Virtual Reality Praktikum - Fahrsimulator in VR

Das VR Praktikum ist in zwei Themen unterteilt. Im Sommersemester wird der Fahrsimulator weiter entwickelt und im Wintersemester das Energy Experience Lab. Ich habe im Sommer am Praktikum teilgenommen.

Für die erste Umsetzung des Fahrsimulators wurde eine Sitzkiste mit Logitech Gaming Lenkrad gebaut. Die Darstellung der virtuellen Welt erfolgt auf einer mobilen 3D Powerwall. Für eine höhere Immersion in die virtuelle Welt wird die Position des Fahrers mittels Headtracking verfolgt.
Inzwischen steht ein echter Smart vor der Powerwall. Motor, Antrieb, Tank und Windschutzscheibe wurden entfernt. Hinter dem originalem Smart Lenkrad und den Pedalen befindet sich, versteckt unter der Verkleidung, wieder eine Logitech Steuerung. So kann man nun in einem echten Fahrzeug sitzen und durch eine virtuelle Welt cruisen.



Aber ein echtes Fahrzeug hat noch weitere Eingabeelemente wie z.B. Blinkerhebel und Lichtschalter. Meine Aufgabe im VR Praktikum war es, die Schaltkulisse so umzubauen, dass man die Stellung des Ganghebels einlesen und entsprechende Signale an den PC senden kann.
Bei der Umsetzung kam folgende Überlegung auf: Ein Auto ist bereits mit Elektronik und Steuergeräten ausgestattet, die alle über einen CAN-Bus miteinander verbunden sind. Also warum nicht die originale Elektrik verwenden, um alle Bedienelemente im Smart abzufragen?
Zunächst haben wir die Stromversorgung im Smart wieder hergestellt und die Elektrik auf Funktion getestet. Dann habe ich in meine AVR Trickkiste gegriffen und ein AT90CAN an den CAN-Bus des Smart angeschlossen. Die ungefilterte Ausgabe am PC sieht dann so aus:



Wie die Daten über den CAN-Bus geschickt werden, ist in einer internationalen Norm festgeschrieben. Alle Grundlagen zum Aufbau findet man auf Wikipedia. Aber der Inhalt der Daten ist bei jedem Hersteller anders codiert und ein streng gehütetes Geheimnis.
Zunächst haben wir die einzelnen Steuergeräte isoliert, um die Identifier bestimmen zu können. Durch gezielte Manipulation an einem Steuergerät konnten dann Rückschlüsse auf den Inhalt der Nachricht gezogen werden. Mit diesem Prozesse konnten wir das CAN Protokoll weitestgehend entschlüsseln.

Als Ergebnis können nun folgende Schalterstellungen abgefragt werden: Zündschlüssel, Blinker, Licht, Türkontakte, Hupe, Ganghebel, Lenkradwippen, Scheibenwischer, Batteriespannung und Lenkradstellung.
Außerdem können folgende Anzeigen gesteuert werden: Drehzahl, Geschwindigkeit, Gang, Tank und alle LEDs im Kombiinstrument




Nach Abschluss des VR Praktikums hat unsere Betreuerin Polina Häfner mich und ein paar andere Studenten dazu ermuntert, unsere Ergebnisse in einem Paper nieder zu schreiben.
Das Paper trägt den Titel 'Integration eines realen Fahrzeugs in eine Mixed-Reality Fahrsimulation' und wurde auf der FDIBA Konferenz an der TU Sofia eingereicht, angenommen und veröffentlicht.

Wegen unserer außerordentlichen Arbeit am Fahrsimulator und der internationalen Anerkennung dieser Arbeit durch das Paper, wurde das gesamte Projektteam mit dem Stiftungspreis 2013 der Stiftung Wissen und Kompetenz ausgezeichnet.





Danke an Polina und Victor für das tolle Praktikum und die Betreuung. Und vielen Dank für die Ermunterung und Hilfe zum Schreiben eines Papers!



letzte Änderung: 28.11.2013






ATM

FPGA

MKL 3+4

Bachelor

IP

VR Praktikum

STEP