Driver support systems and their communication in vehicle network

Abstract

Driver assistant systems develop with fast pace and due to this the principles and operations get more complex. Even though the development happens at a fast pace there is still rather little knowledge about the system operations and network communication available in public. In order to use the already existing data in the vehicle networks with concepts like vehicle-to-everything (V2X), the communications need to be studied in individual cases.

The objective of this study was to find a good solution to connect to the research vehicle network buses and to analyze the communication in the network. For this purpose, a device was designed to be able to log network data and driving conditions into a video format. The software is designed for this purpose so that captured data can be easily used in multiple different applications. During the development an agile methodology is used, so that as much as possible can be done in a considerably short time window.

As a result of the study a modular development device was designed, the device can record a camera feed with a matching timestamp to the recorded log file. In addition, some of the research vehicle systems were successfully controlled with the device, cruise control system and radio system. Analysis of the network messages revealed pedal position, steering wheel position, door states, etc.

Kuljettajaa avustavat järjestelmät kehittyvät jatkuvasti ja niiden rakenne, sekä toiminta monimutkaistuu kehityksen edetessä. Väyläkommunikaatiosta, sekä järjestelmistä yksittäisissä tapauksissa ei kuitenkaan ole julkisesti saatavilla tarpeeksi tietoa, että esimerkiksi tunnistimien kerättyä dataa voitaisiin järkevästi hyväksikäyttää esimerkiksi verkottuneiden ajoneuvojärjestelmien tukena.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on löytää järkevä tapa kytkeytyä tutkimusauton väyliin ja analysoida väyläkommunikaatiota. Tähän käyttötarkoitukseen kehitetään itse laite, jolla voidaan tallentaa väyläkommunikaatio, sekä mahdollinen ajosuorite videomuodossa. Ohjelmisto luodaan itse, jotta analysoitujen väyläviestien sisältöä voidaan jatkossa käyttää useampaan eri applikaatioon. Kehitysvaiheiden läpi noudatetaan ketterää ohjelmistokehityksen (engl. agile software development) periaatetta, jotta suhteellisen pienessä aikaikkunassa voidaan testata, sekä kehittää mahdollisimman toimiva ratkaisu.

Työn tuloksena kehitettiin modulaarinen työkalu, jolla voidaan tallentaa videota ja väyläkommunikaatiota. Tämän lisäksi osaa ajoneuvon järjestelmistä ohjattiin onnistuneesti, näistä esimerkkinä tutkimusauton vakionopeus järjestelmän ohjaus, sekä radion ohjaus. Muitakin järjestelmiä voidaan mahdollisesti tulevaisuudessa ohjata jatkamalla tutkimusta väyläkommunikaatiosta tässä kyseisessä ajoneuvossa. Ohjauksen lisäksi ajoneuvosta löydettiin muun muassa polkimien toteutunut ohjaus, ohjauspyörän toteutunut asento, ovien avaustieto, yms.