Abschlussarbeit für die Entwicklung eines Wireless Gateways basierend auf Raspberry Pi und Linux

Themenvorschlag für Bachelorarbeit / Themenvorschlag für Masterarbeit

Hintergrund / Problemstellung:
Ein Modellauto wird durch ein AUTOSAR Steuergerät angesteuert. Das Steuergerät nimmt Werte für Gas/Bremse und Lenkwinkel per CAN-Bus entgegen und setzt diese in PWM Signale um. Diese PWM Signale geben dem verbauten Lenkservo sowie dem Brushless-Regler Stellwerte vor und ermöglichen so die Steuerung des Fahrzeugs.
Da der CAN-Bus kabelgebunden ist, benötigt das Fahrzeug aktuell eine ständige, physikalische Verbindung zum Kontrollrechner. Diese wird über ein USB->CAN Interface bewerkstelligt. Daraus resultiert ein sehr beschränkter Einsatzradius von ca. 2-3m.

Aufgabenstellung:
Die Kabelverbindung zum Fahrzeug muss aufgelöst werden. Zu diesem Zweck soll ein „WLAN to CAN“ Gateway auf Basis eines Raspberry Pi eingesetzt werden.
Da der Raspberry Pi nicht über ein integriertes CAN-Interface verfügt, muss dieser um ein GNUBLIN CAN-Modul mit MCP2515 Controller erweitert werden.
Das Umsetzen des Nachrichten-Routings soll dann mit Hilfe von Linux-Kerneltreibern und User-Applikation geschehen.
Ein wichtiger Aspekt der Arbeit ist, dass das Routing möglichst unbeeinflusst von der Auslastung des restlichen Systems stattfindet.
In Zukunft sollen zusätzliche Aufgaben, wie Bildverarbeitung mit OpenCV auf dem Raspberry Pi ausgeführt werden. Aus diesem Grund soll besonderes Augenmerk auf den Verbrauch von Ram, Rom, Heap/Stack gelegt werden.
Um die verursachte Latenz bei der Umsetzung der Nachrichten möglichst gering zu halten, ist zusätzlich angedacht, das Linux um einen verfügbaren Real-Time Patch zu ergänzen.
Des Weiteren soll eine Software geschrieben werden, die das WLAN Interface des Raspberry Pi anspricht. Diese soll zusätzlich während der Bedienung eine Einschätzung über die Qualität der WLAN-Verbindung zum Fahrzeug ermöglichen. Gedacht sind Werte wie, Signallaufzeit (ping) sowie Rx/Tx Fehlerrate.

Meilensteine:
Theoretische Ausarbeitung, Dokumentation sämtlicher Ergebnisse.
Custom Linux-image für Raspberry Pi
Kerneltreiber und User-Applikation zur Umsetzung des Nachrichten Routings
GUI zum Erzeugen von Steuersignalen (mögliche Basis in C# bereits vorhanden)

Der Lehrstuhl für Informatik bietet das Thema für eine Bachelorthesis oder eine Masterthesis an.

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Unternehmen

Thesius Inspiration

Abschlussart

Bachelorarbeit / Masterarbeit

Branche

Forschung und Entwicklung

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