Революционизация мобильности: внутри полуавтономного автомобиля Arrow Electronics для водителей с инвалидностью

Эта статья часть AspenCore Special Project по технологии полуавтономного моторного автомобиля.

Исследуйте другие статьи в этом Special Project:

Введение Special Project

Как построить машину для того, кто не может водить

Глаза имеют значение

Давайте модифицируем машину

Посетите домашнюю страницу Special Projects для больше инсайтов от этой инициативы и других тем, покрываемых AspenCore Network.

Arrow Electronics спроектировала Полуавтономный Моторный Автомобиль (SAM), который уполномачивает лиц с серьезными ограничениями подвижности безопасно и независимо управлять транспортным средством. Используя преимущественно off-the-shelf (OTS) компоненты и кастомные решения там, где необходимо, команда SAM интегрировала передовые сенсорные входы в drive-by-wire архитектуру.

В отличие от конвенциональных teardown анализов, цель которых — раскрыть проприетарные секреты, Arrow открыто раскрыла архитектуру SAM. Следующая документация представляет исчерпывающий список всех системных компонентов, включая детальную спецификацию материалов (BOM) для контроллера человеко-машинного интерфейса (HMI), спроектированного инхаус.

В своем ядре SAM автомобиль опирается на две ключевые сенсорные модальности:

• Квартет motion-tracking камер, захватывающих движения головы водителя для команд руления.
• Sip/puff датчик давления, переводящий вдох (sip) в торможение и выдох (puff) в ускорение.

GPS-базированный навигационный модуль дополняет эти входы, обеспечивая, что автомобиль остается на курсе и предотвращая резкие отклонения. Данные сенсоров обрабатываются и маршрутизируются к drive-by-wire системе, поставляемой специализированным подрядчиком. Дальнейшие технические детали можно найти в сопровождающей EETimes статье «How to Build a Car for Someone Who Can't Drive».

Разработка ПО составила большинство усилий, охватывая тонкую настройку навигационных алгоритмов и интеграцию сенсорных потоков для доставки точного управления автомобилем.

Не-вождение подсистемы — включая входные сенсоры, drive-by-wire актуаторы и ко-драйвер fail-safe модуль — были размещены в заднем отсеке. В прототипе багажник Chevrolet Corvette Stingray разместил большинство этих компонентов, как проиллюстрировано ниже.

Команда Arrow Electronics SAM разместила большинство подсистем в багажнике Corvette Stingray для обеспечения квадриплегического водителю управления автомобилем. Источник: Arrow Electronics.

Sip/Puff контроллер

Sip/puff модуль не только считывает давление для команды ускорения и торможения но также обеспечивает мультимодальную обратную связь — визуальную, аудио и тактильную — водителю. Ключевые компоненты включают:

• NXP K64 микроконтроллер (120 МГц Cortex-M4, 1 МБ Flash, 256 КБ SRAM)
• MPXV7025GP датчик давления (NXP)
• SGTL5000 стерео аудио кодек (NXP)
• PCA9626B 24-LED драйвер (NXP)
• Power-over-Ethernet (PoE) поддержка устройств (Analog Devices)
• Ethernet PHY (Microchip)

BOM также включает EEPROM, множество резисторов, конденсаторов, переключателей и прочих компонентов из множественных поставщиков.

Датчик давления MPXV7025GP от NXP. Источник: Arrow Electronics.

Guidance Computer

По словам инженера SAM Джоша Уиллиса, guidance компьютер агрегирует рулевое, газовое и тормозное входы, переводя их в виртуальный интерфейс ручного управления, коммуницирующий с drive-by-wire системой через CAN bus. Устройство — Nitrogen 6X Guidance PC — компактный SBC с NXP i.MX 6 ARM-Cortex-A9, 1 ГБ DDR3 и гигабитным Ethernet. Arrow запросила единичную модификацию у Boundary Devices: PoE способность.

Команда SAM сильно опиралась на off-the-shelf подсистемы, кастомизируя только когда требовалась PoE поддержка. Источник: Arrow Electronics.