VC900-M8M unterstützt ARTC bei dem Bau eines autonomen Elektro-Kleinbusses des Level 4

Mit der weiteren Entwicklung und Reife von Technologien wie künstlicher Intelligenz (AI), Cloud-Diensten, Internet der Dinge (IoT) und anderen, werden autonome Fahrzeuge (Autonomous Vehicles) Realität werden. Veränderungen in den globalen Beschäftigungsstrukturen und andere Faktoren haben Experten aus Industrie, Regierung, Wissenschaft, Forschung und anderen Gebieten dazu ermutigt, sich mit diesem Thema zu beschäftigen, die potenziellen Geschäftsmöglichkeiten von über 10 Milliarden US Dollar nicht unbeachtet zu lassen und das Tempo der technologischen Entwicklung zu erhöhen.

DFI, der weltweit führende Hersteller von Embedded Systemen und Industriecomputern (IPC), nutzt seine langjährige Erfahrung im Automobilbereich, um zusammen mit dem Automotive Research and Testing Center (ARTC) und einigen taiwanesischen Herstellern das spezielle Automobilsystem VC900-M8M sowie technische Unterstützung für Systemkonnektivität, Sicherheitsschwachstellen und andere Funktionen bereitzustellen, um mit verschiedenen Partnern den WinBus, den ersten „MIT (Made in Taiwan)“ autonomen E-Kleinbus, der dem Level 4 für autonomes Fahren der amerikanischen Society of Automotive Engineers (SAE) entspricht, zu bauen.

Industrie: Verkehr und Transport

Anwendungen: Telematik-Box (Telematics Box, T-Box) System

Lösung: VC900-M8M Automobil-spezifisches System

Autonome Fahrzeuge, eine Lösung für den zukünftigen Berufskraftfahrermangel und globale Klimaerwärmung

Geburtenrückgang, eine alternde Bevölkerung, der daraus folgende Fachkräftemangel sowie Netto-Null Emissionen sind in den letzten Jahren weltweit zu wichtigen Themen geworden. Gerade in der Verkehrs- und Transportbranche ist der Fachkräftemangel besonders deutlich zu spüren. Die International Road Transport Union (IRU) zum Beispiel veröffentlichte Anfang 2023 einen Artikel, der den Mangel an Bus- und LKW-Fahrern in Europa auf bis zu 600.000 beziffert. Und wenn dieser Trend anhält, steigt diese Zahl bis 2026 auf 2 Millionen. Das Medienunternehmen „KBTX“ aus Texas berichtete kürzlich, dass 16 von 116 Busrouten wegen Fahrermangel nicht bedient werden konnten und dadurch lokale Schulkinder betroffen wurden.

Autonome Fahrzeuge werden dabei als eine mögliche Lösung angesehen und ziehen weltweit aktive Aufmerksamkeit und Beteiligung auf sich. In einem Report über die Märkte für PKW und Nutzfahrzeuge schätzt das internationale Forschungsunternehmen „Fortune Business Insights“, dass der weltweite Markt für autonome Fahrzeuge im Jahr 2029 19,9 Milliarden US Dollar übersteigen und zwischen 2022 und 2029 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 42,97% aufweisen wird. Ein anderes Forschungsunternehmen, „Future Market Insights“, geht ebenfalls von einer positiven Marktentwicklung aus und schätzt, dass der Markt bis 2033 70 Milliarden US Dollar übersteigen wird.

Ein Branchenkonsens dabei ist, dass fortschrittliche Technologien für autonome Fahrzeuge wie optische Abstands- und Geschwindigkeitsmessung (LiDAR) ein ausschlaggebender Faktor sind, um herkömmliche Fahrzeuge ersetzen und die Sicherheit im Straßenverkehr verbessern zu können. „Future Market Insights“ berichtet außerdem, dass autonome E-Fahrzeuge das Potenzial haben, zur globalen Energieeinsparung und Kohlenstoffreduzierung beizutragen. Eine unverzichtbare Technologie, um die o.g. Vorteile von autonomen Fahrzeugen zu verwirklichen, ist die Vernetzung von Fahrzeugen (Vehicle to everything, V2X). Und genau hier liegt der Wert der T-Box.

Der Schlüssel zur Kohlenstoffreduzierung mit autonomen Fahrzeugen liegt in der Vernetzung

Entsprechend eines Berichtes des Verbands der europäischen Automobilhersteller (ACEA) können Kohlenstoffemissionen durch Vermeidung von häufigem Bremsen und Beschleunigen um 5 bis 20% gesenkt werden. Um das zu erreichen, muss das Fahrzeug über das Internet mit einem intelligenten Verkehrssystem (Intelligent Transportation System, ITS) verbunden sein, um in Echtzeit auf Straßenbedingungen zugreifen, Streckenvorhersagen machen und frühzeitig bremsen oder anhalten zu können.

Das VC900-M8M kann als Datenanalyseplattform und Übertragungsnerv des WinBus betrachtet werden. Die Hauptaufgabe besteht in der Verbindung von Cloud-Plattform und lokalen Geräten, um Daten kontinuierlich speichern und sammeln zu können. Echtzeit Verkehrsdaten, einschl. Status und Umschaltzeiten der angrenzenden Ampeln sowie Bilddaten der IP-Kameras über die umliegenden Fahrzeuge werden über Ethernet und 4G-Router mit dem intelligenten Verkehrssystem (ITS) ausgetauscht.

