Aplikační software Drive by Wire Truck Interface I

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989100%3A27240%2F24%3A10254709" target="_blank" >RIV/61989100:27240/24:10254709 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="https://www.vsb.cz/ctt/cs" target="_blank" >https://www.vsb.cz/ctt/cs</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Aplikační software Drive by Wire Truck Interface I

Popis výsledku v původním jazyce

Aplikační software DbW1TI přenáší a realizuje příkazy a požadavky z externího řídicího systému (např. požadavek na zrychlení, požadavek na úhel natočení volantu, požadavek na točivý moment řízení atd.) do dotčených systémů vozidla (překládá tyto příkazy tak, aby je akceptovaly systémy automobilu - např. požadavek úhlu řízení na systém elektrického posilovače řízení). Také vrací skutečná data/hodnoty vozidla, jako je skutečné zrychlení, skutečný úhel natočení volantu, skutečný točivý moment řízení atd. zpět do ECS. Aplikační software DbWTI transformuje požadované hodnoty prostřednictvím interních ovladačů pro řízení vozidla. Pro omezení vstupních příkazů a hodnot jsou implementovány také bezpečnostní omezovače. Hardwarová platforma pro integraci aplikačního softwaru, tzv. Drive by Wire Truck Interface 1 (zkratka DbW1TI) je napájena přes PMU nebo tlačítko nouzového STOP, má ovládací spínače, které ovládají konkrétní funkce, volitelně spínač nouzového zastavení a LED diody ukazující aktuální stav konkrétních funkcí. Díky softwarové aplikaci DbW1TI je možné ovládat přístrojový cluster tak, aby doručoval konkrétní zprávu řidiči.Aplikace realizuje řídicí a komunikační funkce pro ovládnutí sériových nákladních automobilů a vývojových modelů TATRA TRUCKS dle stanovených požadavků. Lze jej na základě požadavků na parametry pro podélné s příčné řízení modifikovat na jiné výrobce nákladních automobilů s obdobnou E/E architekturou. Aplikační software ovládá modulární celek s částmi: programovatelného CAN routeru, programovatelné reléového karty a programovatelné klávesnice. Ve spojení s hardwarovou částí DbW1TI tvoří komunikační interface s periferiemi. Na rozdíl od již aplikovaných řešení ovládnutí řízení nákladních automobilů, umožňuje softwarová aplikace a obvodová topologie řešení, které nevyužívá přídavné akční členy pro ovládání pedálů, volantu, voliče řadicích stupňů či dalších ovládací prvků automobilu, ale výhradně díky datové komunikace se sériovými elektronickými systémy nákladního automobilu dokáže zajistit realizaci na podélného a příčného řízení (úhel a moment volantu, kladné a záporné zrychlení v podélné ose automobilu - v rámci regulace záporného zrychlení provádí synergickou kooperaci brzdění motorem, brzdění frikční brzdou a brzdění retarderem), zajištění řazení, aktivace nouzového brzdění a zasílání informací řidiči na přístrojovou desku. Softwarová aplikace je proti nedovolenému kopírování zabezpečená tak, aby na základě identifikace konkrétního automobilu nebyla spustitelná s DbW1TI u vozidla, pro které nebyla povolena. Softwarová aplikace tedy průběžně provádí kontrolu zda je provozována s vozidlem pro které byla zakoupena/kalibrována. Přenositelnost je možná na základě souhlasu a kalibrace provedené poskytovatelem licence, resp. distributorem. Při provozu vozidla s aplikačním software DbW1TI lze přecházet mezi jednotlivými stavy interface (viz obr. 3.3, resp. 3.4 dokumentace). Aplikační software umožňuje řidiči experimentálního vozidla plné ovládnutí vozidla při aktivním DbW1TI nebo interface deaktivovat. Řidič tedy může zasahovat do řízení vozidla při aktivním DbW1TI.Aplikační software pro systém DbW1TI lze používat v několika provozních režimech. Každý provozní režim specifikuje rozsah možných akcí celého systému nebo jeho omezení. Před zahájením práce musí uživatel zvolit vhodný provozní režim. Volbu provozního režimu lze provést při vypnutém vozidle pomocí 2. tlačítka na ovládací klávesnici umístěné na středovém panelu, viz obr. 3.1 (v dokumentaci). Zvolený provozní režim je indikován barevným podsvícením tlačítka. Najednou lze zvolit pouze jeden provozní režim: SERVISNÍ režim světle modrá; PASIVNÍ režim zelená; LIMITED aktivní režim žlutá; NEOMEZENÝ aktivní režim červená.Nahrání aplikačního softwaru se provádí přes CAN sběrnici s aplikací třetí strany PEAK-Flash. Aplikace je k dispozici ke stažení na peak-system.com -&gt; sekce Podpora. Aby bylo možné nahrát nový firmware do DbW1TI, musí být splněny následující požadavky:. Rozhraní CAN řady PCAN pro počítač (např. PCAN-USB FD od systému