ADAM, oder: Mein CC kann nun auch "lesen"!

[taue2512]

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Ja, er kann nun auch lesen!

Die Bibel muss wohl in einer der nächsten Ausgaben ein wenig umgeschrieben werden. Denn am Anfang schuf Gott Himmel und Erde und so weiter, nach einigen Jahrmillionen der Evolution schuf Volkswagen endlich den Passat CC und ich schuf ganz nebenbei ADAM!

ADAM ist nun das Resultat einer kleinen „Zwischendurch-Idee“, die während meines Bastelprojektes zur Fernsteuerung des PASSAT CC entstand. Fragt mich bitte auch hier nicht wieder wieso und weshalb.

Aber was ist ADAM? ADAM steht bei mir nun als Kürzel für neudeutsch: „ACC dynamic adaptive management“ und etwas besseres fiel mir auf die schnelle gerade nicht ein!

Mein CC hat ja serienmäßig ACC und Front Assist – also diese automatische Distanzregel-Dingensbums und Crash-Detektion per Abstandssensor mit Tempomat - verbaut, damit alleine läßt’s sich ja schon schön gemütlich cruisen – einfach ACC aktivieren und im Verkehrsgeschehen mit schwimmen, denn das Auto bremst von alleine. Und wenn es sein muss sogar runter bis zum Stillstand - meistens jedenfalls.

Dank Spur-Assistent hat man ab 65 km/h dann auch auf Autobahnen fast nichts mehr zu tun, bloß schade das dieses „Lane Assist“ sich nach 6 Sekunden ohne Lenkbewegungen des Fahrers einfach abschaltet.

Als ich vor einigen Wochen die theoretische Lösung meiner Fernsteuerungssoftware erdachte, tüftelte ich ja bereits an einem Weg diese 6-Sekunden-Schallmauer des „Lane Assist“ irgendwie zu durchbrechen. Mit Erfolg: Genau wie bei meiner Fernsteuerungssoftware - die selbstredend und logischerweise auf den Namen „EVA“ hören wird – erzeuge ich nun stetig per Software leichte virtuelle Lenkimpulse in den Tiefen der Bytes des Lenkwinkelsensors und der Spurassistent bleibt für immer aktiviert.

Jedenfalls solange wie meine Software mit dem HEX+CAN-Kabel vom VCDS während der Fahrt an die Fahrzeugelektronik angeschlossen bleibt.

Und eines Abends kam mir dann der Gedanke oder vielmehr die Frage warum mein Passat CC eigentlich noch nicht lesen kann? Mit ihm sprechen kann ich ja nun dank der neuen Firmware des Navis ja mittlerweile. BMW hat das lesen seinem aktuellen 7’er ja schließlich auch beibringen können! Und zwar ist dort deren Kamera-Auge an die im Navigationssystem hinterlegten Tempolimits gekoppelt und löst im Falle einer Geschwindigkeitsüberschreitung ein Signal und einen Hinweis auf dem Armaturenbrett aus. Aktiv werden diese Kamera-Informationen allerdings bislang auch dort noch nicht genutzt.

Und genau diese Idee hatte ich! Ich wollte, dass die kleine Webcam auf dem Armaturenbrett das Verkehrsgeschehen verfolgt und etwaige Tempolimits direkt an die voreingestellte Reisegeschwindigkeit des Tempomaten weiterleitet. Eine zusätzliche Webcam ist bei meiner Lösung leider notwendig, da die serienmäßige schwarz-weiß Kamera des „Lane Assist“ zum einen nicht über die für OCR (Optische Buchstabenerkennung) benötigte hohe Auflösung verfügt und weil zum anderen deren Bilder nach meinem Kenntnisstand nicht extern sichtbar gemacht werden können. Schade eigentlich - hätte die Lösung ein wenig eleganter gemacht!

