Derribo de un automóvil semiautónomo para conductores discapacitados

Esta historia es parte de un proyecto especial de AspenCore sobre la tecnología de automóviles semiautónomos.

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Introducción al proyecto especial de tecnología SAM Cómo fabricar un automóvil para alguien que no puede conducir Los ojos lo tienen Modifiquemos un coche

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¿Cómo se construye un sistema que permita a una persona con movilidad muy limitada conducir un automóvil? Arrow Electronics respondió eso con su proyecto Semi-Autonomous Motorcar (SAM). Confiando predominantemente en productos estándar (OTS) y construyendo las pocas cosas que necesitaban que no estaban disponibles comercialmente, los ingenieros del equipo SAM integraron un sistema que tomaría las entradas de los sensores y las alimentaría en un drive-by-wire sistema.

Por lo general, el propósito de un desmontaje es abrir un sistema para descubrir lo que el fabricante había sellado por varias razones (por ejemplo, seguridad del producto, integridad del producto, para proteger la propiedad intelectual o la propiedad intelectual), pero Arrow siempre estuvo dispuesto a decir lo que entró en el automóvil SAM, por lo que este no será un desmontaje típico. Lo que tenemos es una lista bastante completa de todos los elementos del sistema, incluida la lista de materiales (BOM) para el controlador de interfaz hombre-máquina (HMI) que Arrow diseñó.

Brevemente, un automóvil SAM se conduce utilizando dos sistemas de sensores clave. Un conjunto de cuatro cámaras de seguimiento de movimiento captura los movimientos de la cabeza del conductor para dirigir. También hay un sensor de sorbos / bocanadas que mide la presión; el conductor inhala (sorbos) a través de un tubo para frenar y exhala (bocanadas) para acelerar. También hay un sistema de navegación basado en GPS que se puede activar para ayudar a evitar que el automóvil se desvíe radicalmente del rumbo. Los datos de los sensores se procesan y se envían a un sistema drive-by-wire proporcionado por un subcontratista. Los detalles adicionales se encuentran en la historia adjunta sobre EETimes:Cómo construir un automóvil para alguien que no puede conducir.

Gran parte del trabajo crítico se realizó en software. Eso incluyó ajustar los sistemas de navegación y cómo se utilizaron los datos de los sensores para controlar finalmente el vehículo.

La mayoría de los subsistemas físicos que no se utilizan directamente para conducir (que incluirían los sensores de entrada, los actuadores de conducción por cable y el aparato a prueba de fallas del copiloto) se instalan detrás del conductor; en el caso del Chevy Corvette que se usó como el primer automóvil SAM, eso estaba en el maletero. Esos subsistemas se enumeran en la siguiente fotografía.

El equipo del proyecto SAM de Arrow Electronics utilizó el maletero del Chevrolet Corvette Stingray para almacenar la mayoría de los subsistemas necesarios para ayudar a un conductor tetrapléjico a operar el vehículo. Fuente: Arrow Electronics.

Controlador de sorbos / bocanadas
El controlador sip / puff no solo mide la presión para controlar la aceleración y el frenado, sino que también se puede usar para proporcionar retroalimentación (visual, auditiva y / o háptica) en esos niveles al conductor. Los componentes clave de esta placa son:

• un microcontrolador K64 de NXP (originalmente Freescale). Combina una MCU Cortex de 120 MHz con 1 MB de Flash y 256 KB de SRAM.
• Sensor de presión MPXV7025GP (NXP)
• Códec de audio estéreo SGTL5000 (NXP)
• Controlador de 24 LED PCA9626B (NXP)
• Dispositivos compatibles con Power over Ethernet (PoE):varios (dispositivos analógicos)
• Ethernet PHY (microchip)

La lista de materiales de la placa también incluye algunas EEPROM; una variedad de resistencias, condensadores e interruptores de múltiples fuentes; y otros componentes.

El sensor de presión MPXV7025GP de NXP Fuente: Arrow Electronics

Ordenador de guía

El ingeniero de SAM, Josh Willis, dijo que la computadora de guía "agrega los valores de dirección y aceleración / freno, luego actúa como un conjunto de controles manuales para interactuar con el sistema de conducción por cable a través del bus CAN". Se llama en la foto de arriba como el Nitrogen 6X Guidance PC, un cuadro azul hacia la esquina inferior derecha del maletero del automóvil. La computadora de placa única (SBC) Nitrogen 6X es un producto estándar. Basado en el procesador i.MX 6 ARM-Cortex A9 de NXP, la placa también viene de serie con 1 GB de DDR3 y Gigabit Ethernet. Arrow solicitó a Boundary Devices una única modificación:la capacidad de admitir PoE.

El equipo de automóviles de SAM se basó principalmente en subsistemas estándar. Cuando se requería una modificación, a menudo era para agregar soporte para PoE. Fuente: Arrow Electronics