Peak).. Kabeláž CAN mezi rozhraním CAN a DbW1TI se správným zakončením (120 Ω na každém konci sběrnice CAN).. Operační systém Windows 11, 10 (32/64bitový) v počítači. Pro nahrání nového firmwaru přes CAN musí být aktivován CAN bootloader. Bootloader musí být aktivován buď vytvořením relace programování UDS a DbW1TI musí být v režimu SERVICE.Aplikační software DbW1TI se aktivuje stisknutím tlačítka POWER na středovém ovládacím panelu, který zapne napájení a inicializuje systém. Inicializace systému trvá přibližně 500 milisekund, poté je systém připraven k provozu. Proces zapnutí systému je signalizován červenou kontrolkou v tlačítku. Po uvedení systému do provozu je systém neaktivní. Aby systém mohl komunikovat s vozidlem, musí být aktivován. Systém se aktivuje stisknutím 1. tlačítka, zvaného &quot;DbW MainSwitch&quot; na klávesnici umístěné na středovém panelu, viz obr. 3.1. Aktivní stav systému je indikován zeleným podsvícením tlačítka. Pro deaktivaci systému je nutné znovu stisknout tlačítko &quot;DbW MainSwitch&quot;. Neaktivní stav systému je indikován bílým podsvícením tlačítka. Třetí až páté tlačítko slouží k aktivaci a deaktivaci funkcí systému. Systém DbWTI se vypíná stejným způsobem, tj. opětovným stisknutím tlačítka POWER na středovém ovládacím panelu se vypne napájení a vypne se systém.Popis stavu systému je následující.A) NEAKTIVNÍ - Ve stavu NEAKTIVNÍ je možné volit provozní režimy nebo provádět konfiguraci systému. Řidič/tester nepřetržitě provádí úkoly podélné a příčné dynamické jízdy. Architektura sériového vozidla E/E a jeho sběrnicová síť (všechny jednotky vozidla a kabeláž) jsou zapojeny v sériovém stavu a systém DbW1TI je fyzicky odpojen, to znamená, že systém nemůže ovlivnit vozidlo. Stát je určen pro přepravu vozidla řidičem bez oprávnění &quot;proto vozidlo&quot;.Shrnutí chování systému, když je aktivní stav NEAKTIVNÍ:. všechny funkce pro ovládání vozidla jsou deaktivovány,. funkce ovládání systému jsou povoleny a fungují,. systém je funkčně odpojen od vozidla,. je možný výběr provozních režimů nebo nastavení systému.B) INIT - Ve stavu INIT systém nemůže ovlivnit vozidlo. Tento stav je určen pro inicializaci systému a konfigurace před jízdou. Shrnutí chování systému, když je aktivní stav INIT:. všechny funkce pro ovládání vozu lze aktivovat HW spínačem na klávesnici,. ovládání vozidla není možné,. funkce ovládání systému jsou povoleny a fungují,. systém je funkčně připojen k vozidlu a čeká na ZAPNUTÍ vozidla.C) PŘIPRAVENO - Stav PŘIPRAVENO indikuje předprovozní stav, ale ovládání vozidla zatím není možné. Protože je vozidlo ZAPNUTÉ, konfigurace systému není možná. Shrnutí chování systému při stavu.READY je aktivní:. ovládání vozidla není možné,. funkce ovládání systému jsou povoleny a fungují,. systém je funkčně připojen k vozidlu a vozidlo je ZAPNUTÉ,. systém čeká na externí aktivaci z ECS,. je možné zaznamenávání/protokolování údajů o vozidle.D) AKTIVNÍ - V AKTIVNÍM stavu může systém zajišťovat kontrolu nad vozidlem. Ovládání vozidla závisí na aktivované funkce systému. Shrnutí chování systému, když je aktivní stav AKTIVNÍ:. ovládání vozidla je možné,. funkce ovládání systému jsou povoleny a fungují,. systém je funkčně připojen k vozidlu a motor běží,. je také možné zaznamenávání/protokolování údajů o vozidle.E) ERROR - Když je detekována nějaká systémová chyba, pak systém změní svůj stav na ERROR stav a ovládání vozidla je deaktivováno. Shrnutí chování systému, když je aktivní stav ERROR:. ovládání vozidla není možné,. funkce ovládání systému jsou povoleny a fungují,. systém je stále připojen k vozidlu,. je také možné protokolování údajů o vozidle,. Stav ERROR lze vrátit pouze restartem systému.Celkový princip a zejména rozbor jednotlivých stavů a funkcí je součástí dokumentace. S využitím aplikačního software instalovaného do jiného výsledku VŠB-TUO. tj. prototypu DbW1TI (ev. č. 001/27-03-2024_P) lze provádět předvývoj/výzkum, vývoj či verifikační a validační testování softwarových aplikací a systémů automatizovaného řízení nákladních automobilů a pokročilých asistenčních systémů řidiče. Lze provádět testování reakcí řidičů nákladních vozidel s automatizovaným řízením, tj. provádění behaviorálních analýz řidičů a dalších účastníků provozu. Společnost tak získává silnou konkurenční výhodu pro vývoj zmíněných aplikací a provádění analýz. V současné době je výstup dle průzkumu trhu v EU ojedinělý. V USA evidujeme jednu konkurenční společnost, nicméně jejich systém je určen pro osobní vozidla jihokorejských výrobců.