Ich stieß bei meinen Recherchen im Internet nach einem Open-Source-Framework auf die auf Java basierende OCR-Engine namens „Tesseract“. Dieses „Tesseract“ gilt als einer der leistungsfähigsten quelloffenen OCR-Engines, es wurde vor einigen Jahren - genauer gesagt bereits 1995 - von der Firma Hewlett Packard in Bristol eigentlich als kommerzielles Produkt entwickelt und seit einiger Zeit ist es nun im Sourcecode offen für jedermann bei Sourceforge herunterladbar. Java als technische Lösung ist insofern auch nicht uninteressant, weil man so eventuell sogar die Anwendung irgendwann einmal direkt auf dem RNS zum Laufen bringen könnte (zumindest theoretisch) – aber das ist momentan noch reine Zukunftsmusik.

Also, Java-Runtime Engine von Sun auf Windows installiert, das HEX+CAN-Kabel von VCDS in den Laptop reingesteckt und die selbstgeschriebene JAR-Datei ausgeführt.

Wie das Video weiter unten zeigt habe ich zwei Grundfunktionen in die Software eingebaut: Diese heißen „Traffic Sign Detection (TSD)“ und „Overtaking Assistant (OTA)“.

Durch TSD sollen zum einen Tempolimits erkannt und in den Speicher des Tempomaten geschrieben werden und zum anderen sollen Überholvorgänge in Überholverbotszonen dank OTA durch Deaktivierung des Blinkers – was ein „zurückdrücken“ in die eigene Fahrspur durch den „Lane Assist“ zur Folge hat – unterbunden werden.

Aufgrund des Verkehrssicherheitsgedanken sollten jedoch beide Systeme primär nur reine Assistenzfunktion erfüllen und jederzeit vom Fahrer übersteuerbar sein.

Traffic Sign Detection (TSD)

Die kleine SVGA-Webcam nimmt nun permanent das Geschehen vor dem Auto mit bis zu 30 Bildern pro Sekunde auf. Die Bilder werden dann über die USB-Schnittstellte an den Laptop geschickt, wo sie die Tesseract-OCR-Engine auf Schilder und andere Informationen hin untersucht. Die zu erkennenden Schilder hinterlegt man dabei einfach in einem Unterordner der Applikation als Bilddatei und bestimmt mit einer XML-Parameterdatei die entsprechende Aktion was passieren soll wenn ein positiver Match durch die OCR-Software gefunden wird.

Zurzeit kann man dort allerdings nur die in den Tempomaten reinzuschreibende Maximal-Geschwindigkeit hinterlegen. Aber man könnte z.B. auf diese Weise später auch sehr einfach einen STOP-Assistenten verwirklichen, der bei Erkennung eines Stop-Schildes und unverminderter Geschwindigkeit ein Alarmsignal ertönen läßt - den Möglichkeiten sind dabei eigentlich keine Grenzen gesetzt, jedenfalls fast. Oder wie wär's mit einen Assistenten für Brummis, der speziell auf die Schilder "maximale Durchfahrtshöhe", beziehungsweise  "maximale Durchfahrtsbreite" oder Zusatzschildern mit den maximalen Gewichten trainiert ist und Alarm gibt wenn was nicht passen sollte.

Ich habe bewusst zwei Modi für den TSD in die Software eingebaut, die ich „Highway-Modus“ und „Automatic“ taufte. Beim ersteren – dem „Highway-Modus“ - scannt die OCR-Software in erster Linie den linken Bereich der Fahrbahn, damit Tempobegrenzungen am rechten Fahrbahnrand (z.B. Tempo 40 bei einer AB-Ausfahrt während wir auf der linken Spur auf der AB weiterfahren) unberücksichtigt bleiben.

Der zweite Modus „Automatic“ hingegen ist – wie schon zu erwarten war etwas intelligenter. Im Tempobereich von 0 bis 110 km/h werden alle Schilder auf beiden Fahrbahnseiten zu gleichen Teilen akzeptiert und ab 110 km/h dann nur noch der linke Fahrbahnrand – somit schaltet die Applikation automatisch in den „Highway-Mode“ wenn es sinnvoll ist.

In beiden Modi veranlasst die Erkennung des Schildes „Ende aller Streckenbeschränkungen“ oder „Ende des Tempolimits“ die Löschung des aktuellen Wertes und eine Rücksetzung auf den vorherigen alten Wert im Tempomaten.

