Der Traum vom autonomen Fahren

Der Traum vom autonomen Fahren
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Für den Einsatz in Fahrzeugen: Syslogic Single Board Computer
20.06.2014 | Während fahrerlose Autos noch immer im Entwicklungsstadium stecken, werden fahrerlose Transportsysteme (FTS) schon lange wirtschaftlich eingesetzt. Da FTS ohne menschliches Zutun funktionieren, ist die Zuverlässigkeit aller verbauten Komponenten sehr wichtig. Diese Anforderung erfüllt eine Rechnerserie, die speziell für den mobilen Einsatz entwickelt wurde und erfolgreich in FTS eingesetzt wird.

Erst seit einigen Jahren gelingt es Unternehmen, sich den Visionen von damals anzunähern. BMW verfügt heute über Testfahrzeuge, die bereits kilometerlang selbstständig auf deutschen Autobahnen unterwegs sind, ohne dass der Fahrer eingreifen muss. In den USA hat Google ein Patent zum Betrieb von führerlosen Fahrzeugen angemeldet und weltweit treiben die großen Automobilhersteller eigene Pilotprojekte voran. Bis die autonomen Fahrzeuge die Serienreife erlangen, werden aber noch einige Tausend Testkilometer notwendig sein.
 
Bereits etabliert: Fahrerlose Transportsysteme
Wesentlich weiter fortgeschritten ist die Entwicklung bei fahrerlosen Transportsystemen (FTS). FTS sind seit Jahren erfolgreich in der Industrie im Einsatz. Gegenüber autonomen Fahrzeugen im Straßenverkehr werden FTS meist in abgeschotteten Bereichen eingesetzt, in denen sich keine Menschen aufhalten. Entsprechend müssen FTS nicht auf unvorhergesehene Hindernisse wie Fußgänger oder andere Verkehrsteilnehmer reagieren. Das Navigationsverfahren beruht im Wesentlichen auf zwei Größen, der Position und dem Kurs des Fahrzeuges. Der Fahrzeugrechner, der mit entsprechender Software und Sensorik gekoppelt ist, steuert das Fahrzeug ans Ziel. über einen Zentralrechner werden die einzelnen Fahrzeuge koordiniert, um zu verhindern, dass sie sich in die Quere kommen.
 
FTS sorgen für Produktivitätssteigerung
Gute Gründe für FTS gibt es viele. FTS sorgen für einen organisierten Material- und Informationsfluss, was nicht nur für mehr Transparenz, sondern auch für eine bessere Produktivität sorgt. Die kalkulierbaren Transportvorgänge erlauben zudem die Lagerbestände zu minimieren. Als weiterer Vorteil lassen sich die Personalkosten senken und Fehllieferungen sowie Transportschäden vermeiden.
 
Da FTS gänzlich ohne menschliches Zutun funktionieren, ist die Zuverlässigkeit aller verbauten Komponenten sehr wichtig. Herzstück der Fahrzeuge ist der Steuerungsrechner. Dieser muss im Dauerbetrieb zuverlässig funktionieren, da der Ausfall eines einzelnen Fahrzeuges das Gesamtsystem erheblich beeinträchtigen kann. In komplexen Logistikcentern verursachen solche unvorhergesehenen Ausfälle schnell massive Kosten. Um das zu verhindern setzen Hersteller von FTS auf echte Industrierechner, die im Dauerbetrieb und unter Extremsituationen zuverlässig funktionieren.
 
Embedded Computer für den mobilen Einsatz
Die Embedded-Spezialistin Syslogic hat sich auf Steuerungsrechner für mobile Anwendungen spezialisiert. Mit ihrer Compact 71 Serie, die sowohl Boards als auch Box Computer enthält, bietet Syslogic eine Produktreihe, die eigens für mobile Anwendungen entwickelt wurde.
 
