>), DS3 (2009>),

DS4 (2010>), DS5 (2011>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-CT01ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скорости

Dodge:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-DG01ACC +12VAvenger (2007>), Caliber (2009>),

Charger (2008>),Charger (2008>),

Dakota (2008>), Durango (2008-2015),

Grand Caravan (2007-2015), Journey (2008>),

Magnum (2008>), Nitro (2008>), Ram (2008>)

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-F1ACC +12VFiat 500L (2012>), Ducato (2014>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
CTHUP-FT01ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скоростиFiat Bravo (2007>)ISOCTHUP-FT02ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скоростиGrande Punto (2007>), Boxer (2012>), Bravo (2007>), Doblo (2009>),

Ducato (2008-2014), Idea (2006>),

Qubo (2007>), 500 (2008>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-FT03ACC +12V, ручник, подсветка,

задний ход, импульс скоростиFiat Panda (2007>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

C-Max (2004-2011), Fiesta (2006-2008),

Focus (2005-2011), Fusion (2005>),

Galaxy (2006>),Mondeo (2004-2014),

S-Max (2005-2011), Transit (2005>),

Kuga (2008-2012),

Transit Connect (2004-2013)

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-FD1ACC +12Vчто делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
CTHUP-FD01ACC +12V, ручник, подсветка,

импульс скорости

CTHUP-FD02B-Max (2013>),C-Max (2011>), Ecosport (2013>),

Escape (2013>), Fiesta (2012>),

Focus (2011>), Kuga (2012>), Ranger (2012>),

Transit Connect (2013>),Transit Custom (2013>)

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-JP1ACC +12VCherokee (2014>),

Grand Cherokee (2014>)

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Lancia:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUP-LA01ACC +12V, ручник, подсветка,

импульс скоростиLancia Delta (2009>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Land Rover:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUP-LR01ACC +12V, ручник, подсветка,

импульс скоростиLand Rover Discovery (III) (2007>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus

Mercedes:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-MC1ACC +12VE-Class (2004-2009), SLK (2002>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
CTHUE-MC2ACC +12VA-Class (2004>), B-Class (2004>)
C-Class (2004>), CL (2008>)
CLK (2004>), GL (2006-2012)
ML (2004-2011), R-Class (2006>)
Sprinter (2006>), Vito (2007>)
CTHUP-MC01ACC +12V,

B-Class W245 (2004-2012),

C-Class W203 (2000-2007),

CLK W209 (2000>),

ML (2005-2011), R-Class W251 (2005>),

Sprinter (2006>), Viano (2004>),

Vito (2004>)CTHUP-MC02SLK R171 (2004-2011),

E-Class W211 (2002-2009)CTHUP-MC03A-Class W176 (2013>), B-Class W246 (2012>),

C-Class W204 (2008>), CLA (2013>),

GL X164 (2007- 2012)

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-VX1ACC +12VAgila (2008-2015), Antara (2006>), Astra (2004-2009), Combo (2004>),

Corsa (2004-2014), GTC (2005>),

Meriva (2005-2010), Movano (2006>), Vectra (2004>),

Vivaro (2006>), Zafira (2005-2012)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-VX01ACC +12V,

импульс скоростиAgila (2004>), Antara (2006-2010), Astra (2004-2010), Corsa (2004-2013), Meriva (2007-2010),

Signum (2004>), Tigra (2005>), Vectra (2004>),

Vivaro (2011>), Zafira (2005-2012)

Peugeot:

импульс скорости207 (2006>), 208 (2012>), 307 (2005>),

3008 (2009>), 308 (2007>), 407 (2005>),

5008 (2009-2013), 607 (2004>),

807 (2005>), Bipper (2007>), Boxer (2008>),

Partner (2008>)

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-ST1ACC +12VAlhambra (2006>), Altea (2005>),

Cordoba (2005>), Exeo (2008>),

Ibiza (2008>), Mii (2011>), Toledo (2005>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-ST01ACC +12V,

импульс скоростиAltea (2005>), Exeo (2009>),

Ibiza (2008>), Leon (2005-2014),

Toledo (2005>)

Skoda:

Модель адаптераФункцииСписок моделей авторазъем магнитолы
CTHUE-SK1ACC +12VFabia (2007-2010), Octavia (2004-2013),

