что позволяет использование can модулей
Что такое CAN в автосигнализациях StarLine и зачем он нужен.
Существует два типа установки автосигнализаций StarLine на автомобиль.
Каждый импульс от автосигнализации StarLine идет по своему проводу к исполнительному элементу (например: открытие или закрытие ЦЗ), состояние каждой зоны так же сообщается по своему отдельному проводу (например: открытие или закрытие двери). Таким образом, для подключения автосигнализации к авто и реализации необходимого функционала (например: автозапуск двигателя или дистанционное открытие багажника) необходимо сделать от 7 до 20 точек подключений, врезаясь в штатную проводку автомобиля!. Весь модельный ряд StarLine имеет возможность подключения по аналогу.
Все современные автомобили оборудованы т.н. цифровой CAN-шиной. Это по сути цифровая сеть, в которой постоянно происходит кодированное общение между разными блоками авто. CAN-шина представляет из себя витую-пару провод, подключившись к которым можно как управлять устройствами в автомобиле (например: закрывать замки и поднимать стекла), так и считывать состояния требуемых контрольных зон (например: открылась дверь или капот).
Автосигнализации StarLine идут с модулем CAN, который позволяет как управлять различными устройствами в автомобиле конкретной марки, так и считывать необходимую информацию, исключая множественные подключения к электропроводке. При этом в разы увеличивается надежность подключения и минимизируется кол-во соединений (вмешательства в штатную проводку), что особенно актуально для автомобилей, находящихся на гарантии дилера. А как дополнительный функционал появляется возможность: складывать зеркала, дотягивать стёкла, использовать штатные кнопки на руле для ввода кода.
А с помощью максимально расширенной поддержки модулей StarLine 2CAN-2LIN владелец авто может получить приятные бонусы в виде iCAN — блокировка двигателя и iKey – бесключевой обходчик штатного иммобилайзера для запуска двигателя!
Благодаря работе инженеров компании StarLine, список поддерживаемых автомобилей постоянно пополняется, а современное оборудование и оперативность позволяют выпускать поддержку самых новых моделей в короткие сроки.
Что такое CAN модуль
CAN модуль является необходимым устройством при установке автосигнализации и дополнительного оборудования (для корректной работы автосигнализации) на некоторые модели автомобилей.
CAN модуль это цифровой адаптер CAN шины он служит для контроля и чтения цифровых сигналов информационной CAN шины автомобиля и преобразования сигналов автосигнализации в цифровые сигналы а\м.
При установке CAN модуля, вмешательство в штатную электропроводку Вашего автомобиля минимально!
На рисунке представлена схема подключения CAN модуля к автомобилю (всего 5 проводов) и к сигнализации.
При использовании цифрового адаптера CAN шины при установке автосигнализации на автомобиль исключается разбор двери для подключения к центральному замку (на некоторых автомобилях подключение к центральному замку невозможно без CAN модуля), протяжку лишних проводов, что делает установку автосигнализации значительно скрытой, при этом установка автосигнализаций занимает гораздо меньше времени. На некоторых автомобилях без использования CAN модуля вообще не обойтись.
Адаптер CAN, считывает информацию из шины CAN bus автомобиля и преобразовывает ее в аналоговые сигналы, необходимых для автосигнализации. Также CAN адаптер преобразовывает аналоговые сигналы автосигнализации в цифровые, что позволяет управлять некоторыми устройствами автомобиля например закрытие окон и люка автомобиля (зависит от комплектации автомобиля, года выпуска и тд). CAN модуль программируется под определенную модель автомобиля.
Купить CAN модули можно у нас на сайте.
CAN модуль в автосигнализации
В самых современных автосигнализациях существует возможность подключения к двум кан шинам автомобиля, для более «богатого» контроля необходимых датчиков и управления сервисными функциями автомобиля.
На рисунке представлена схема подключения CAN сигнализации к автомобилю (всего 5 проводов и сирена).
Что такое CAN-модуль
В инструкции ко многим современным автомобильным сигнализациям и противоугонным системам часто указывают наличие CAN-модуля. Для того чтобы разобраться что это за модуль и какая его роль в охранных устройствах, следует определить само понятие CAN.
Что такое CAN-шина
CAN (с английского Controller Area Network) дословно означает «контроллерная сеть». Аббревиатура определяет стандарт промышленной сети, позволяющей соединять многочисленные контроллеры и датчики. В теории передача данных по стандарту CAN может осуществляться радиоканалом, оптоволокном, но в широком понимании аббревиатура отождествляется со всем знакомой «шиной».
Подключение автосигнализации к CAN-шине
В автомобильной промышленности CAN используется для осуществления связи электронного блока управления с основными и второстепенными устройствами и датчиками.