Název v anglickém jazyce

Drive by Wire Truck Interface I Application Software

Popis výsledku anglicky

The DbW1TI application software transmits and implements commands and requests from the external control system (eg acceleration request, steering angle request, steering torque request, etc.) to the affected vehicle systems (translates these commands to be accepted by the car systems - e.g. steering angle requirement for electric power steering system). It also returns actual vehicle data/values such as actual acceleration, actual steering wheel angle, actual steering torque, etc. back to the ECS. The DbWTI application software transforms the setpoints via internal controllers to control the vehicle. Security limiters are also implemented to limit input commands and values. The hardware platform for the integration of application software, the so-called Drive by Wire Truck Interface 1 (abbreviation DbW1TI) is powered via a PMU or emergency STOP button, has control switches that control specific functions, an optional emergency stop switch and LEDs showing the current status of specific functions. Thanks to the DbW1TI software application, it is possible to control the instrument cluster to deliver a specific message to the driver.The application implements control and communication functions for controlling serial trucks and development models of TATRA TRUCKS according to the specified requirements. It can be modified to other truck manufacturers with a similar E/E architecture based on the requirements for longitudinal and transverse control parameters. The application software controls a modular unit with parts: a programmable CAN router, a programmable relay card and a programmable keyboard. In conjunction with the DbW1TI hardware part, it forms a communication interface with peripherals. In contrast to already applied truck control solutions, the software application and circuit topology enable a solution that does not use additional actuators to control the pedals, steering wheel, gear selector or other control elements of the car, but solely thanks to data communication with the serial electronic systems of the truck can ensure the implementation of longitudinal and transverse steering (steering wheel angle and moment, positive and negative acceleration in the longitudinal axis of the car - within the framework of negative acceleration regulation, it performs synergistic cooperation of engine braking, friction braking and retarder braking), gear shifting, activation of emergency braking and sending information to the driver on the instrument panel. The software application is protected against unauthorized copying so that, based on the identification of a specific car, it is not executable with DbW1TI on a vehicle for which it was not authorized. The software application therefore continuously checks whether it is operated with the vehicle for which it was purchased/calibrated. Portability is possible based on consent and calibration performed by the licensor, or distributor. When operating a vehicle with the DbW1TI application software, it is possible to switch between individual interface states (see Fig. 3.3 or 3.4 of the documentation). The application software allows the driver of the experimental vehicle to take full control of the vehicle when DbW1TI is active or to deactivate the interface. The driver can therefore interfere with the vehicle&apos;s steering when DbW1TI is active.The application software for the DbW1TI system can be used in several operating modes. Each operating mode specifies the range of possible actions of the entire system or its limitations. Before starting work, the user must select a suitable operating mode. The operating mode can be selected when the vehicle is turned off using the 2nd button on the control keyboard located on the center panel, see Fig. 3.1 (in the documentation). The selected operating mode is indicated by the colored backlight of the button. Only one operating mode can be selected at a time: SERVICE mode light blue; PASSIVE mode green; LIMITED active mode yellow; UNLIMITED active mode red.The application software is loaded via the CAN bus with the third-party application PEAK-Flash. The application is available for download at peak-system.com -&gt; Support section. In order to upload new firmware to the DbW1TI, the following requirements must be met:. CAN interface of the PCAN series for a computer (eg PCAN-USB FD from the Peak system).. CAN cabling between the CAN interface and the DbW1TI with proper termination (120 Ω at each end of the CAN bus).. Windows 11, 10 (32/64-bit) operating system on the computer. To upload new firmware via CAN, the CAN bootloader must be activated. The bootloader must be activated either by establishing a UDS programming session and the