Транспортное, горное и строительное
машиностроение
Колесные и гусеничные машины
Иванов А.М., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, проректор
Солнцев А.Н., кандидат технических наук, профессор
Шадрин С.С., кандидат технических наук, доцент Семичев С.А.
(Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ))
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ШТУРМАНСКОГО ПРИБОРА ДЛЯ РАЛЛИ ТРЕТЬЕЙ КАТЕГОРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ИТС
V2P (VEHICLE-TO-PERSON)
В статье описывается концепция программного обеспечения штурманского прибора для участия в любительском ралли, экспериментальным методом определяется оптимальный вариант получения информации о скорости и пройденном автомобилем пути, приводится алгоритм программы и разработанный пользовательский интерфейс.
Ключевые слова: автомобиль, штурманский прибор, ралли, CAN шина, навигация, ИТС, V2P.
THE NAVIGATOR DEVICE SOFTWARE DEVELOPMENT FOR THE THIRD CATEGORY RACE WITH THE ITS V2P TECHNOLOGY USAGE
The article describes the concept of navigator device software to participate in amateur race, the best way of car velocity and traversed path data acquisition is experimentally determined, the software algorithm and designed user interface are presented.
Keywords: car, navigator device, race, CAN bus, navigation, ITS, V2P.
Введение
Для ралли третьей категории используются серийные автомобили без значительных доработок, которые, в основном, участники используют и в повседневной жизни. Критически важным является точность определения пройденного автомобилем пути, т.к. участники следуют по так называемой «легенде» и заранее точный маршрут движения им не известен. Также команда участников должна соблюдать ПДД, временные интервалы, среднюю и максимальную скорости движения на разных участках трассы, проходящей по дорогам общего пользования. Актуальным является вопрос установки штурманского прибора без протяжки дополнительных проводов от датчиков, с возможностью легкого отключения и обладающего приемлемой ценой. В настоящее время на мировом рынке представлено большое количество штурманских приборов, ни один из которых указанным выше требованиям не удовлетворяет.
Получение данных с бортовой сети автомобиля, интерфейсы V2P
Данные по CAN шине любого транспортного средства можно получать двумя способами
[1]:
1) считывая в «пассивном» режиме все сообщения, проходящие по шине и фильтруя необходимые сообщения по идентификаторам, при этом дополнительная нагрузка на шину CAN не создается, но нужно иметь базу декодирования для каждого автомобиля;
2) посылая специальные запросы в шину (например, диагностические запросы по стандарту OBD-II или индивидуальные) и получая ответные сообщения, однако, диагностические запросы имеют меньший приоритет и, соответственно, больший интервал дискретизации получаемых данных, а также при этом создается дополнительная нагрузка.
Ввиду того, что параметр значений скорости автомобиля является стандартизованным, при решении рассматриваемой задачи будем использовать второй подход.
Для связи автомобиля со штурманским прибором можно использовать проводную связь, Bluetooth, Wi-Fi, DSRC, G5 интерфейсы. В нашем случае приоритетным является Wi-Fi, как наиболее универсальный [2].
Экспериментальное исследование точности измерения пройденного автомобилем пути
Натурный эксперимент проводился на автомобиле Great Wall Hover H5 с заездами разной интенсивности по тарировочному участку длинной в 100 м. Сравнивался пройденный путь, рассчитанный по данным скорости автомобиля с CAN шины при применении устройства OBD Link MX, подключаемого к OBD-II разъему автомобиля и передающего данные через Wi-Fi на планшетный компьютер штурмана, с пройденным путем, определенным по географическим координатам GPS/Глонасс смартфона iPhone 5S.
Итак, максимальная относительная погрешность измерения пройденного пути по данным бортовой сети CAN для проведенных испытаний составила 11,37 %, в то время как по GPS/Глонасс - 31,59 %. Таким образом, было установлено, что точность измерения пройденного пути по данным с бортовой сети CAN примерно в 3 раза выше, чем при применении технологии GPS/Глонасс на дистанции в 100 м для погодных условий, имевших место на момент проведения эксперимента.
Отметим, что при выборе большей длины тарировочного участка результаты могли оказаться абсолютно противоположными, т.к. в алгоритме расчета пройденного пути по скорости движения происходило бы накапливание ошибки. В то же время, точность бытовых приборов GPS/Глонасс при условии, что автомобиль не находится в туннеле или под мостом, в зависимости от погодных условий и зоны покрытия навигационными спутниками составляет примерно ± 15 м.
Таким образом, для наиболее точного определения штурманским прибором пройденного автомобилем пути необходимо использовать и данные с бортовой сети CAN, и данные GPS/Глонасс, т.е. использовать гибридную навигационную систему [3].
Результаты и выводы
На Рисунке 1 показана концептуальная схема взаимодействия Автомобиль - Штурманский прибор - Штурман.
Электропитание бортовой сети автомобиля
Датчики
Датчики
СРБ/Глонасе
Группа N2 1 электронных блоков управления автомобиля
Группа N2 N электронных блоков управления автомобиля
Высокоскоростная шина САМ передачи данных
Диагностический разъем автомобиля (ОБО-М)
Устройство Е1.М 327
Соеди №Н№ по сети \
Планшетный компьютер
Программа
Информация для штурмана
Команды, задаваемые штурманом
I *
Рис. 1. Концептуальная схема взаимодействия
На Рисунке 2 показан разработанный для планшетного компьютера интерфейс штурманского прибора, максимально приближенный к интерфейсу распространенной и популярной ранее программы «Чайный навигатор».
Рис. 2. Интерфейс программы
Разработанное программное обеспечение штурманского прибора для ралли третьей категории показало свою работоспособность, теоретически может составить конкуренцию существующим штурманским приборам и ожидает апробации действующими раллийными командами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шадрин, С.С. Возможности использования бортовых сетей передачи данных автотранспортных средств в задачах интеллектуальных транспортных систем / С. С. Шадрин, А.М. Иванов // Автотранспортное предприятие. - 2014. - № 5. - С. 43-46.
2. Иванов, А.М. Разработка дополнительных сервисов с использованием интерфейса УеЫс1е-1»-Рег80п (У2Р) / А.М. Иванов, С.С. Шадрин // Автотранспортное предприятие. -2014. - № 9. - С. 16-18.
3. Иванов, А.М. Интеллектуальное транспортное средство. Адаптация подсистемы определения взаимного положения движущихся транспортных средств / А.М. Иванов, С.С. Шадрин, К.Е. Карпухин // Известия МГТУ «МАМИ». - 2013. - №2(16), т.1. - С. 57-62.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.