CAN-модуль обеспечивает согласование автомобильной охранной системы со штатной шиной. Модуль облегчает процесс установки системы в автомобиль, позволяет минимизировать вмешательство в штатную электропроводку автомобиля, ограничивает возможные ошибки, позволяет синхронизировать сигнализацию с другими системами и оборудованием автомобиля.
В современных автомобилях Can модуль может управлять следующими функциями при минимальном подключении к автомобилю.
Как работает CAN-модуль
Адаптер считывает информацию с основной шины автомобиля и, после преобразования полученного сигнала в аналоговый, отправляет ее на блок управления автосигнализацией. Запрограммированный для использования в конкретной модели автомобиля CAN-модуль преобразовывает аналоговый сигнал охранной системы, обеспечивая таким образом возможность ее взаимодействия с системами и устройствами автомобиля. Сегодня окна, люк, климатическая система и даже двигатель могут управляться автомобильной сигнализацией.
Преимущества использования
Кроме сокращения времени установки автосигнализации и обеспечения возможности взаимодействия с другими автомобильными устройствами CAN-модуль имеет еще ряд преимуществ: не требуется существенная разборка салона в процессе установки, подключение дополнительных автомобильных сервисных функций, появляется возможность лучше скрыть элементы противоугонной системы, не требуется прокладка дополнительных проводов, и т.д.
По сути, CAN-модуль и CAN-совместимость являются следующим, закономерным этапом развития автомобильных сигнализаций и охранных систем. Компактные и простые в установке устройства обеспечивают более высокий уровень защиты и широкие возможности. До появления принципиально нового типа соединения и методов синхронизации и передачи данных CAN-совместимые сигнализации обещают стать наиболее распространенными и востребованными.
Источник: Компания «Автоинжиниринг» (www.mos-alarm.ru)
Автоинжиниринг — развивающаяся компания. Мы стараемся постоянно повышать уровень сервиса, применять самые передовые технологии, следим за качественным выполнением всех работ. Сотрудничество с лидерами в области производства систем безопасности позволяет предложить Вам самые надежные системы по весьма привлекательным ценам.
Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы быть в курсе действующих акций, скидок.
Рабочее напряжение, В 12/24
Ток потребления, А менее 20мА
ALTOX WBUS-5 GPS — это устройство управления предпусковым подогревателем двигателя или отопителем салона с помощью телефона.
Устройство поддерживает работу как с мобильными телефонами любого типа, так и со стационарными телефонами поддерживающими тоновый набор.
Помимо управления голосовыми вызовами и СМС сообщениями модулем можно управлять через бесплатное приложение ALTOX HEATER для мобильных устройств на платформе Android и iOS.
Управление подогревателями Webasto осуществляется по фирменному цифровому протоколу W-bus, либо с помощью аналогового сигнала для подогревателей не поддерживающих данный протокол.
В отсутствии сигнала сотовой связи включить подогреватель можно кнопкой принудительного запуска непосредственно из салона автомобиля.
Благодаря интегрированному GPS/ГЛОНАСС приемнику с помощью данного устройства можно контролировать перемещение и нахождение транспортного средства в режиме реального времени
Список штатных подогревателей совместимых с GSM-модулем ALTOX WBUS-5 GPS:
Рабочее напряжение, В 12/24
ALTOX WBUS-5 — это устройство управления предпусковым подогревателем двигателя или отопителем салона с помощью телефона.
Устройство поддерживает работу как с мобильными телефонами любого типа, так и со стационарными телефонами поддерживающими тоновый набор.
Помимо управления голосовыми вызовами и СМС сообщениями модулем можно управлять через бесплатное приложение ALTOX HEATER для мобильных устройств на платформе Android и iOS.
Управление подогревателями Webasto осуществляется по фирменному цифровому протоколу W-bus, либо с помощью аналогового сигнала для подогревателей не поддерживающих данный протокол.
В отсутствии сигнала сотовой связи включить подогреватель можно кнопкой принудительного запуска непосредственно из салона автомобиля.
Список штатных подогревателей совместимых с GSM-модулем ALTOX WBUS-5:
Автосигнализация — в охране в отсутствии метки-брелка оповещение GSM, блокировка постоянная. одна блокируемая цепь(место блокировки салон)
Замок Коробки передач — это устройство блокирует селектор, а также трос переключения, блокировка происходит поворотом ключа, Личинка 6 поколения не взламывается.
радиореле-управление замком капота и блокировка, это устройство управляется сигнализацией, но, если даже нашли блок сигнализации, разблокировать ее можно только путем снятия охраны сигнализации.
О том, что такое CAN, LIN, почему надо ставить сигналку с подключением к этим шинам, какие плюсы этого и как устранить единственный минус(не открывается багажник с сигналки при работающем двигле).
CAN разработан компанией Robert Bosch GmbH в середине 1980-х и в настоящее время широко распространён в промышленной автоматизации, технологиях «умного дома», автомобильной промышленности и многих других областях. Стандарт для автомобильной автоматики.