Roomster (2006>), Superb (2006-2013),

Yeti (2009>)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busCTHUP-SK01ACC +12V,

импульс скоростиFabia (2013>), Octavia (2008-2013),

Rapid (2010>), Superb (2004-2013),

Источник

Управление автомобилем по CAN

Введение

Беспилотный автомобиль StarLine на платформе Lexus RX 450h — научно-исследовательский проект, стартовавший в 2018 году. Проект открыт для амбициозных специалистов из Open Source Community. Мы предлагаем всем желающим поучаствовать в процессе разработки на уровне кода, опробовать свои алгоритмы на реальном автомобиле, оснащенном дорогостоящим оборудованием. Для управления автомобилем было решено использовать Apollo, открытый фреймворк. Для работы Apollo нам необходимо было подключить набор модулей. Эти модули помогают программе получать информацию об автомобиле и управлять им по заданным алгоритмам.

К таким модулям относятся:

Теоретическая часть

Что такое CAN-шина

В современных автомобилях управление всеми системами взяли на себя электронные блоки (Рис. 1.). Электронные блоки — это специализированные компьютеры, каждый из которых имеет все необходимые интерфейсы для интеграции с автомобилем. С помощью цифровых интерфейсов связи, блоки объединяются в сеть для обмена информацией друг с другом. Самые распространенные цифровые интерфейсы в автомобилях — CAN, LIN, FLEXRay. Из них наибольшее распространение получил именно CAN.

CAN (Controller Area Network) шина — это промышленный стандарт сети. В 1986 году этот стандарт разработали в компании Bosch. А первым автомобилем с CAN-шиной стал Mercedes-Benz W140, выпущенный в 1991 году. Стандарт разрабатывался для возможности устройствам общаться друг с другом без хоста. Обмен информацией осуществляется с помощью специальных сообщений, которые состоят из полей ID, длины сообщения и данных. Каждый блок имеет свой набор ID. При этом приоритет на шине имеет сообщение с меньшим ID. Поле данных может нести информацию, например, о состоянии систем и датчиков, команды управления механизмами и т.д.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 1. Шина CAN автомобиля.

На физическом уровне шина представляет собой витую пару из медных проводников. Сигнал передается дифференциально, за счет чего достигается высокая помехоустойчивость.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 2. Физическое представление сигнала в CAN шине

Посредством CAN шины можно получать информацию о состоянии различных датчиков и системах автомобиля. Также по CAN можно управлять узлами автомобиля. Именно эти возможности мы и используем для своего проекта.

Мы выбрали Lexus RX, потому что знали, что сможем управлять всеми необходимыми узлами по CAN. Так как самое сложное при исследовании автомобиля — это закрытые протоколы. Поэтому одной из причин выбора именно этой модели авто стало наличие описания части протокола CAN-шины в opensource-проекте Openpilot.

Правильно управлять автомобилем — означает понимать, как работают механические части систем автомобиля. Нам было необходимо хорошо понимать, как правильно работать с электроусилителем или управлять замедлением автомобиля. Ведь, например, при повороте колеса создают сопротивление на рулевое управление, что вносит свои ограничения на управление при повороте. Некоторые системы невозможно использовать без ввода авто в специальные рабочие режимы. Эти и другие детали нам пришлось изучать в процессе работы.

Электроусилитель руля

Электроусилитель руля EPS (Electric Power Steering) — система, предназначенная снизить усилие на руль при повороте (Рис. 3). Приставка «электро» говорит о типе системы — электрическая. Управление рулем с этой системой становится комфортным, водитель поворачивает руль в нужном направлении, а электродвигатель помогает довернуть его до необходимого угла.

Электроусилитель устанавливается на рулевой вал автомобиля, части которого соединены между собой торсионным валом. На торсионный вал устанавливается датчик величины крутящего момента (Torque Sensor). При вращении руля происходит скручивание торсионного вала, которое регистрируется датчиком момента. Данные, полученные от датчика момента, датчиков скорости и оборотов коленвала, поступают в электронный блок управления ECU. А ECU, в свою очередь, уже вычисляет необходимое компенсационное усилие и подает команду на электродвигатель усилителя.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 3. Схематичное изображение системы электроусилителя руля

Видео: cистема LKA рулит автомобилем с помощью системы EPS.

