Úterý 20. dubna 2021, svátek má Marcela
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Úterý 20. dubna 2021 Marcela

Jak se programuje automobil?

– KOMERČNÍ SDĚLENÍ
Osobní automobily jsou dnes výkonnými mechatronickými systémy, dalo by se říci pojízdnými počítači. Ruku v ruce s moderní technologií vozidel musí jít i nástroje pro jejich vývoj. V něm se stále více uplatňují technologie počítačového modelování, simulace, konektivita i umělá inteligence.

Komerční sdělení

Toto jsou komerční sdělení. iDNES.cz neovlivňuje jejich obsah a není jejich autorem. Více

Komerční sdělení je speciální inzertní formát. Umožňuje inzerentům oslovit čtenáře na ploše větší, než je klasický banner, hodí se tedy například ve chvíli, kdy je potřeba popsat vlastnosti nového produktu, představit společnost nebo ukázat více fotografií.

Aby bylo na první pohled odlišitelné od redakčních textů, obsahuje jasné označení „Komerční sdělení“ v záhlaví článku.

Pro komerční sdělení platí podobná pravidla jako pro další formy inzerce na iDNES.cz. Nesmí tedy být v rozporu s dobrými mravy a zásadami poctivého obchodního styku, nesmí porušovat práva třetích osob a poškozovat něčí dobrou pověst. Na rozdíl od bannerové reklamy je z komerčních sdělení vyloučena politická inzerce.

Komerční sdělení, jejich titulky a tvrzení v nich obsažená nesmějí být lživá a klamavá.

Ceník komerčních sdělení včetně kontaktů na obchodní oddělení najdete zde.

Jak se programuje automobil? | foto: HUMUSOFT, spol. s.r.o.

Dnešní moderní vozy disponují velkým množstvím elektroniky. V jejich nitru je ukryto několik desítek mikroprocesorů, které se starají o jejich chod. Patří mezi ně složité systémy řízení motoru či pokročilých asistentů řidiče, ale také systémy jednodušší, starající se o běžné ovládací prvky, jako je ovládání okénka kolébkovým spínačem. Každý metr vaší jízdy sledují senzory, každá otáčka motoru je přesně časovaná, každé sešlápnutí plynu či brzdy je pečlivě vyhodnoceno. A všechny systémy musí mezi sebou komunikovat, aby pracovaly v součinnosti. To vše vyžaduje velké množství programového kódu, který údaje zpracovává a rozhoduje, co má automobil dělat. Jsou to tisíce, stovky tisíc řádek programů. Jak tedy vývojové týmy tyto systémy programují?

První změnou oproti klasické představě programování je, že programy se neprogramují, programy se modelují. Zní to možná zvláštně, ale vysvětlíme si, v čem je smysl a přínos takového přístupu.

Model programu

Co je tedy model programu? Model je spustitelný matematický popis algoritmu v abstraktnější úrovni, než jakou poskytuje klasický program. Často bývá ve formě přehledného grafického schématu. Model, stejně jako program, obsahuje postup, který bere vstupní údaje a přetvoří je na výstupy. Například může vzít údaje o aktuální rychlosti vozidla, stavu motoru a požadavcích na akceleraci a určit množství paliva pro další zážeh tak, aby automobil splnil, co od něj očekáváte, při zachování emisních limitů a bezpečnosti jízdy. Model však, na rozdíl od programu, nemusí obsahovat formální náležitosti programovacího jazyka, jako jsou deklarace funkcí či datových proměnných, a hlavně nemusí být „ušitý na míru“ konkrétnímu procesoru, který bude nakonec v automobilu danou úlohu vykonávat.

Model v prostředí MATLAB & Simulink, jeho testování a vizualizace

Model v prostředí MATLAB & Simulink, jeho testování a vizualizace

Právě abstrakce, tedy oddělení algoritmu od konkrétního hardware, je jednou z hlavních výhod programování pomocí modelů, označovaném Model-Based Design. V době, kdy není koncový hardware předem znám nebo dojde k jeho změnám, je pak snadné přenést výsledné nasazení z jedné procesorové platformy na jinou, aniž by muselo dojít k dramatickým úpravám modelu.