Als Basis für die Compact 71 Serie dient die Prozessorplattform Atom E von Intel. Die Atom-E-Prozessoren überzeugen mit ihrem Low-Power-Design. Durch die geringe Leistungsaufnahme wird wenig Abwärme produziert, was sich sehr positiv auf die Lebensdauer der Embedded Computer auswirkt.
 
Zuverlässig auch unter ständigen Vibrationen
Passend zu den Prozessoren hat Syslogic ein Computer-on-Module entwickelt, das sich ebenfalls durch Robustheit und Langlebigkeit auszeichnet. Wichtiges Merkmal des Syslogic Computer-on-Modules sind die robusten CoreExpress®-Steckerverbindungen. Im Gegensatz zu anderen COM-Standards, ist diese Steckertechnologie für den harten Industrieeinsatz ausgelegt.
 
Dass die Compact 71 Serie nicht nur auf dem Papier, sondern auch im Feldeinsatz unter erschwerten Bedingungen zuverlässig funktioniert, beweisen diverse Belastungstests, die Syslogic durchgeführt hat. Unter anderem wurden Vibrationsmessungen im Frequenzbereich von 10 bis 100 Hz nach der europäischen Norm 60068-2-64 und Schockprüfungen nach der europäischen Norm 60068-2-27 durchgeführt. Die Boards haben sämtliche Tests mit Bravour bestanden und sind damit für FTS-Anwendungen bestens geeignet.
 
Neben der robusten Bauweise garantiert ein überwachungssystem die hohe Funktionssicherheit der  Compact 71 Rechner. Ein Bestandteil des überwachungssystems ist das intelligente Power Management, das sich bereits in anderen Rechnerserien von Syslogic bewährt hat. Dabei handelt es sich um einen zusätzlichen Mikrokontroller, der das Ein- und Ausschalten überwacht. Wird beispielsweise ein Gesamtsystem, also eine Maschine oder ein Fahrzeug abgeschaltet, ermöglicht das intelligente Power Management ein definiertes Herunterfahren des Industrierechners und sorgt damit für eine höchstmögliche Datensicherheit.  Weiter beinhaltet das überwachungssystem einen Watchdog, der das System im Fall einer Störung automatisch wieder startet, sowie eine Temperaturüberwachung, die den Wärmegrad im System überwacht.
 
Langzeitverfügbarkeit, ein Hauptkriterium
Fahrerlose Transportsysteme sind oft über Jahre, manchmal über Jahrzehnte im Einsatz. Entsprechend ist nicht nur die lange Lebensdauer von Elektronikkomponenten, sondern auch die lange Verfügbarkeit von entscheidender Bedeutung. Die in der Syslogic Compact 71 Serie eingesetzten Atom-E-Prozessoren sind auf der «Intel Embedded Roadmap» aufgeführt. Damit garantiert Intel die Verfügbarkeit der Prozessoren von zehn Jahren und mehr. Syslogic, seit über fünfundzwanzig Jahren im Embedded-Markt verankert, garantiert ihrerseits, dass neben der Prozessorplattform auch die restlichen Komponenten verfügbar bleiben. Raphael Binder, Product Manager bei Syslogic, sagt dazu: «Viele unserer Kunden sind darauf angewiesen, dass sie baugleiche Komponenten auch nach Jahren beziehen können.» Wenn Komponenten irgendwann abgekündigt werden, garantiere Syslogic ein EOL-Management (End of Life) und halte für ihre Kunden eine Ersatzlösung bereit, fügt Binder an.
 
Syslogic Rechner werden nicht nur in fahrerlosen Transportsystemen eingesetzt, sondern auch in anderen mobilen Anwendungen. Dazu gehören Bahn-, Baumaschinen- oder Automotive-Anwendungen. Raphael Binder sagt dazu: «Die Nachfrage an Embedded Computer für den mobilen Einsatz hat in den letzten Jahren stark zugenommen». Mit der Compact 71 Serie verfüge Syslogic über eine erprobte Produktreihe, um diese Nachfrage zu bedienen, meint Binder weiter. 


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