Электронная педаль газа

Дроссельная заслонка — это механизм регулировки количества топливной смеси, которая попадет в двигатель. Чем больше смеси попадет, тем быстрее едет автомобиль.
Электронная педаль газа — это система, которая задействует работу нескольких электронных узлов. Сигнал о положении педали, при ее нажатии, поступает в блок управления двигателем ECM (Engine Control Module). ECM, на основе этого сигнала, рассчитывает необходимое количество топлива, которое нужно подать в двигатель. В зависимости от необходимого количества топлива, ECM регулирует угол открытия дроссельной заслонки.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 4. Система электронной педали газа.

Видео: Для работы круиз-контроля используется управление электронной педалью газа.

Электронные системы помощи водителю

Мы купили автомобиль, который оборудован множеством цифровых блоков и систем помощи водителю (ADAS). В нашем проекте мы используем LKA, ACC и PCS.

LKA (Lane Keep Assist) — это система удержания в полосе, которая состоит из фронтальной камеры и вычислительного блока. LKA удерживает автомобиль в полосе движения, когда водитель, например, отвлекся. Алгоритмы в вычислительном блоке получают данные от камеры и на их основе принимают решение о состоянии автомобиля на дороге. Система способна понимать, что автомобиль неконтролируемо движется к правой или левой полосе. В таких случаях подается звуковой сигнал для привлечения внимания водителя. При пересечении полосы система сама скорректирует угол поворота колес так, чтобы автомобиль остался в полосе движения. Система должна вмешиваться только в том случае, если осознает, что маневр между полосами движения не был вызван действием водителя.

ACC (Adaptive Cruise Control) — система адаптивного круиз-контроля, который позволяет выставить заданную скорость следования. Автомобиль сам ускоряется и притормаживает для поддержания нужной скорости, при этом водитель может убрать ногу с педалей газа и тормоза. Этот режим удобно использовать при езде по скоростным магистралям и автострадам. Адаптивный круиз контроль способен видеть препятствия впереди автомобиля и притормаживать для избежания столкновения с ними. Если впереди автомобиля едет другое транспортное средство с меньшей скоростью, ACC сбавит скорость и будет следовать за ним. При обнаружении статичного объекта, ACC сбавит скорость до полной остановки. Для обнаружения объектов перед автомобилем такая система использует радар с миллиметровым диапазоном длин волн. Обычно такие радары работают на частоте 24-72 ГГц и способны уверенно видеть объекты на расстоянии до 300 метров. Радар обычно установлен за передним значком на решетке радиатора.

PCS (Pre-Collision System) — система предотвращения столкновения. Система призвана предотвратить столкновение с автомобилем, который движется впереди. При неизбежности столкновения, система минимизирует урон от столкновения. Здесь так же используются радар для оценки расстояния до объекта и фронтальная камера для его распознавания. Фронт PCS прогнозирует вероятность столкновения на основе скорости автомобиля, расстояния до объекта и его скорости. Обычно у системы есть два этапа срабатывания. Первый этап — система звуком и индикацией на приборной панели оповещает об опасности водителя. Второй этап — активируется экстренное торможение с помощью системы ABS, и включаются преднатяжители ремней безопасности.

Практическая часть

Управление рулем

Первое, что захотелось сделать нашей команде, — это научиться рулить. Рулем в автомобиле могут управлять две системы: парковочный ассистент IPAS (Intelligent Park Assist) и LKA.

IPAS позволяет задавать напрямую угол поворота рулевого колеса в градусах. Так как в нашем автомобиле нет данной системы, проверить и освоить рулевое управление таким способом нельзя.

Поэтому мы изучили электрические схемы автомобиля и поняли, какие CAN-шины могут быть полезны. Мы подключили анализатор CAN-шины. Лог содержит файл записей сообщений в шине в хронологической последовательности. Наша задача была найти команды управления электроусилителем руля EPS (Electric Power Steering). Мы сняли лог поворота рулевого колеса из стороны в сторону, в логе смогли найти показания угла поворота и скорость вращения рулевого колеса. Ниже пример изменения данных в шине CAN. Интересующие нас данные выделены маркером.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Поворот руля влево на 360 градусов

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Поворот руля вправо на 270 градусов

Следующим этапом мы исследовали систему удержания в полосе. Для этого мы выехали на тихую улицу и записали логи обмена между блоком удержания в полосе и DSU (Driving Support ECU). С помощью анализатора шины CAN нам удалось вычислить сообщения от системы LKA. На рисунке 6 изображена команда управления EPS.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 5. Команда управления рулем с помощью системы LKA

LKA управляет рулем путем задания значения момента на валу (STEER_TORQUE_CMD) рулевого колеса. Команду принимает модуль EPS. Каждое сообщение содержит в заголовке значение счетчика (COUNTER), которое инкрементируется при каждой отправке. Поле LKA_STATE содержит информацию о состоянии LKA. Для захвата управления необходимо выставлять бит STEER_REQUEST.

