Что такое can в сигнализации starline

Что такое 2can 2lin в сигнализации Starline и как им пользоваться?

Многих автовладельцев, выбирающих надежную охранную систему, интересует, что такое 2can 2lin в сигнализации Starline.

Если объяснять простыми словами, это такой специальный модуль, при котором подключение сигналки к электронному блоку автомобиля происходит через его цифровую шину.

Шина – центральный кабель, к которому подсоединены все рабочие контроллеры.

А теперь, чуть подробнее.

Что такое 2CAN 2LIN?

Предлагаем поэтапно разобрать самые важные моменты.

1. Что это за комплектация такая, 2CAN 2LIN

Каждая модель сигнализации Старлайн имеет несколько вариаций, различающихся между собой наличием дополнительных модулей. Например, у Старлайн а93, есть версии ECO, GSM, CAN+ LIN, а также 2CAN+ 2LIN.

ECO – самая простая модификация, с минимальным набором базовых функций. GSM оснащена встроенным модулем для SIM карты. Если на упаковке охранной системы есть обозначение CAN+ LIN или 2CAN+ 2LIN, значит в ее комплектацию входит дополнительный блок для подключения через цифровой кабель.

В чем разница между CAN+ LIN и 2CAN+ 2LIN? С точки зрения физики, это два одинаковых понятия, просто сигнализация с 2CAN 2LIN устанавливается на автомобили, выпущенные после 2010 года. Более старые тачки поддерживают CAN LIN.

Список машин, которые поддерживают модуль 2CAN 2LIN, можно посмотреть тут:
Сайт Старлайн

2. Что такое CAN LIN шины?

Итак, теперь вы знаете, что 2can 2lin в сигнализциях Starline – это, по сути, такой способ подключения. Рассмотрим, что он из себя представляет.

CAN – расшифровывается, как Controller Area Network. Из перевода выходит, это некая цифровая сеть из датчиков, контроллеров и исполнительных устройств. Связь между ними обеспечивает КАН шина (кабель), по которой и происходит общение между разными электронными блоками

CAN шиной сегодня оборудованы все новые тачки. Она связывает электронные модули автомобиля, обеспечивая между ними качественное и непрерывное взаимодействие. LIN шина — тоже цифровая магистраль, только однопроводная. Это такая упрощенная вариация КАН кабеля. Блок 2CAN 2LIN в сигнализациях Старлайн позволяет подключиться к этим сетям, то есть стать их полноправной электронной единицей.

Что такое КАН и LIN шины в сигнализации Старлайн, надеемся, вы поняли. Все электронные компоненты, подключенные к этим магистралям, могут связываться друг с другом. Общение в цифровой сети осуществляется через кодированные сообщения. У каждого контроллера свой идентификатор, благодаря которому система и понимает, откуда поступает информация.

В автомобиле по CAN LIN проводам «общаются» электронный блок управления, комбинация приборов, модуль двери водителя, центральный блок кузовной электроники, ABS, климатическая система, а также котроллер подушек безопасности. Получается, сигнализации Старлайн с модулем CAN LIN могут управлять многими штатными датчиками и устройствами автомобиля, а также считывать с них нужную информацию. Например, регулировать работу стеклоподъемников, зеркал, подушек безопасности, контролировать, открыта ли дверь или капот.

Вот для чего нужен модуль 2can 2lin Starline.

3. Зачем это нужно?

Устаревшая альтернатива цифровому подключению – аналоговое. Это значит, каждая функция сигнализации Старлайн подключается к исполнительному компоненту отдельным проводом. Таким образом, полный монтаж охранного комплекта аналоговым способом требует от 10 до 20 точек врезки в центральную проводку авто!

Цифровой же способ подключения по CAN LIN дает возможность подсоединиться ко всем электронным устройствам автомобиля через всего 2 провода (витая пара CAN-H и CAN-L). Чувствуете разницу?

Плюсы и минусы 2CAN 2LIN

Выше мы разобрали, что 2CAN Starline – это такой дополнительный блок охранного комплекта, позволяющий осуществить подключение к авто по центральной CAN LIN магистрали.

В чем его главные преимущества?

А вот недостаток, после детального изучения, выявился только один: комплектация Старлайн с 2CAN 2LIN стоит дороже стандартного ECO пакета. Однако, удобство, как говорится, стоит денег.

Делайте правильный выбор и не экономьте на своем комфорте.

Источник

Что такое CAN-шина в автомобиле

Современные машины оснащаются различными электронными блоками управления, для самых разных систем: ABS, двигатели, кузова и салона, и другими. По своей сути это микрокомпьютеры. Чтобы было понятнее что такое CAN-шина, можно представить, что в авто есть локальная компьютерная сеть. К ней подключаются микрокомпьютеры, чтобы работать всем вместе. Можно сравнить такую сеть с обычной офисной сетью, где есть один общий ПК начальника, откуда есть доступ к ПК подчиненных, а те в свою очередь могут обмениваться данными друг с другом. Система диагностики или бортовой компьютер автомобиля в данном случае будет тем самым начальником.

