Révolutionner la mobilité : à l'intérieur de la voiture semi-autonome d'Arrow Electronics pour conducteurs handicapés

Cet article fait partie du Projet Spécial AspenCore sur la technologie de Voiture Semi-Autonome.

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Arrow Electronics a conçu une Voiture Semi-Autonome (SAM) qui permet aux individus avec limitations de mobilité sévères d'opérer un véhicule en toute sécurité et indépendance. En tirant parti principalement de composants prêts à l'emploi (OTS) et solutions custom où nécessaire, l'équipe SAM a intégré des entrées de capteurs avancées dans une architecture drive-by-wire.

Contrairement aux analyses de teardown conventionnelles, qui visent à découvrir des secrets propriétaires, Arrow a ouvertement divulgué l'architecture du SAM. La documentation suivante présente une liste complète de tous les composants système, incluant une nomenclature (BOM) détaillée pour le contrôleur interface homme-machine (HMI) conçu en interne.

Au cœur, le véhicule SAM repose sur deux modalités de capteurs clés :

• Un quatuor de caméras de suivi de mouvement qui capturent les mouvements de tête du conducteur pour commandes de direction.
• Un capteur de pression sip/puff qui traduit l'inhalation (sip) en freinage et l'exhalation (puff) en accélération.

Un module de navigation GPS complète ces entrées, assurant que le véhicule reste sur la route et prévenant les déviations brusques. Les données capteurs sont traitées et routées vers un système drive-by-wire fourni par un sous-traitant spécialisé. Plus de détails techniques peuvent être trouvés dans l'article EETimes accompagnant, « Comment construire une voiture pour quelqu'un qui ne peut pas conduire. »

Le développement logiciel a constitué la majorité de l'effort, englobant l'affinage d'algorithmes de navigation et l'intégration de flux capteurs pour livrer un contrôle véhicule précis.

Les sous-systèmes non-conduite — incluant capteurs d'entrée, actionneurs drive-by-wire, et module fail-safe co-pilote — étaient logés dans le compartiment arrière. Dans le prototype, un coffre de Chevrolet Corvette Stingray accueillait la majorité de ces composants, comme illustré ci-dessous.

L'équipe SAM d'Arrow Electronics a stocké la plupart des sous-systèmes dans le coffre de la Corvette Stingray pour permettre à un conducteur tétraplégique d'opérer le véhicule. Source : Arrow Electronics.

Contrôleur Sip/Puff

Le module sip/puff ne lit pas seulement la pression pour commander accélération et freinage mais fournit aussi un feedback multimodal — visuel, audio, et haptique — au conducteur. Composants clés incluent :

• Microcontrôleur NXP K64 (120 MHz Cortex-M4, 1 Mo Flash, 256 Ko SRAM)
• Capteur de pression MPXV7025GP (NXP)
• Codec audio stéréo SGTL5000 (NXP)
• Driver 24-LED PCA9626B (NXP)
• Dispositifs support Power-over-Ethernet (PoE) (Analog Devices)
• PHY Ethernet (Microchip)

La BOM inclut aussi EEPROM, une variété de résistances, condensateurs, interrupteurs, et autres composants divers sourcés de multiples fournisseurs.

Le capteur de pression MPXV7025GP de NXP. Source : Arrow Electronics.

Ordinateur de guidage

Selon l'ingénieur SAM Josh Willis, l'ordinateur de guidage agrège les entrées direction, gaz, et frein, les traduisant en une interface main-virtuelle qui communique avec le système drive-by-wire via bus CAN. Le dispositif est le PC Guidance Nitrogen 6X — un SBC compact avec un NXP i.MX 6 ARM-Cortex-A9, 1 Go DDR3, et Ethernet gigabit. Arrow a demandé une seule modification à Boundary Devices : capacité PoE.

L'équipe SAM s'est fortement appuyée sur des sous-systèmes prêts à l'emploi, customisant seulement quand le support PoE était requis. Source : Arrow Electronics.