Сообщения, которые отвечают за работу важных систем авто, защищаются контрольной суммой (CHECKSUM) для минимизации рисков ложного срабатывания. Автомобиль проигнорирует такую команду, если сообщение содержит некорректную контрольную сумму или значение счетчика. Это встроенная производителем защита от вмешательств сторонних систем и помех в линии связи.

На графике (Рис. 6.) представлена диаграмма работы LKA. Torque Sensor — значение с датчика момента на торсионном валу. Torque Cmd — команда от LKA для управления рулем. Из картинки видно, как происходит подруливание LKA для удержания автомобиля в полосе. При переходе через ноль меняется направление поворота руля. Т.е. отрицательное значение сигнала говорит о повороте вправо, положительное — влево. Удержание команды в нуле говорит об отсутствии управления со стороны LKA. При вмешательстве водителя, система перестает выдавать управление. О вмешательстве водителя LKA узнает с помощью второго датчика момента на валу со стороны рулевого колеса.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 6. График работы системы LKA

Нам предстояло проверить работу команды управления рулем. С помощью модуля StarLine Сигма 10 мы подготовили прошивку для проверки управления. StarLine Сигма 10 должен выдавать в CAN-шину команды на поворот руля влево или вправо. На тот момент у нас не было графического интерфейса для управления модулем, поэтому пришлось использовать штатные средства автомобиля. Мы нашли в CAN-шине статус положения рычага круиз-контроля и запрограммировали модуль таким образом, что верхнее положение рычага приводило к повороту руля вправо, нижнее положение — к повороту влево (Рис. 7).

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 7. Первые попытки рулить

На видео видно, что управление осуществляется короткими секциями. Это возникает по нескольким причинам.

Первая из причин — это отсутствие обратной связи. Если расхождение между сигналом Torque Cmd и Torque Sensor превышает определенное значение Δ, система автоматически перестает воспринимать команды (Рис. 8). Мы настроили алгоритм на корректировку выдаваемой команды (Torque CMD) в зависимости от значения момента на валу (Torque Sensor).

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 8. Расхождение сигнала приводит к ошибке работы системы

Следующее ограничение связано с системой защиты встроенной в EPS. Система EPS не позволяет командами от LKA рулить в широком диапазоне. Что вполне логично, т.к. при езде по дороге резкое маневрирование не безопасно. Таким образом, при превышении порогового значения момента на валу, система LKA выдает ошибку и отключается (Рис. 9).

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 9. Превышение порогового значения регулировки момента на валу

Независимо от того, активирована система LKA или нет, сообщения с командами от нее присутствуют в шине постоянно. Мы посылаем модулю EPS команду повернуть колеса с конкретным усилием влево или вправо. А в это время LKA перебивает наши посылки «пустыми» сообщениями. После нашей команды со значением момента, приходит штатная с нулевым (Рис. 10).

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 10. Штатные сообщения приходят с нулевыми значениями момента и перебивают наше управление

Тогда мы, с помощью модуля StarLine Сигма 10, смогли фильтровать весь трафик от LKA и блокировать сообщения с ID 2E4, когда нам это было нужно. Это решило проблему, а нам удалось получить плавное управления рулем (Рис. 11).

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 11. Плавная регулировка поворота руля без ошибок

Управление газом

Система адаптивного круиз-контроля ACC управляет ускорением и торможением программно по CAN-шине. Блок управления двигателем ECU принимает команды DSU, если необходимо ускориться — активирует электронную педаль газа. Для торможения автомобиля используется рекуперативное торможение. При этом на торможение и ускорение используется одна команда, отличаются только значения.