DbW1TI must be in SERVICE mode.The DbW1TI application software is activated by pressing the POWER button on the center control panel, which turns on the power and initializes the system. System initialization takes approximately 500 milliseconds, after which the system is ready for operation. The process of turning on the system is signaled by a red light in the button. After commissioning, the system is inactive. In order for the system to communicate with the vehicle, it must be activated. The system is activated by pressing the 1st button, called &quot;DbW MainSwitch&quot; on the keyboard located on the center panel, see Fig. 3.1. The active state of the system is indicated by the green backlight of the button. To deactivate the system, it is necessary to press the &quot;DbW MainSwitch&quot; button again. The inactive state of the system is indicated by the white backlight of the button. The third to fifth buttons are used to activate and deactivate system functions. The DbWTI system is powered off in the same way, i.e. pressing the POWER button on the center control panel again turns off the power and shuts down the system.A description of the system status is as follows.A) INACTIVE - In the INACTIVE state, it is possible to select operating modes or perform system configuration. The driver/tester performs longitudinal and lateral dynamic driving tasks continuously. The E/E serial vehicle architecture and its bus network (all vehicle units and wiring) are connected in serial state and the DbW1TI system is physically disconnected, that is, the system cannot affect the vehicle. The state is intended for the transport of a vehicle by a driver without a &quot;proto vehicle&quot; license.Summary of system behavior when the active state is INACTIVE:. all vehicle control functions are deactivated,. system control features are enabled and working,. the system is functionally disconnected from the vehicle,. it is possible to select operating modes or system settings.B) INIT - In the INIT state, the system cannot affect the vehicle. This state is intended for system initialization and pre-ride configuration. Summary of system behavior when the INIT state is active:. all car control functions can be activated with the HW switch on the keyboard,. control of the vehicle is not possible,. system control features are enabled and working,. the system is functionally connected to the vehicle and is waiting for the vehicle to be turned ON.C) READY - The READY state indicates a pre-operational state, but vehicle control is not yet possible. Since the vehicle is ON, system configuration is not possible. Summary of the system&apos;s state behavior.READY is active:. control of the vehicle is not possible,. system control features are enabled and working,. the system is functionally connected to the vehicle and the vehicle is ON,. the system is waiting for external activation from ECS,. recording/logging of vehicle data is possible.D) ACTIVE - In the ACTIVE state, the system can provide control over the vehicle. Vehicle control depends on activated system functions. Summary of system behavior when the active state is ACTIVE:. vehicle control is possible,. system control features are enabled and working,. the system is functionally connected to the vehicle and the engine is running,. recording/logging of vehicle data is also possible.E) ERROR - When any system error is detected, then the system changes its state to ERROR state and vehicle control is disabled. Summary of system behavior when the ERROR state is active:. control of the vehicle is not possible,. system control features are enabled and working,. the system is still connected to the vehicle,. logging of vehicle data is also possible,. The ERROR status can only be returned by restarting the system.The overall principle and especially the analysis of individual states and functions is part of the documentation. With the use of application software installed in another VŠB-TUO result. i.e. prototype DbW1TI (reg. no. 001/27-03-2024_P) can be used for pre-development/research, development or verification and validation testing of software applications and automated truck control systems and advanced driver assistance systems. Testing the reactions of truck drivers with automated control can be performed, i.e. conducting behavioral analyzes of drivers and other road users. The company thus gains a strong competitive advantage for developing the aforementioned applications and performing analyses. Currently, according to market research, the output is unique in the EU. In the USA, we register one competing company, however, their system is intended for passenger vehicles of South Korean manufacturers.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20201 - Electrical and electronic engineering

