ATLASCAR no 6º Salão Automóvel e Motociclo Aveiro

A equipa ATLAS foi convidada para participar no 6º Salão Automóvel e Motociclo Aveiro.Convite esse colocado por dois dos nossos patrocinadores PBseguros e Atena.

Esta presença no salão irá possibilitar que todos os visitantes do salão tenham a possibilidade de conhecer o ATLASCAR, e também que fiquem a conhecer como é que o ATLASCAR poderá vir a influenciar a nossas vidas.
Iremos falar sobre o projeto ATLAS e da sua historia, quando apareceu o ATLASCAR e também das tecnologias associadas ao ATLASCAR.

Presentation of ATLASCAR driveless at Lisbon

After several months with a lot of work and difficulties, ATLASCAR was finally presented at Festival Nacional Robótica in Lisbon for the first time.

AtlasCar is a project intended to develop solutions to increase safety in our vehicles. In order that our solutions have more impact, it was required that ATLAS group update the existent platform in order that we could influence the vehicle behavior. Afterward is possible to study how the rules, algorithms can assist the driver in order to avoid accidents, like run down pedestrians or animals, sudden appearance of bicycles, and other situations.

the enclosed videos shows our presentation that finalized with ATLASCAR tracking a pedestrian and following it.

If you want to follow us, look for as in the , and at Atlas Project website.

Fases seguintes da implementação da nova coluna

Após a implementação da nova coluna no ATLASCAR, as fases seguintes a realizar são:

• Desenvolvimento e implementação de um sistema de leitura de posição da coluna utilizando um potenciómetro
• Implementação de um sistema de controlo do motor eléctrico que permite definir a posição da coluna

Este sistema funcionará de acordo com os seguintes aspectos:

A. Controlador PID: É aplicado a um controlador PID um sinal externo, que devidamente calibrado é proporcional ao deslocamento angular a transmitir à coluna. Este controlador PID terá que ser adquirido e devidamente programado, de modo a que permita uma curva de resposta aceitável ao objectivo pretendido. O motor em questão é alimentado a 12V (valor standard).

B. Sensores e Realimentação: O controlador, ligado ao motor da coluna, envia-lhe uma tensão que o activará. Simultaneamente, o sensor de posição medirá o deslocamento angular da coluna e realimentará o PID com um sinal proporcional a esse deslocamento. Assim, implementa-se o controlo em posição do motor.

C. Actuação Humana: Em relação a este ponto, após análise do modo de funcionamento das colunas de direcção actuais, prevê-se que já exista um sensor de binário acoplado às colunas assistidas electricamente que indique o esforço que o condutor está a executar. Assim, a unidade de controlo detecta em que direcção é que o condutor o está a accionar, permitindo ao motor que auxilie o movimento. Deste modo, o sinal do sensor de binário pode ser utilizado neste projecto, permitindo que o motor deixe de ser actuado quando houver acção humana. De qualquer modo, como medida de segurança, poderá também definir-se a potência máxima do motor, através da limitação da corrente máxima que o motor vai dispor, sendo que o binário exercido pelo condutor, se em sentido contrario ao do motor, faz com que o motor solicite uma potência maior.

The new ATLASCAR electric steering column

Last December of 2010 a new advance was made at ATLASCAR steering. This new advance, consisted in a mechanical update of the steering column.

The mechanical updated consisted in merging the old column into the new one.

The merging operation started by disassembling both column.

The column is composed by 8 main components that need to be assembled into the new column.
A- shaft that transmits movement from the steering wheel to the pinion;
B- bracket to support the column into the cars chassis
C- end tip thats guarantees that the steer shaft is concentric and without any abnormal movement
D,F – bolt and spacer to connect steering wheel with shaft.
E- ignition key assembled at C
G- ignition thief lock
H- hood opening lever

A- electric steer column
B- column support bracket
C- universal joint shaft
D- steering wheel shaft

1- opel corsa eletric steer column
2- opel corsa shaft with universal joint (column side)
3- opel corsa support bracket
4- ford escort support bracket1
5- ford escort end tip
6- ford escort hood opening lever
7- ford escort ignition thief lock
8- ford escort ignition
9- ford escort support bracket 2 to be updated
10- ford escort shaft with universal joint (pinion side)
11- ford escort shaft steering wheel
12- spacer to steering wheel

As can be observed the new column is a mix of the previous two. The column is made with the development and adjustment of some parts.

The new developed parts were:

• upper support bracket

• lower support bracket

• potentiometer support bracket

The updated parts were:

• re-design of opel corsa universal joint steering column side

• re-design of ford universal joint pinion side

• re-design of steering wheel shaft

• re-design of guidance for steering shaft

Ignição

Pretende-se uma solução que automatize a ignição do ATLASCAR, sem que comprometa a ignição através da chave. A ideia seria utilizar o conceito da ligação directa.