Co může být obsahem modelu? V zásadě cokoliv, co do něj vývojář zanese. Modely mohou zahrnovat běžné a léty prověřené algoritmy řízení systémů, ale také moderní nástroje umělé inteligence, jako jsou hluboké neuronové sítě, schopné řešit složité rozhodovací a prediktivní úlohy.

Generování kódu

Jak se pak model programu dostane do procesoru v automobilu? Využívá se technologie automatického generování zdrojového kódu, obvykle v jazyce C. V modelu se nastaví, jakým způsobem má být kód generován, lze vybrat i typ cílového procesoru pro využití optimálních funkcí a struktury programového kódu, a poté se „na stisknutí tlačítka“ zdrojový kód vygeneruje. Vygenerovaný kód, který lze certifikovat dle ISO 26262, se pak použije přímo na cílovém procesoru.

Generování zdrojového kódu (vpravo) z modelu v prostředí MATLAB & Simulink

Generování zdrojového kódu (vpravo) z modelu v prostředí MATLAB & Simulink

Kromě zdrojového kódu v jazyce C, který je obvyklý pro mikroprocesory, je možné generovat HDL kód, určený pro vysoce výkonné programovatelné hradlové pole (FPGA), nebo kód v jazyce CUDA pro grafické výpočetní jednotky. Ty se dnes využívají zejména pro zpracování kamerového obrazu v pokročilých asistenčních systémech řidiče.

Testování a simulace

Před tím, než je možné z modelu vygenerovat cílový kód, je třeba model podrobně prozkoušet. K tomu se využívá simulace. Model algoritmu se spustí, předáváte mu různé vstupy, odpovídající scénářům z reálného provozu, a pozorujete, jak model reaguje a zda jsou údaje vyhodnocovány správně. Simulace má výhody v tom, že můžete rychle prověřit velké množství situací, aniž byste musely ujet jediný metr ve skutečném vozidle. Opíráte se přitom o další modely – tentokrát o matematické modely chování samotného vozidla. Modely vozidel se vytvářejí ve stejných simulačních nástrojích jako modely programů, ať již se jedná o klasická vozidla se spalovacími motory nebo o nově vyvíjené elektromobily či vozidla s hybridními pohony. Simulační model vozidla je v podstatě jeho digitálním sourozencem.

Simulace a testování se nemusí odehrávat pouze ve virtuálním prostoru vašeho počítače. Pomocí simulátorů, specializovaných počítačů s množstvím vstupních a výstupních rozhraní, můžete simulovat chování vozidla v reálném čase. K simulátoru připojíte reálný naprogramovaný procesor či řídicí jednotku a odzkoušíte jeho výsledné chování, jako by byl zapojen ve skutečném vozidle – akorát že není. V simulátoru můžete snadno vytvořit extrémní scénáře a otestovat na nich v podstatě celou elektroniku vyvíjeného vozidla, aniž by hrozilo reálné nebezpečí poškození, či dokonce zničení nákladného prototypu. Do skutečného vozidla se tak dostane již odladěný, detailně prozkoušený hardware.

Simulátory dSPACE pro testování modelů v reálném čase

Simulátory dSPACE pro testování modelů v reálném čase

A co klasické programování

Vývoj vozidla je běh na dlouhou trať, kde je často potřeba skloubit různé technologie a postupy. Nejinak je tomu i v případě programování jeho elektroniky. Proto je nezbytné mít možnost kombinovat modelování programů s jejich klasickou tvorbou, ručním vytvářením programů v jazyce C. Může se jednat o programy vytvořené v minulosti, které je výhodné opětovně využít, nebo si vývojář prostě přeje danou část kódu vytvořit ručně. Modely podporují integraci exitujících částí kódu, takže je možné model s ručně psaným kódem zkombinovat. Vygenerovaný kód z modelu pak obsahuje tyto ručně psané části jako součást celého programu. Není to tedy o volbě mezi programováním a modelováním, ale o vhodném skloubení obou přístupů.

Současnost a vize, blízké i vzdálené

Vývoj nových pokročilých metod řízení pohonů a komplexních asistenčních systémů řidiče vede postupně k vyšším metám, jako je plně autonomní řízení vozidel nebo spolupráce a organizace celé flotily vozidel, kde si automobily vyměňují informace a přizpůsobují jízdní plán aktuální situaci. Konektivita, cloudový sběr a diagnostika informací, autonomní rozhodování a kooperace. To jsou prvky, které dále zapadají do širších konceptů, jako je „smart city“. Dnes již existují první plně autonomní dopravní systémy v uzavřených lokalitách. Je otázkou času, kdy se stanou běžnou součástí našeho každodenního života.