Overtaking Assistant (OTA)

Die Realisation des „Überhol Assistenten“ war da schon deutlich kniffeliger: Obwohl die Anforderung leicht zu definieren ist. Ein erkanntes Überholverbotsschild deaktiviert den Blinker, wenn das Fahrzeug schneller als 110 km/h fährt und lässt diesen solange inaktiv, bis ein entsprechendes Schild mit dem Ende der Streckenbeschränkung oder des Überholverbots erkannt wird oder der Fahrer ein weiteres Mal den Blinkerhebel bedient – ein manueller Abbruch sozusagen.

Da man beim „Lane Assist“ den Blinker betätigen muss beim Spurwechsel, hat der abgeschaltete Blinker nun zur Folge, das einen das Lenkrad in einer Überholverbotszone sanft in die eigene Spur zurückdrückt.

Fahrbericht und Test

Die ersten Tests habe ich nun sehr erfolgreich und vor allem unfallfrei hinter mich gebracht, denn das System arbeitet zu meinem Erstaunen fast einwandfrei. Zwar gibt es hier und da noch kleinere Probleme, wenn z.B. ein LKW-Überholverbotsschild fehlinterpretiert oder das Ende einer Streckenbeschränkung „übersehen“ wird aber das lässt sich bestimmt noch mit ein wenig Training der Software beheben und passiert wirklich nur sehr sporadisch.

Wenn man mit dem CC nun auf eine Autobahn fährt und das System aktiviert ist, erkennt er ab Tempo 110 zuverlässig alle Tempolimits. Dank ACC braucht man die Bremse so gut wie nie manuell zu bedienen und das Auto läuft mit dem eingestellten Sicherheitsabstand und durch die Software mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit auf den nächsten Vordermann auf. Sehr gut beim Tempomaten des Passat CC mit ACC ist übrigens die Tatsache, das bei größeren Sprüngen in der voreingestellten Reisegeschwindigkeit des Tempomaten von z.B. 130 km/h runter auf 70 km/h auch automatisch und sanft die Bremse zuhilfe genommen wird.

Die Funktion meines "Overtaking Assistant" ist mittlerweile auch in der Praxis getestet und funktioniert - von den wenigen eingangs erwähnten Fehlinterpretationen mal abgesehen - ebenfalls recht gut.

Nun fehlt eigentlich nur noch eine direkte Anbindung von der Software an das Anzeigeprotokoll, damit die Meldungen vom Laptop direkt in der MFA+ erscheinen, so könnte man den Laptop irgendwo unsichtbar im Wagen verstauen. Aber dazu muss ich noch sehr viel tüfteln wie es scheint und dazu fehlen mir leider auch ein paar Unterlagen von Volkswagen die das Protokoll und dessen Funktionsweise genauer erklären.

Denkbar wäre nun sogar das System als nachträglichen Aufrüst-Satz für Vielfahrer zu vermarkten, die sowieso einen Laptop stets dabei haben. Wobei die Haftungsfrage im Falle eines Versagens und eines Unfalles geklärt werden muss.

Eines ist aber jedenfalls klar: ADAM nimmt auf langen monotonen Strecken dem Fahrer viel Arbeit ab und erhöht so m.E. die Aufmerksamkeit auf Verkehrsgeschehen. Wer hingegen meint das dies System dazu geeignet ist, während der Fahrt andere Dinge besser erledigen zu können gehört wohl nicht der richtigen Zielgruppe an.

Aber jeder so wie er möchte und wie er meint.

Ich melde dann hier schon mal meine Ideen für die beiden Assistenten zum Patent an, sollte irgendwer abkupfern wollen. Jetzt fehlen nur noch ein paar Detaillösungen für die Fernsteuerung und der CC kann sich fast vollkommen autark bewegen, kann lesen bzw. lässt sich von außen sicher fernlenken.

[DerMatze]

sobald du die idee veröffentlicht hast, kannst du die patentanmeldung vergessen

[taue2512]

Naja, war ja nicht so ganz ernst gemeint - dazu fehlt auch das Kleingeld. Anwälte sind eben teuer!

[fabi221]

Respekt!

Da hat aber jemand Ahnung davon.

Schon deine Programme VW angeboten?