No canhão existem 2 pares de cabos:

-Power (representados a vermelho)

-Starter (representados a castanho)

Como o ATLASCAR tem uma protecção que só permite ligar o carro se a chave estiver na ignição, a ideia é manter sempre a chave na ignição na posição 2 (posição de energia ligada) e fazer o controlo da energia com um relé em série com os cabos da energia. A ignição é feita com um relé em paralelo com o canhão sendo assim possível a ignição por chave ou automática. Os relés serão ligados ao PLC que fará o controlo da ignição.

Sites Úteis:

http://howto.wired.com/wiki/Hot_Wire_Your_Car

http://www.youtube.com/watch?v=UVpjtWyVc6M

Soluções de monitorização - ATLASCAR

Depois das primeiras semanas de trabalho foram já seleccionadas algumas soluções possíveis para a monitorização dos componentes principais. Aqui deixo um resumo das possíveis estratégias de monitorização([P]-primeira escolha, [A] - alternativa):

Pedais (Acelerador, Travão e Embraiagem):

• [P] Deslocamento linear do pedal (sensor linear)
• [A] Medição angular com um potenciómetro, de um modo semelhante ao da figura

Posição da borboleta:

• [P] Throttle position sensor (sensor já presente no carro)
• [A] Potenciómetro de precisão
• [A] Encoder absoluto

Travão:

• Sensor semelhante ao do ABS (ainda falta verificar viabilidade);

• Encoder Absoluto

Volante:

• [P] Sensor de força para detecção de condutor
• [P] Potenciómetro de precisão para medição do ângulo das rodas (no novo motor, veio intermédio ou volante)
• [A] Encoder Absoluto

Travão de mão:

• [P] Botões (ON/OFF)

Mudanças:

• [P] Botões (ON/OFF)

Actuação da direcção do ATLASCAR

O ATLASCAR actualmente tem um sistema de direcção composto por uma coluna acoplada a um circuito hidráulico. Circuito hidráulico responsável por assistir (diminuir) o esforço que o condutor necessita de fazer sobre o volante.

O paragráfo anterior indica que a direcção do ATLASCAR é composta por elementos mecânicos, e que apenas permite a actuação manual através do condutor.

Como indicado anteriormente no post ATLASCAR modo autónomo!! uma das alterações a ser levada em atenção é a direcção (actuação). A actuação é importante, mas também é importante saber em que estado está, ou seja, o seu ângulo de viragem. O ângulo de viragem das rodas é o ângulo que as rodas fazem com o eixo que passa pelo meio do veículo como indicado na imagem abaixo. Torna-se assim possível ter uma relação entre Ψ (angulo do volante) e a viragem das rodas θ.

Para realizar a actuação do volante de momento apenas duas soluções foram listadas de momento, mas ambas consistem em utilizar motores eléctricos acoplados à coluna de direcção.

Solução 1:
Esta solução passa por acoplar um motor eléctrico através de um ligação rigida ao eixo da coluna de direcção. O condutor deverá ser capaz de rodar o volante sem que seja necessário desmontar componentes mecânicos, permitindo dessa forma a passagem do sistema autónomo para manual com o carro em andamento.

esta solução tem como vantagens:

• Correcta selecção do motor e caixa de velocidades


• Maior controlo sobre a solução


• Não afecta o sistema actual


• Alterações menores na coluna direcção actual.

Como desvantagens:

• Maior complexidade do projecto


• Necessidade de maquinação de diversas peças


• Necessidade de uma embraiagem e estudo da sua força máxima


• Montagem e teste em bancada mais complexa


• Possibilidade de perda da funcionalidade de airbag do condutor

Solução 2:
A solução passa pela substituição da coluna de direcção actual por uma coluna mais recente. A listagem desta solução aparece, porque os veículos a serem comercializados actualmente possuem direcções assistidas eléctricas. Estas direcções tem acopladas um motor electrico que auxilia o condutor aquando a viragem das rodas. Como permite auxiliar o esforço do conductor, também poderá substituir o conductor se assim for pedido. A solução tida em conta é a substituição da coluna actual do ATLASCAR, por uma nova semelhante a figura abaixo.
esta solução apresenta como vantagens:

• Solução mecânica robusta e em produção série, já com longos testes de validação


• Substituição fácil em caso de avaria.


• Inclui embraiagem dimensionada para o conductor poder manipular o volante se necessário


• Inclui sensor para monitorização da coluna

Como desvantagens:

• Pontos de fixação diferentes dos actuais


• Volume de atravancamento da coluna devido ao motor eléctrico


• Motor demasiado potente


• Possibilidade de perda da funcionalidade de airbag do condutor

Os passos mínimos para a execução para ambas as soluções acima descritas passam por:

• Avaliação das suas implicações para o condutor e carro


• Projecto do sistema de fixação para a estrutura e sensores


• Listagem de componentes a maquinar


• Teste de bancada


• Montagem no veículo, teste e validação

O texto apenas serve para ilustrar algumas soluções para instrumentar a direcção do atlascar. Existem outras soluções, mas estas foram as soluções listadas numa primeira iteração.

O grupo ATLAS através de alguns alunos do DEMUA, irá estudar esta e outras soluções que irão culminar com a instrumentação do atlascar o qual poderá ser controlado através de algoritmos de navegação.