А теперь постараюсь простым языком пояснить, что это и для чего. Данный стандарт предназначен для связи различных электронных блоков между собой. Каждый блок, подключенный к этой двухпроводной шине(да-да, в простом случае, без всяких мостов и т.д. все устройства связываются друг с другом с помощью всего двух проводов, CAN-H и CAN-L), может с различной периодичностью посылать в неё всевозможные сообщения, каждое из которых содержит в себе идентификатор сообщения(по которому можно определить, кто его отправил и что в этом сообщении) и непосредственно данные. Важной особенностью является то, что в любой момент времени сообщение посылает какой-нибудь один блок, а получают его сразу все(даже те, кому оно не нужно, просто блок, получивший сообщение, его может откинуть, но отозваться всё равно обязан о том, что он его получил). Ещё есть сообщения с просьбой к конкретному блоку отправить какие-то определенные данные(например, для диагностики), но это уже я пошел углубляться 😉
Что мы имеем в нашей Калине из того, что поддерживает общение по шине CAN:
1) Электронный блок управления двигателем (ЭБУ)
2) Комбинация приборов (КП)
3) Центральный блок кузовной электроники(ЦБКЭ)
4) Блок ABS
5) Система автоматического управления климатической установкой(САУКУ, или климат)
6) Контроллер подушек безопасности Таката
7) Блок управления роботом(если присутствует).
Примеры обменов по этой шине:
1) ЭБУ периодически шлет сообщения, в которых закодированы обороты двигателя, скорость авто, температура двигателя, состояние контрольной лампы Check Engine, мгновенный расход. Эти сообщения принимает КП и отображает данные параметры
2) Климат посылает запрос на включение муфты кондиционера, данное сообщение принимает ЭБУ и по готовности включает муфту кондиционера
3) При включении зажигания комбинация приборов через катушку в замке зажигания считывает с ключа метку иммобилайзера и по CAN-шине передаёт код этой метки в ЭБУ, тот сравнивает код с сохраненным в памяти эталоном и принимает решение о разрешении запуска двигателя
4) Диагностический адаптер подключается к CAN шине и по ней осуществляет диагностику всех вышеперечисленных блоков.
Как можете видеть, не всё в этой машине так просто, как некоторым кажется 😉 21ый век на дворе, как никак…
Шина LIN по своему устройству более простая и представляет собой подключение между МДВ(модуль двери водителя — та самая штука в двери, в которой кнопки стеклоподъёмников, управления ЦЗ и зеркалами) и ЦБКЭ. Когда вы нажимаете кнопку на штатном ключе, МДВ принимает радиосигнал, расшифровывает его и посылает по LIN в ЦБКЭ сообщение о том, что владелец нажал, например, кнопку открытия двери. ЦБКЭ(на откуп которому и отдано управление практически всем электрическим в этой машине — от замков и стеклоподъёмников до ДХО и стеклоочистителей) подаёт напряжение на замки дверей и машина отпирается.
Почему, если и ставить нештатную сигнализацию, то только с CAN-LIN модулем
Как многим известно, на драйве и в профильных группах ВК я агрессивно и последовательно проповедую установку сигнализации только с подключением к CAN-LIN шине, и вот почему.
Электроника в нашей машине весьма сложная и доисторические методы криворуких установщиков типа непосредственного подключения к приводам замков — очень плохие.
Сколько я видел жалоб, например, на то, что с сигналки открывается только водительская дверь.
Какие плюсы подключения к CAN-LIN
1) Минимальное вмешательство в штатную проводку (надо подключить силовые провода автозапуска, 2 провода к CAN, 2 провода в разрыв LIN, 2 провода к поворотникам, концевику капота — о статусе замков дверей, багажника, работающем двигателе и т.д. сигналка узнаёт из CAN-шины)
2) максимально приближенная к штатной работа электроники(например, когда открываете со Starline машину, сигналка по LIN шине посылает команду на открытие дверей и всё происходит точно так же, как будто вы нажмете кнопку на ключе)
3) штатная сигнализация и иммобилизатор работают
4) имеется функционал доводчика стёкол.
5) возможен безключевой обход иммобилайзера. Это позволяет сохранить функционал штатного иммобилайзера и не мудохаться с обходчиками(вообще, оставлять в машине спрятанные ключ или обученную метку иммобилайзера в обходчике я считаю идиотизмом сродне оставлению ключа от квартиры под ковриком перед ней 😉 ), что удобно и безопасно и повышает угоноустойчивость машины 😉 Об этом я писал в этой записи: www.drive2.ru/l/461567835588526660/
Чёрный провод идёт на массу, а красно-белый идёт в ЦБКЭ:
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.
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.
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.
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.
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.
Поворот руля влево на 360 градусов
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.
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.
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).
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).
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).
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).
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).
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).
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.
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.
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) б)
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.