Что собой представляет CAN-шина

Это одно из многочисленных электронных устройств в машине. На него возложена задача объединять разнообразные датчики и процессоры в единую систему с синхронизацией. Шина обеспечивает сбор и обмен информацией, которая необходима для корректирования работы систем и узлов автомобиля. CAN это сокращение от Controller Area Network. Следовательно шина – это своеобразная «дорога» для передачи информации от контроллера к устройствам и наоборот. Этот стандарт разрабатывался и внедрялся более трех десятилетий назад. Сегодня он используется не только в автомобилях, но и в промышленности, в том числе в «умных домах».

Принцип работы

Шина выглядит как небольшое устройство, имеющее много входов, чтобы можно было подключить в них кабели, или разъем для подсоединения кабелей. Принцип действия в том, чтобы она передавала сообщения между разнообразными компонентами системы авто. Чтобы была возможность правильно передавать данные, в сообщения должны быть включены уникальные идентификаторы. Серийные сообщения отправляются всем устройствам, но из-за того, что есть такие идентификаторы, обработаны будут только те из них, которые предназначены конкретному устройству.

По длине идентификаторы могут быть 11-29 битными. Сама CAN-шина в большей части машин, это не сложное устройство. Она выглядит как пара сплетенных проводника, отличающихся друг от друга по цвету. По ним распространяются разнообразные сигналы, имеющие разные уровни – либо L, либо H. За то, чтобы сигналы формировались в ответе CAN-контроллер. Почти во всех машинах так же стоит CAN-трансивер, иначе говоря, приемопередатчик, отвечающий за:

В машинах могут использоваться лишь два типа трансмиттеров – Хай Спид (High Speed) и Фолт Толеран (Fault Toleran). Первый характеризуется скоростью до 1 Мбит/сек, и имеет меньшую в сравнении со вторым помехозащищенность. А второй более защищен от сбоев, то есть более надежен как канал связи, но для этого пришлось ограничиться скоростью в 120 кб/сек.

Первые подобные разработки, ставшие предшественниками CAN-шин, были внедрены еще в 70-х годах прошлого столетия. Сама идея стала настолько удачной, что ее развитие продолжается до сих пор.

Источник

Для чего нужен КАН-модуль в автосигнализации

По мере усложнения штатной электропроводки автомобилей классическое «аналоговое» подключение сигнализаций становится все менее актуальным. При подключении «по аналогу» необходимо каждую контрольную или управляющую цепь подсоединять к конкретной физической цепи автомобиля, причем логика работы входа или выхода жестко определена прошивкой системы.

Рассмотрим пример – подключение датчиков открытия дверей. На старых автомобилях концевики дверей сводились в одну точку, замыкая лампу подсветки салона на «массу» или подавая на нее «плюс» — соответственно, достаточно было подсоединить к ним «минусовой» или «плюсовой» вход концевиков дверей от сигнализации. На более сложных автомобилях концевики уже идут с отдельными проводами до контроллера бортовых цепей или бортового компьютера, приходится собирать диодную развязку, врезая часть диодов в штатную проводку, чтобы штатная электроника не «сошла с ума».

Теперь добавим к системе автозапуск – после остановки двигателя нам уже придется заставлять автомобиль правильно «засыпать», иначе у нас, например, останется включенной магнитола. Значит, нам потребуется в большинстве случаев имитировать открытие и закрытие водительской двери – именно к этому событию в штатной проводке привязывается «засыпание». Для этого мы используем программируемый дополнительный канал, не забывая, что подключать его придется в правильное место относительно развязывающих диодов, иначе сигнализация после глушения двигателя начнет включать тревогу.

Но в то же время сейчас уже и на бюджетных моделях есть CAN-шина, которая позволяет считывать с нее диагностические данные и управлять исполнительными механизмами – например, теми же замками дверей. Установив в сигнализацию модуль КАН-шины, мы сможем получать нужные данные о состоянии автомобиля и по возможности управлять им, подсоединив всего два или четыре провода (зависит от архитектуры проводки – либо мы подключаемся только к одной шине, либо раздельно к шинам двигателя и кузова).

При этом CAN-модуль имеет собственную прошивку, что позволяет легко адаптировать автосигнализацию к разным машинам, не затрагивая прошивку самого центрального блока, который остается универсальным для всех моделей машин. Такая сигнализация станет гораздо более гибкой в настройке, сможет лучше адаптироваться к особенностям конкретной модели авто.

Принцип действия КАН-модуля

Кан-модуль для сигнализации фактически является интерфейсным блоком, который позволяет прошивке охранной системы управлять цепями автомобиля типизированным образом. Например, при постановке автомобиля на охрану центральный блок подает на CAN-модуль соответствующую команду, а дальнейшие действия уже будут определяться прошивкой модуля. Однократно выполнив программирование КАН-модуля в процессе установки, о нем в дальнейшем можно просто забыть – сервисные функции сигнализации можно будет настраивать так же, как если бы его и не было.

