Programové vybavení modulu pro řízení funkcí inteligentního vozu

Abstract

Tato práce se zabývá návrhem a implementací firmware řídícího modulu pro účely ovládání vybraných funkcí inteligentního vozu. Úvodní část nastiňuje principy automobilové sítě CAN a následně se věnuje analýze funkcí vozu pro ovládání klimatizace, omezovače rychlosti, adaptivního tempomatu a infotainmentu. Na základě analýzy jsou stanoveny požadavky na řešení, a je přistoupeno k návrhové části. Tato se zabývá výběrem komponent, ze kterých je složen řídící modul. Poté co je pro řešení vybrán vývojový kit Terasic DE0-Nano-SoC, řadič CTU CAN FD IP Core a nezávislé moduly CAN FD Gateway, je navržena celková struktura systému, poté komunikační protokol s nadřazeným systémem umělé inteligence a dále metody řízení modulů CAN Gateway. V následují části je navržen řídící software s ohledem na rozšiřitelnost systému do budoucna. Pak je na vývojovém kitu zprovozněn OS Linux, do FPGA na kitu je začleněn řadič CTU CAN FD, do OS Linux ovladač tohoto řadiče, a nakonec je do systému zakomponován řídící software, který byl naimplementován v jazyce C++. Výsledný prototyp byl integrován do vozu Škoda Kodiaq, kde bylo úspěšně provedeno několik testovacích jízd.

This work deals with the design and implementation of the control module firmware for the purpose of controlling selected functions of an intelligent vehicle. The introductory part outlines the principles of automotive CAN network and then deals with the analysis of the car functions for controlling the air conditioning, speed limiter, adaptive cruise control and infotainment. Based on the analysis, the requirements for the solution are determined, and the design part is approached. The design part deals with the selection of components that constitute the control module. After the Terasic DE0-Nano-SoC development kit, the CAN FD IP Core CTU controller and the independent CAN FD Gateway modules are selected for the solution, the overall system structure is designed. Then the communication protocol towards the superior artificial intelligence system is designed, as well as the algorithms for control of CAN Gateway modules. In the following section, the control software is designed with respect to extensibility of the system in the future. Then, the Linux OS is deployed on the development kit, the CTU CAN FD controller is integrated into its FPGA, the driver of this controller is integrated into the OS, and finally the control software, which is implemented in C++, is integrated too. The resulting prototype was integrated into a Škoda Kodiaq vehicle and several test drives were performed with success.