Gruß

[navimodus]

Sehr sehr sinnvolles "Tuning"! Gut erklärt und durchaus ein Vorstoss in die richtige Richtung.

Irgendwann ist der Fahrer nur noch aufgefordert in Sondersituationen einzugreifen, da die Fahrzeuge die "Routine" gut selbst bewältigen können - so wie der Maschinenführer in einer weitestgehend automatisierten Fertigungsstrasse.

Grosses Kompliment an den "Piperich Langstrumpf"-Tüftler, der sich seine Welt so macht, wie sie ihm gefällt.

vg

navimodus

[Womo-Gerd]

Alle Achtung! Du solltest mal drüber nachdenken so etwas profesionell zu machen! Könntest Millionen verdienen!

Das Geld für den Anwalt sollte für dich auch nicht das Problem sein! Müßtest nur mal die Prioritäten deiner Ausgaben etwas ändern!

Herzliche Grüße aus dem herbstlichen Norden! Gerd

[taue2512]

@Womo-Gerd: Können ja mal testen ob wir das System auch an Dein Wohnmobil anpassen können (höhe + breite) dann müsste ich es mir nur noch für die nächste Wohnmobilmesse als Versuchsträger und Demo-Objekt von Dir leihen!  

[Womo-Gerd]

Da mußt du wirklich bei Adam+Eva anfangen! Das Teil ist ein 30 Jahre alter ehemaliger Reisebus ohne jegliche Elektronik! Die Herausforderung ist, glaub ich, sehr groß!

[Druckluftschrauber47022]

Sieht sau geil aus... also bei den Sachen wär ich glatt dafür meinen Hibbs gegen einen CC einzutauschen..

Aber taue, du hast nen Sprachfehler *klugscheißermodus* als du den Highway Modus erklärt hast, meintest du, er scannt nur den rechten Fahrbandrand, weil wenn du mit 200 fahren würdest und er rechts ein 40 Schild der Ausfahrt erkennt... */klugscheißermodus*

[Elderian]

Heya,

Respekt! Ich habe schon den Artikel über die Fernseteuerung mit großem Interesse gelesen, tat das aber als "Spielerei" ab.

Aber das hier hat wirklich Potential. Wie lange hast Du etwa dran gesessen, bis das alles so funktionierte?

Elderian

[taue2512]

@Womo-Gerd: Auch ohne Anbindung an die Elektronik reicht ja ein PING (oder eine kreischende Beifahrer-Frauenstimme) aus'm Laptop wenn die nächste Brückendurchfahrt zu niedrig oder der Tunnel zu schmal ist, oder?

@RedDragon220: Ja, hast vollkommen recht. War halt ein "blindtext" ohne Konzept gesprochen wie man an meinen vielen "äääähhhs" und anderen schöpferischen Pausen auch bemerken kann. Und so viel deutsch rede ich normalerweise nicht mehr an einem Stück.

@Elderian: Schlecht zu sagen, vom Konzept her geisterte das seit dem ersten Fernsteuer-Versuch durch den Kopf. So richtig entwickelt war das an ein paar Abenden in der Woche ohne das dabei die Family ins Hintertreffen gerät, der Tag geht ja hier normalerweise bis 3h morgens.

[navimodus]

Was macht die Elektronik zur Zeit bei Nachtfahren? Hat sie die Schilder da auch "im Griff"?

vg

navimodus

[taue2512]

Ich hatte gestern Abend mal kurz getestet, durch die Xenon-Lichter funktioniert das noch relativ gut weil die beim CC schön breit ausleuchten - gerade wenn das Licht bei Tempo 130 auf den "Autobahnmodus" umschaltet - also die Scheinwerferkegel leicht weiter nach oben bewegt. Natürlich sinkt in der Nacht etwas der "Erkennungsradius" der Kamera ab, zu lasten der fps kann man dem aber mit der Belichtungskorrektur ein wenig entgegensteuern. Bei stockfinsteren unbeleuchteten Wegen erhöht sich aber die Fehlerrate der Erkennung...

