Der Automotive Demonstrator "Yellow Car"

Im Rahmen der Forschungsarbeiten der Professur Technische Informatik wird das Yellow Car entwickelt. Das Yellow Car ist ein Demonstrator für den Bereich des Automotive Software Engineering. Durch miteinander vernetzte Steuergeräte werden verschiedene einfache Fahrzeugfunktionen realisiert. Der Schwerpunkt liegt nicht auf der eigentlichen Funktions sondern der Softwarearchitektur. An dem Yellow Car können reale Softwarearchitekturen untersucht und getestet werden. Studierende erhalten so die Möglichkeit, Softwareentwicklung für den Automobilbereich selbst zu erleben.

Die wichtigsten technischen Punkte des Yellow Cars:

Controller: drei mit CAN Bus vernetzte Steuergeräte
Softwarearchitektur: AUTOSAR
Funktion: automatisierte Fortbewegung
Fernsteuerung

Entwicklung

Für die Entwicklung des Yellow Car dient ein Elektro Kinderauto als Basis und wurde mit Steuergeräte-Elektronik ausgerüstet. Folgende Entwicklungen wurden vorgenommen:

Integration leistungsstarker Batterie
Grip der Reifen verbessert
Erweiterung/Verbesserung der Beleuchtung (Ablendlicht, Rücklicht, Blinker)
Abstandssensoren vorne/hinten (Ultraschall)
Licht und Temperatursensor
Geschwindigkeitssensor (Geschwindkeitsanzeige auf Motorhaube)
Lenksensoren
Installation von drei offenen Steuergeräten mit CAN Bus-Vernetzung
Netbook als Server unter dem Sitz - für OnBoard Diagnose und Fernsteuerung

Aufbau

Das Yellow Car besteht aus drei Steuergeräten (ECU: Electronic Conttrol Unit) vom Typ Freescale S12XEP100, die mit einem CAN Bus (125 kBit/s) verbunden sind. Jedes der drei Steuergeräte hat ein klar definierte Aufgabe. Die ProcessingECU ist für das Einlesen von Sensorwerten zuständig und verteilt diese an die FeatureECU und die AssistentECU. Die FeatureECU dient der Steuerung von Blinker und des Abblendlicht. Die AssistentECU ist für die Durchführung der Demonstrationsabläufen zustänidg und steuert die Motoren für Lenkung und Motor.

Systemarchitektur

Alle drei Steuergeräte sind auf Grundlage von AUTOSAR 2.1 programmiert. An der Professur für Technische Informatik steht für die Entwicklung und den Test von AUTOSAR Sterugeräten eine vollständige AUTOSAR Toolkette zur Verfügung.

Die Applikationsentwicklung wird mit Hilfe des SystemDesk von der Firma dSpace vorgenommen. Grundlegende Tests der eigentlichen Applikation können ebenfalls im SystemDesk vorgenommen werden. Im tresos Studio von der Firma Elektrobit werden alle für die Applikation notwendigen Basissoftwaremodule konfiguriert und danach die Kommunikationsschicht RTE generiert. Die daraus resultierenden C Dateien werden mit dem Freescale Codewarrior kompiliert.

Ein Hardware-in-the-Loop Test wird durch das Werkzeug ECU-TEST von der Firma TraceTronic ermöglicht.

Demonstration

Um die Funktionstüchtigkeit des Yellow Car zu zeigen wurden neben einer Fernsteuerung verschiedene Demonstrationen implementiert. Die Demonstrationen können durch Knöpfe auf der Motorhaube gestartet werden. Folgende Demonstrationen sind aktuell implementiert:

Links bzw. Rechts Blinken und Warnblinker
Vorwärts fahren bis ein Hindernis erkannt wird
Kreisdemo - Lenkrad links einschlagen, danach fahren bis Hindernis erkannt wird
Kreisdemo - Lenkrad links einschlagen, danach fahren bis Hindernis erkannt wird, Stoppen, Ausweichen durch Lenkrad rechts einschlagen, kurzes Rückwärts fahren, Links einlenken, Vorwärts fahren

Fernsteuerung

Das Yellow Car lässt sich durch verschiedene externe Geräte mit einer WLAN Verbindung fernsteuern. Es wurden Applikationen für Android und das iPhone geschrieben. Weitherhin kann die Fernsteuerung durch eine Webseite getätigt werden. Das Yellow Car kann immer nur von genau einem Endgerät gesteuert werden. Um die Fernsteuerung nutzen zu können, ist ein Login auf Server des Yellow Cars mit Nutzername und Password notwendig. Ein Login von mehrerer Nutzern gleichzeitig kann ausgeschlossen werden. Die Fernsteuerung hat die höchste Priorität in der Steuerung, das heißt Demonstrationen können dadurch unterbrochen werden.