Závěr

Nyní již máte představu, jak se dnes „programují“ automobily. Co myslíte, jak se programují letadla, drony…?

  • Nejčtenější

Stavba prvního českého Domu Ronalda McDonalda byla zahájena

Komerční sdělení V areálu pražské Fakultní nemocnice v Motole byl dne 13. 4. položen základní kámen prvního českého Domu Ronalda...

Piaggio MP3: Když nepotřebuješ řidičák na motorku

Komerční sdělení Největší zkušenosti s výrobou tříkolových vozidel má nepochybně italská značka Piaggio. Ta se jako první odvážila...

Cyklistika je v plném proudu. Jaké oblečení na kolo zvolit?

Komerční sdělení Chystáte se před létem shodit přebytečná kila cyklistickými výlety po krásách Čech? Vybírejte oblečení na kolo, které...

Trendy zahradám kraluje beton

Komerční sdělení Beton mají mnozí z nás neprávem spojený s šedou nudou. Podíváme-li se však na nabídku betonových komponentů blíže,...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Central Group roste, nakupuje nové pozemky a nabírá další lidi

Komerční sdělení Central Group je největší rezidenční stavitel u nás. Na trhu dlouhodobě prodává nejvíce bytů a nakupuje nejvíce pozemků...

Války budoucnosti mohou probíhat v lidské mysli, říká bezpečnostní analytička

Premium Její znalosti sice využívají vojáci a jeden kolega ji prý s nadsázkou navrhl jmenovat čestnou generálkou britské...

Otevřeme školy, vše ostatní počká, říká ministr zdravotnictví Arenberger

Premium Ministr zdravotnictví Petr Arenberger po týdnu ve funkci poodhaluje další vývoj boje s pandemií, prioritou zůstává...

Bojím se, že papírové peníze v Česku skončí do pěti let, říká ekonom

Premium Mezinárodní měnový fond již před pár lety poukázal na to, že by papírové bankovky či kovové mince mohly z ekonomiky...

  • Další z rubriky

Na počátku všeho byly dveře

Komerční sdělení Společnost RACCOON s.r.o. patří mezi tradiční tuzemské výrobce automatických lineárních a karuselových dveří,...

Se Zonerem za EU doménu platit nemusíte

Komerční sdělení EU doména je stále populárnější. Využívají ji jednotlivci i firmy, soukromá či státní sféra a také neziskový sektor. Je...

Hi-TECH produkce ve Vimperku je již 20 let

Komerční sdělení Psal se 26. březen 2001, kdy Rohde & Schwarz založila první výrobní závod mimo území Německa a odstartovala tak...

Češi digitalizují svět výroby a údržby

Komerční sdělení MAINWARE je česká technologická firma zaměřující se na digitalizaci výroby a údržby, která začínala jako inovační...

Královna se rozloučila s Philipem bílými květinami a vlastnoručním vzkazem

Královna Alžběta II. se rozloučila s mužem, který stál po jejím boku celých 73 let. Posledními vzkazy pro prince...

Z Philipova pohřbu odcházeli bratři William a Harry v důvěrném hovoru

Na hradu Windsor byl v sobotu pohřben princ Philip, manžel královny Alžběty II. Velká pozornost se upírala také na...

Je to podraz, říká organizátor koncertů Cesta ze tmy. S projektem končí

Už za týden měl prostory pražské Lucerny rozeznít první koncert ze série Cesta ze tmy. Ministr zdravotnictví Petr...

Bojím se, že papírové peníze v Česku skončí do pěti let, říká ekonom

Premium Mezinárodní měnový fond již před pár lety poukázal na to, že by papírové bankovky či kovové mince mohly z ekonomiky...

Hráče vyloučili z turnaje, protože měl příliš vysoko nastavený jas obrazu

Známý streamer Tfue přišel o vítězství v turnaji o dvanáct tisíc dolarů kvůli tomu, že měl příliš vysoko nastavený jas...