Model 3 от Tesla после модернизации оборудования

Model 3 от Tesla после модернизации оборудования

Выпуск 14 (6713) от 23 июля 2020 г.
РУБРИКА: АВТОМОБИЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Электромобиль Model 3 корпорации Tesla появился уже три года назад, но благодаря обновлениям программного обеспечения и замене аппаратного обеспечения Tesla обещает поддерживать актуальность Model 3 и готовить ее к полноценному самостоятельному будущему. Электромобили Tesla пользуются особенным спросом в Кремниевой долине (шт. Калифорния, США). Потребители здесь питают страсть к экологичным устройствам на электрической тяге и разнообразным проектам Илона Маска.

Обновленная Model 3 отличается оптимизированной, разработанной с нуля архитектурой. Благодаря этому появилась возможность с легкостью добавлять новые функции и даже улучшать характеристики автомобиля за счет обновлений ПО посредством беспроводной связи (OTA). Больше никто из автопроизводителей, транспортные средства которых привязаны к устаревшим платформам, не разрабатывал столь обширный метод обновления автомобильного ПО.

Фанаты Tesla, как правило, мало беспокоятся по поводу неоднозначной функции автопилота и не сосредотачивают свое внимание ни на том, что он делает, ни на средствах, которые для этого используются. Они предпочитают концентрироваться на том, каким может стать автопилот когда-нибудь – как обещают разработчики Tesla. В дополнение к серии обновлений ПО, Tesla подняла ставки, выполнив в 2019 г. обновление аппаратного обеспечения – с версии 2.5 на 3.0.

Илон Маск заявил в твиттере, что с версией 3.0 аппаратного обеспечения «все вновь производимые автомобили имеют все необходимое оборудование, вычислительную и прочую технику для полноценного самостоятельного вождения». Рекламируемый Tesla переход на аппаратные средства 3.0 заинтересовал специалистов фирмы System Plus Consulting (Нант, Франция). Результаты их оценки нынешнего состояния Tesla Model 3 и возможностей ее трансформации излагаются ниже.

Model 3 – это маленький и достаточно доступный электромобиль, впервые выпущенный в середине 2017 г. Благодаря появлению собственной «системы-на-кристалле» в 2019-м Tesla обещает покупателям Model 3, что, приобретя комплект программного обес-печения полного самоуправления (Full Self-Driving software bundle, FSD), они получат модернизацию аппаратных средств версии 2.5 до версии 3.0 во время рядового посещения фирменного центра. Однако FSD еще не дает электромобилям Tesla возможность самоуправления без вмешательства человека – пока это серия дополнительных обновлений автопилота. Стоимость FSD планируется снизить с примерно 7 тыс. долл. в июне 2020 г. до 1 тыс. долл. после 1 июля.

Специалисты фирмы System Plus Consulting подробно проанализировали Model 3, уделяя особое внимание автомобильным датчикам и электронному блоку управления автопилота Tesla (рис. 1).



Источник: System Plus Consulting

Рисунок 1. Датчики и системы электромобиля Model 3 корпорации Tesla


Все более важной особенностью современных автомобилей становится их вычислительная мощность. Значительные ресурсы вычислительной мощности необходимы для обеспечения оптимальной помощи водителю, автоматического вождения и активации функций безопасности. Чтобы оптимизировать автоматизированное вождение, многие автопроизводители первого уровня используют различные датчики, такие как камеры, радары, лидары и ультразвуковые датчики. Благодаря им транспортные средства могут воспринимать окружающую их среду. Все данные, полученные от датчиков, должны быть сгруппированы вместе в блоке управления.

Анализ обновленной Model 3 корпорации Tesla показал, что основной целью модернизации было снижение стоимости перспективных систем помощи водителю (advanced driver assistance systems, ADAS), что делает электромобиль более доступным. В Model 3 используется восемь камер, один радар и 12 УЗ-датчиков (рис. 2). При этом в ней не установлены лидары – в соответствии с известным утверждением Илона Маска о том, что лидар – «глупая затея».



Источник: System Plus Consulting

Рисунок 2. Аппаратные средства, используемые в Model 3 для поддержки ADAS


Комплект датчиков, разработанный для Model 3, включает в себя восемь камер, обеспечивающих обзор на 360° вокруг автомобиля в радиусе 250 м, и 12 УЗ-датчиков, дополняющих эту систему зрения. Вместе они позволяют обнаруживать твердые и мягкие объекты на значительном расстоянии и почти в два раза точнее, чем в предыдущей версии электромобиля. Комплект датчиков также включает в себя радиолокационную систему обзора передней сферы с улучшенными возможностями обработки данных. Он предоставляет дополнительные данные об окружающей среде с использованием расширенной (избыточной) длины волны, что позволяет осуществлять обзор сквозь сильный дождь, туман, пыль и даже за едущими впереди автомобилями.

На передней панели расположены четыре фронтальных камеры, поддерживающие радар, но обладающие различными характеристики. Дальность действия основной камеры составляет 250 м, но у нее очень узкий угол обзора. Дальность действия других камер составляет 150, 80 и 60 м, их углы обзора шире. Еще четыре камеры, расположенные на боках и задней части автомобиля, действуют на расстоянии до 100 м.

УЗ-датчики, предназначенные для обнаружения препятствий в радиусе 8 м вокруг автомобиля, работают на любой скорости и контролируют мертвые зоны. Собранные ими данные также используются автопилотом для управления автоматической сменой полосы движения при обгоне. Наконец, GPS-датчик используется для определения положения автомобиля относительно дороги.

Специалисты Tesla решили использовать проверенный радарный модуль корпорации Continental. Этот модуль (ARS4-B) состоит из радиолокационного 77-ГГц-чипсета и 32-разрядного микроконтроллера фирмы NXP Semiconductors. Представители System Plus отметили, что, хотя несколько компаний по производству микросхем, в том числе MediaTek и Texas Instruments, заявили о своем выходе на рынок автомобильных радаров, NXP и Infineon остаются бесспорными лидерами. Continental – ключевой игрок среди поставщиков радарных модулей. Его ARS4-B (рис. 3) можно найти еще как минимум в 15 моделях транспортных средств разных производителей, включая Audi Q3, VW Tiguan, Nissan Rogue и т. д.



Источник: System Plus Consulting

Рисунок 3. Tesla Model 3 – радары дальнего и ближнего действия


Радиолокационная система Continental ARS4-A используется для передачи преду-преждений о столкновениях, помощи при экстренном торможении, смягчения столкновений или адаптивного круиз-контроля (ACC). Важный элемент – одновременное измерение на больших расстояниях (до 250 м с точностью ±0,2 м) и в ближней сфере (до 70 м) относительной скорости и угла между двумя объектами. Система состоит из двух электронных плат, которые включают в себя микроконтроллер фирмы NXP Semiconductor и Ethernet-приемопередатчик корпорации Broadcom. Радиочастотная плата выполнена с асимметричной структурой на гибридной подложке PTFE/FR4, оснащенной плоскими антеннами. Чипсет многоканального радиолокационного 77-ГГц-приемопередатчика фирмы NXP Semiconductor, состоящий из четырех приемников, двух передатчиков и соответствующего генератора, управляемого напряжением (ГУН), используется в качестве высокочастотного передатчика и приемника.


Yoshida Junko, Di Paolo Emillio Maurizio. A Tesla Model 3 Tear-Down After a Hardware Retrofit. EE Times magazine, June 22, 2020: https://www.eetimes.com/a-tesla-model-3-tear-down-after-a-hardware-retrofit/#


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г. г.
Выпуск 18(6742) от 16 сентября 2021 г. г.
Выпуск 17(6741) от 02 сентября 2021 г. г.