При этом само по себе программирование не низкоуровневое, то есть установщику не обязательно знать, какие конкретно команды нужно подавать на шину для определенного действия: достаточно просто выбрать номер прошивки, соответствующий модели и комплектации автомобиля. Узнать номер можно на сайте производителя охранной системы. Например, прошивка КАН-модуля «Старлайн» для Honda CR-V 2017 года с кнопкой «Старт-Стоп» имеет номер 2444.

Нужен ли CAN-модуль для моей машины?

Чтобы получить ответ на этот вопрос, проще всего ознакомиться с функциями, которые выбранная сигнализация может обеспечить через CAN-шину. При этом нужно учитывать, что ведущие производители охранных комплексов постоянно обновляют прошивки модулей и их список постоянно расширяется. То есть, если CAN-шина физически присутствует в автомобиле, помимо упрощения установки мы получим еще и больший набор функций по сравнению с аналоговым подключением.

КАН-модуль «Старлайн» дает ряд функций, которые при аналоговом подключении недоступны:

Видео:Что такое кан модуль.

Уже хотя бы ради бесключевого обхода иммобилайзера установка КАН-модуля становится привлекательным решением, даже если всю систему нетрудно подключить «по аналогу». Для автозапуска CAN-подключение интересно еще и возможностью точного контроля факта работы двигателя. При аналоговом подключении для этого приходится использовать либо специальный вход тахометрического сигнала, либо идти более грубыми путями (по росту напряжения в сети при включении генератора, по изменению напряжения на его выходе контрольной лампы).

Даже на ряде бензиновых автомобилей корректно считываемый сигнализацией тахометрический сигнал получить трудно. Например, на холостом ходу у Citroen C4 «Старлайн» не распознает сигнал с форсунок, если не собрать самодельный сумматор, и будет глушить мотор после того, как он сбросит обороты. На дизелях же возможностей тахометрического входа еще меньше. В то же время подключение CAN-модуля даст сигнализации возможность однозначно определить, работает двигатель или нет, вовремя отключая стартер и не отключая зажигание при ошибках считывания оборотов по физическому сигналу.

Настройка CAN-модуля

Рассмотрим процесс программирования модуля CAN-шины на примере популярной StarLine A93. Сам модуль устанавливается непосредственно на плату центрального блока, где предусмотрены специальные гнезда. На плате модуля есть USB-разъем, который в дальнейшем позволит обновлять прошивку.

Чтобы войти в режим программирования модуля, временно отключите от сигнализации разъемы питания и CAN-шины. Зажав кнопку Valet, возвращаем на место разъем питания и продолжаем удерживать кнопку, пока не отзвучат пять сигналов сирены.

Система подаст еще 4 сигнала, когда кнопка будет отпущена. Теперь перейдите в соответствующее меню настроек CAN-модуля однократным нажатием кнопки Valet. Затем вводим четырехзначный номер прошивки, быстро нажимая кнопку число раз, соответствующее очередной цифре номера. Например, для кода 1312 нужно нажать кнопку 1 раз, дождаться одиночного сигнала сирены, нажать ее три раза, после трехкратного сигнала нажать дважды, прослушать двойной «кряк» сирены, нажать кнопку еще два раза. После двойного сигнала с небольшой паузой система подаст еще два оповещения, если номер введен правильно, или четыре, если такой номер прошивки не найден.

Далее настраиваются функции модуля, для чего предусмотрено несколько уровней меню:

Можно полностью сбросить CAN-модуль на заводские настройки пятикратным нажатием Valet – если Вы запутались в настройке, и проще начать ее «с нуля»

Меню статусных функций позволяет задать, какие именно информационные сигналы будут считываться с CAN-шины. Например, если Вы подсоединили аналоговый контроль концевиков дверей, считывание информации концевиков с CAN-шины отключите, иначе аналоговый вход не будет работать. Аналогично в меню управляющих функций можно определить, будет ли CAN-модуль управлять «аварийкой», закрытием и открытием центрального замка (причем закрытие и открытие настраиваются отдельно), замком багажника, автозапуском и так далее. В меню дополнительных функций настраивается функция Slave.

Как определить, какие функции нужно реализовать по аналогу, а какие доступны через CAN-шину? Достаточно выбрать на портале can.starline.ru модель автомобиля и тип модуля (2CAN, CAN+LIN и так далее), чтобы узнать номер прошивки, скачать последнюю версию и увидеть перечень функций, доступных в этой прошивке через CAN.

На Chevrolet Cruze до 2015 года с замком зажигания актуальная на момент написания статьи прошивка 1765 потребует включение управление аварийной сигнализацией «по аналогу», а вот управление штатным центральным замком уже можно смело настраивать по CAN-шине, не подключая дополнительные провода. Блокировку запуска придется подключать внешнюю, потому что заглушить мотор через диагностическую шину в этой прошивке тоже нельзя.

Ещё кое-что полезное для Вас:

В дальнейшем, когда прошивка обновится, появятся дополнительные функции, можно будет просто активировать их в настройках CAN-модуля, не отключая ранее выведенные в штатную проводку аналоговые каналы.

Источник

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.

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.

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.

Источник