Fahrzeugsteuergerät (VCU), fortschrittliches Fahrerassistenzsystem (ADAS Controller), elektrische Servolenkung-Steuerung (EPS Controller), Antiblockiersystem (ABS) und andere Steuersysteme werden über das elektronische Steuergerät (ECU) verbunden. Dieses führt auf der Grundlage der von der T-Box erhaltenen Daten Berechnungen durch und erteilt dann Steuerbefehle an die entsprechenden Einheiten, um zum Beispiel Brems- und Beschleunigungsvorgänge durchzuführen. Alle Fahrzeugdaten werden beim Sammeln komprimiert und an die von ARTC entwickelte Cloud-Managment-Plattform übermittelt. So kann der Fahrzeugstatus fernüberwacht und die in der T-Box gespeicherten Daten fernverwaltet werden. Die Architektur ist wie folgt:

Der von ARTC, der Technologieabteilung des Wirtschaftsministeriums, und der F&E Abteilungen mehrerer Technologieunternehmen, darunter DFI, unterstützte WinBus hat im Januar 2020 die erste Sandkastenmodell-Anwendung für autonome Fahrzeuge in Lukang, Changhua, Taiwan bestanden und ist das erste Versuchsfahrzeug für autonomes Fahren auf Taiwanesischen Straßen. Außer Verbindungen zwischen Sehenswürdigkeiten in der Nähe des Changbin Industrieparks und des Parkplatzes des Tianhougong Tempels in Lukang wurden auch Verbindungen um das Gelände der National Pingtung University of Science, den Kenting Waldpark, den Hutoushan Innovationspark in Taoyuan und anderen Orten erprobt.

Für die Verifizierung in Changbin wurde die Strecke so gestaltet, dass beschilderte, unbeschilderte, vier-Weg und T-Kreuzungen, Einbahnstraßen, Straßen mit Gegenverkehr, Straßenverengungen sowie Anwesenheit von Fahrzeugen, Fußgängern und freilaufenden Tieren enthalten waren. Insgesamt wurden für den Fahrzeugtest 23 verschiedene Szenarien verwendet. Nach Verifizierung an den verschiedenen Testorten konnten die Grundfunktionen des Systems für autonomes Fahren verifiziert und bestätigt werden, dass die Zuverlässigkeit den realen Ansprüchen entspricht.

Der autonome MIT E-Kleinbus ist ein Erfolg, der nächste Schritt ist die Stärkung der Datensicherheit, um den OTA Ansprüchen gerecht zu werden

Der Erfolg des WinBus soll auf weitere Modelle wie mittlere und große Busse ausgeweitet werden. Um eine weitere Ausweitung zu ermöglichen, plant ARTC eine Standardisierung des Systems. Um eine zukünftige Aktualisierung des AI Algorithmus sowie der Software und Firmware zu ermöglichen, plant ARTC eine Verbesserung der Sicherheit und Stabilität des Systems. Die T-Box soll Funktionen wie Verschlüsselung und online Aktualisierungen (OTA) bekommen, um mit der Zeit zu gehen, ein Hacken des Systems zu verhindern und eine einfache Systemaktualisierung zu ermöglichen. Die Rolle des VC900-M8M wird immer wichtiger werden.

Sicherheit ist für jedes Gerät im Online Bereich ein „Muss“. Speziell bei Fahrzeugen, die eng mit persönlicher Sicherheit in Verbindung stehen, muss das Thema „Hacking Prävention“ höchste Priorität haben. Vor diesem Hintergrund ist DFI führend bei der Integration der xCarbon Lösung von VicOne, einem Anbieter von Sicherheitslösungen für Fahrzeugen von Trend Micro. Diese Lösung kombiniert maschinelles Lernen (ML) und andere Technologien, um für verschiedene elektronische und elektrische Fahrzeugarchitekturen (EEA) intelligente Sensormodule, virtuelle Patches und andere Tools, z.B. zur Domain/IP-Filterung, CANBus-Anomalie-Erkennung und andere Funktionen mit minimalen Ressourcen bereitzustellen.

DFI ist mit einem hochwertigen und umfassenden Produktportfolio der beste Partner für Hersteller von autonomen Fahrzeugen

DFI ist seit über 40 Jahren im Bereich der Industriecomputer (IPC) tätig und bietet außer Fahrzeug-spezifischen Lösungen wie dem VC900-M8M ein komplettes Produktportfolio mit branchenführenden Industrie-Motherboards und Touch-PCs sowie F&E Kapazitäten für kundenspezifische Lösungen und einem hohen Qualitätsstandard von unter 1000 PPM. Vor dem Hintergrund des zukünftigen Automobilmarktes, der zunehmend intelligenter und vielseitiger wird, und den Forderungen der Automobilindustrie nach hoher Sicherheit und Stabilität, verfügt DFI über genügend Expertise, um Kundenbedürfnisse zu bedienen und auch weiterhin Lösungen zu entwickeln, die eine umfassende Funktionalität bieten und den Marktanforderungen besser entsprechen.