Projekt

—

Návaznosti

O - Projekt operacniho programu

Rok uplatnění

2024

Kód důvěrnosti údajů

U - Předmět řešení projektu je utajovanou skutečností podle zvláštních právních předpisů nebo je skutečností, jejíž zveřejnění by mohlo ohrozit činnost zpravodajské služby. Údaje o projektu jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné

Interní identifikační kód produktu

002/27-03-2024_SW

Technické parametry

Jedná se evidovaný výstup typu „Software“ Centrem Transferu technologií, VŠB-TUO, registrovaným pod ev. č. 002/27-03-2024_SW. V 1. polovině r. 2024 bude uzavřena nevýhradní licenční smlouva se společností autinno s.r.o., IČ: 17546745 (SPIN-OFF VŠB-TUO). Aplikační software DbW1TI přenáší a realizuje příkazy a požadavky z externího řídicího systému (např. požadavek na zrychlení, požadavek na úhel natočení volantu, požadavek na točivý moment řízení atd.) do dotčených systémů vozidla (překládá tyto příkazy tak, aby je akceptovaly systémy automobilu – např. požadavek úhlu řízení na systém elektrického posilovače řízení). Také vrací skutečná data/hodnoty vozidla, jako je skutečné zrychlení, skutečný úhel natočení volantu, skutečný točivý moment řízení atd. zpět do ECS. Aplikační software DbWTI transformuje požadované hodnoty prostřednictvím interních ovladačů pro řízení vozidla. Aplikační software DbW1TI je možné integrovat do sériových vozidel TATRA TRUCKS, platformy TATRA FORCE či může být modifikován pro vozidla s obdobnou E/E architekturou. Při provozu vozidla lze přecházet mezi jednotlivými programové stavy (viz dokumentace s popisem vývojových diagramů, stavovými automaty a grafikou s časovými průběhy signálů). Řidič experimentálního či sériového nákladního vozidla může plně ovládnout vozidlo při aktivním Aplikační software DbW1TI nebo Aplikační software deaktivovat. Řidič tedy může zasahovat do řízení vozidla při aktivním systémem DbW1TI. Rozbor klíčových parametrů systému spolu s obrázky a grafikou je součástí technické dokumentace (rozsah 40 stran A4) výsledku, která je přílohou evidenčního formuláře Software – vše uloženo v archívu Centra Transferu technologií, VŠB-TUO.

Ekonomické parametry

Aplikační software sloužící pro podporu vývoje ADAS a vývoje automatizovaného řízení nákladních automobilů. Při integraci systému do sériových vozidel může sloužit pro účely automatizované jízdy v jízdních testech v obtížném terénu – testovací proces nezávislý na únavě a omezených možnostech testovacích řidičů, tj. osob testerů. S využitím systému je uživatel (oddělení předvývoje/výzkumu, vývoje či testování) schopen provádět vývojově výzkumné aktivity, včetně verifikačního a validačního testování SW aplikací automatizovaného řízení nákladních automobilů a ADAS. S využitím tohoto výsledku lze provádět testování reakcí řidičů autonomních automobilů, tedy provádění behaviorálních analýz řidičů a dalších účastníků provozu. Společnost tak získává silnou konkurenční výhodu pro vývoj zmíněných aplikací a provádění analýz. V současné době je výstup dle průzkumu trhu v EU ojedinělý. V USA evidujeme jednu konkurenční společnost, nicméně jejich systém je určen pro osobní vozidla jihokorejských výrobců.

IČO vlastníka výsledku

61989100

Název vlastníka

Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, VŠB-TUO