Команда управления ускорением или замедлением представлена на рисунке 12. Она состоит из величины ускорения ACCEL_CMD, пары служебных бит и контрольной сумма Checksum. Для ускорения автомобилем значение ACCEL_CMD положительное, для замедления — отрицательное. Ускорение задается в диапазоне от 0 до 3 м/с^2, замедление аналогично, но со знаком минус. Для отправки данных в шину необходимо пересчитать желаемое ускорение или замедление с коэффициентом 0,001. Например, для ускорения 1 м/с^2, ACCEL_CMD = 1000 (0x03E8).

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 12. Команда управления ускорения/замедления автомобиля

Мы сняли логи со штатной системы ACC и проанализировали команды. Сравнили с имеющимся у нас описанием команд и приступили к тестированию.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 13. Лог управления ускорением/замедлением системы адаптивного круиз-контроля ACC (выделено маркером)

Здесь не обошлось без трудностей. Мы выехали на дорогу с оживленным трафиком для тестирования команды ускорения. Команды управления ускорением или замедлением автомобиля работают только при активированном круиз контроле, не достаточно активировать его кнопкой. Необходимо найти движущийся впереди автомобиль и включить режим следования за ним.

что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 14. Активация круиз контроля происходит при наличии впереди другого траснпортного средства

С помощью модуля StarLine Сигма 10 посылаем команду ускорения, и автомобиль начинает набирать скорость. К этому моменту мы подключили графический интерфейс для управления модулем StarLine Сигма 10. Теперь мы управляем рулем, ускорением и торможением с помощью кнопок в приложении.

Команды работали до тех пор, пока не потеряли автомобиль впереди. Система круиз-контроля отключилась, а следовательно, и команды ускорения перестали работать.
Мы приступили к исследованию возможности использовать команды без активного круиз-контроля. Пришлось много времени потратить на анализ данных в шине CAN, чтобы понять как создать условия для работы команд. Нас интересовало, в первую очередь, какой блок блокирует выполнение команд ACC на ускорение или замедление. Пришлось изучить какие ID идут от DSU, LKA, радара и камеры, подсовывая липовые данные различных датчиков.

Решение пришло спустя 3 недели. К тому времени мы представляли как происходит взаимодействие блоков автомобиля, провели исследование трафика сообщений и выделили группы сообщений, посылаемых каждым блоком. За работу адаптивного круиз-контроля ACC отвечает блок Driving Support ECU (DSU). DSU выдает команды на ускорение и замедление автомобиля, и именно этот блок получает данные от радара миллиметрового диапазона. Радар сообщает DSU на каком расстоянии от машины движется объект, с какой относительной скоростью и определяет его положение по горизонтали (левее, правее или по центру).

Наша идея заключалась в подмене данных радара. Мы сняли лог следования за автомобилем, вытащили из него данные радара в момент следования. Теперь, после включения круиз-контроля, мы посылаем фейковые данные о наличии впереди идущего авто. Получается обманывать наш автомобиль, говоря что впереди движется другое авто на конкретном расстоянии.

a) что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can busб)что делает can bus. Смотреть фото что делает can bus. Смотреть картинку что делает can bus. Картинка про что делает can bus. Фото что делает can bus
Рис. 15. Активация круиза: a) попытка активировать без подмены данных радара; б) активация при подмене данных от радара.

Когда запускаем нашу обманку, на приборной панели загорается значок наличия впереди идущего автомобиля. Теперь мы можем тестировать наше управление. Запускаем команду на ускорение, и автомобиль начинает быстро ускоряться.

Как мы уже узнали, команда на ускорение и замедление одна. Поэтому тут же проверили и замедление. Поехали на на скорости с активным круиз-контролем, запустили команду на торможение, и авто сразу же замедлилось.

В итоге сейчас получается разгонять и замедлять автомобиль именно так, как нам было нужно.

Что еще мы используем

Для создания беспилотника необходимо управление вспомогательными системами: поворотниками, стоп-сигналами, аварийной сигнализацией, клаксоном и пр. Всем этим так же можно управлять по CAN шине.

Оборудование и ПО

Для работ с автомобилем сегодня мы используем набор различного оборудования:

Беспилотный автомобиль StarLine — это открытая площадка для объединения лучших инженерных умов России и мира с целью создания прогрессивных технологий беспилотного вождения, которые сделают наше будущее безопасным и комфортным.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *