Автомобильная телеметрия за 100$

Так вышло, что я довольно давно интересуюсь автомобилями и автоспортом, однако моя основная работа непосредственно связана с разработкой под мобильные платформы — и мне всегда были интересны возможности для связи технологий из этих разных миров. К счастью, последнее время для этого стало гораздо больше возможностей. В этой заметке хочу коротко поделиться своим опытом работы с автомобильной телеметрией.

Профессиональные гоночные команды давно знакомы с этой темой и как правило устанавливают очень недешёвые системы записи (а иногда и передачи в реальном времени) телеметрии. Любителям тратить такие деньги обычно не хочется, да и смысла нет. Ниже — о том, как дешево и сердито решить эту задачу.

Многие знают, что современные автомобили имеют диагностические разъемы, к которым как правило подключаются дилерские сканеры для выявления неисправностей различных узлов; обычно их называют OBD-2. Помимо сервисной функции, через эту шину данных можно также в реальном времени получать различные сведения о состоянии автомобиля, например обороты двигателя, скорость, давление наддува, температуру ОЖ, положение дроссельной заслонки и т.д. Эти данные можно «достать» из автомобиля, подключив к разъему устройство, декодирующее эти сигналы и преобразующее их в понятные для компьютера символы. Если такое устройство снабдить Bluetooth передатчиком, то эти данные можно в дальнейшем по беспроводной связи передавать на ноутбук или смартфон. Такие адаптеры стоят на удивление недорого, в диапазоне цен от 12 до 20 долларов их можно заказать на eBay. Я использовал вот такой адаптер.

Для получения и обработки данных отлично подходят смартфоны на базе ОС Android (и, к сожалению, совсем не подходит iPhone — он просто не позволяет работать с такими устройствами по Bluetooth). Существует множество приложений для Android, которые позволяют отображать, сохранять и анализировать данные от бортового компьютера автомобиля. Два наиболее функциональных приложения, с которыми я экспериментировал — Torque Pro и aLapRecorder HD, о них и пойдет речь в дальнейшем.

Помимо параметров автомобиля, полноценная телеметрия должна также включать данные от GPS приемника — координаты, скорость, ускорение автомобиля. Стандартные GPS приемники, встроенные в смартфоны, не подходят для гоночной телеметрии — они слишком редко обновляют данные, не чаще чем раз в секунду. Трек (траектория) из таких точек будет ломаным и едва ли полезным. Поэтому мы используем внешний GPS приемник, отдающий GPS данные 10 раз в секунду, например QStarz BT 818 XT. Его также можно подключить к Android смартфону.

Кроме OBD-2 и GPS, сам смартфон имеет целый ряд датчиков, информация с которых может быть полезна для телеметрии — это акселерометр (датчик ускорения по трем осям), компас, гироскоп, и конечно камера для записи видео.
Собрать все эти данные, синхронизировать их по времени, показать и сохранить — непростая задача. Поэтому неудивительно, что программы, выполняющие такие функции, стоят денег, обычно от 5 до 10 долларов. Однако по сравнению с профессиональными системами телеметрии это очень и очень недорого.

Кроме вышеперечисленного, вам также понадобится автомобильное зарядное устройство с USB-выходом и держатель для телефона. Найти хороший держатель, минимизирующий вибрации — отдельная задача, мне это пока не удалось.

Комплект из такого оборудования и программ позволяет сохранять и просматривать телеметрию, при желании в комбинации с бортовым видео, и экспортировать ее на компьютер для дальнейшего анализа.

Также может быть использовано для любительских картинговых гонок, как инструмент для сравнения скорости или ведения индивидуального тайминга.

Еще один потенциально интересный пример — использование такого комплекта для передачи телеметрии на компьютер в реальном времени на кольцевой трассе. Такой проект в настоящее время активно разрабатывается, желающие могут обратить внимание на бесплатное приложение WifiLapper в магазине приложений для Android; веб-сайт проекта находится здесь.

Данные, сохраненные в текстовых форматах, могут затем быть импортированы в профессиональные программы для анализа телеметрии (AIM Race Studio, GEMS Data Analysis), или в простейшем случае — в Excel, для построения графиков зависимостей интересующих параметров.

К сожалению, описанный вариант получения телеметрии едва ли подойдет для профессиональных кольцевых или раллийных команд, по ряду причин:

— нужно три единицы оборудования (телефон, OBD-2 адаптер, GPS), для всех нужно питание и крепление
— программы для телефона нужно включать и настраивать, их невозможно запустить и остановить одной кнопкой — как обычно требуется в спорте
— система имеет далеко не 100% надежность из-за большого кол-ва компонент, фактора беспроводной связи, ошибок в программах

Однако для любителей такая возможность проследить за параметрами автомобиля, а также увидеть свои действия и проанализировать ошибки может быть действительно полезной. Хотел бы также добавить, что приложений для работы с таким оборудованием уже очень много, и даже перечисленные программы предоставляют массу самых разных возможностей — почитайте описания программ, посмотрите видео и наверняка вы тоже заинтересуетесь этой темой!

Еще раз коротко о том, что нужно иметь для реализации описанной цели:

— современный Android смартфон (от 200$)
— Bluetooth OBD-2 адаптер на чипе ELM-327 (15$)
— Bluetooth 10 Hz GPS, например QStarz BT-818XT (80$)
— Программу aLapRecorder HD (52 грн) или Torque Pro (5$) с плагином Track Recorder
— USB зарядник и держатель для телефона (опционально)

Оборудование можно купить и заказать доставку обычной почтой; обычно в течение месяца посылки приходят.

В заключение — ссылки на несколько видеороликов, записанных мной в рамках тестирования приложений aLapHD и Torque Pro. С удовольствием отвечу на вопросы по этой теме 🙂