[navimodus]

Bis zu dem Tage, an dem Strassenschilder auch ein bluetooth-Signal o. ä. abstrahlen, welches von Fahrzeugen und deren Elektronik empfangen werden kann, wird dann wohl eine nach vorne gerichtete Infrarotbeleuchtung und eine entsprechende möglicherweise 2. Kamera infragekommen.

Da ist aber bestimmt was machbar.

OT an:

Was? Der Wagen stellt auf der Autobahn die Lichter hoch? Kein Wunder, das ich in den vergangenen 2 Jahren immer mehr den Eindruck habe, dass die Autos auf der Gegenfahrbahn fast das Fernlicht eingeschaltet haben...

Ich lass mir beim nächsten Werkstattaufenthalt auch mal meine festjustierten Scheinwerfer "einen Hauch" höher stellen. Kann ja nicht sein, dass ich - geblendet - selbst im Dunkeln rumjuckel :-).

OT aus

vg

navimodus

[taue2512]

@navimodus: Du bringst mich gerade beim Thema IR auf eine Idee. Eventuell läßt sich die WebCam ein wenig "pimpen", damit man bei wenig Licht bessere Bilder bekommt.

Danke für diesen Denkanstoß!

Mehr Infos hier: http://www.hoagieshouse.com/IR

[Druckluftschrauber47022]

Taue, darf man eigentlich mal diskret fragen was du beruflich machst, das du das so locker von der Hand bekommst? Oder einfach reines Interesse und so als "Hobby" am proggen und basteln?

Schade das Frankreich soweit weg ist, würd mir gern den CC mal aus der Nähe anschauen...

[taue2512]

@RedDragon220: Manche Leute nennen das LANGEWEILE.

Nein, bin beruflich eher "Berater" als "Entwickler" und mache das nur so zum Spaß und Zeitvertreib zwischen den Windelwechselintervallen.

[Druckluftschrauber47022]

Achso, also wenn ich mir mein RC Car schnappe oder den Bass zur Hand nehme, fängst du an Java zu programmieren?

Okay.

[Mario7]

Hi,

habs mir gerade deinen Beitrag durchgelesen und muss schon sagen, Hut ab. Ich hab grad echt ziemlich viel Respekt von dem, was du da azf due Beine gestellt hast .

[j0ker]

ja, wirklich beeindruckend, und scheinbar mal eben so nebenbei geschrieben. wow.

mal OT: ich sehe auf den screenshots oben, dass du (auch) win 7 laufen hast. oder täusch' ich mich da? wie findest du es? und wieso hast du keine einblendung dass es die eval-version ist?

hast einen netten blog hier, lese immer gerne mit

[taue2512]

Ganz einfach: Ist eine Vollversion weil ich beruflich mit dem Deployment von Vista und W7 zu tun habe...

Super an W7 ist vor allen die Virtualisierungsfunktion, mit der man auch die ganze alte Software laufen lassen kann (wenn die Hardware das erlaubt). Ansonsten deutlich Ressourcenschonender als Vista und um längen schneller...

[j0ker]

ja, das es flott ist und nen schlanken auftritt macht find ich auch. habs auf meinem nicht mehr ganz taufrischen notebook laufen und es läuft super, vista war demgegenüber eine zumutung.

blöd finde ich, dass die virtualisierungsfunktionen nur in der top-version enthalten sein werden. vielleicht hat auch ein home-user bedarf eine VM laufen zu lassen.

kommen mit win 7 neue, spezielle deployment-lösungen?

[taue2512]

Ja, die VM gibts wirklich nur in der Ultimate Version und wenn wie gesagt deine Hardware mitspielt.

In Richtung Deployment ist vieles geplant - besonders für KMU's die von XP oder VISTA kommen. Ist aber alles z.zt. noch "Top Secret"..

[Reifenfüller15855]

Respekt. Das mit dem Lenkwinkelsensor ist wirklich ne geniale Idee.

Mit dem ACC/Front Assist gebe ich Dir Recht. Es ist glaube die genialste Erfindung seit Airbags und ABS und wenn man es noch so ausbaust wie Du, ist der Sicherheitsgewinn enorm. Vorausgesetzt man schafft es dass der Fahrer wach bleibt

[H1B]

Also ich habe ein Auto weil ICH mit dem Auto fahren möchte und nicht weil ich von meinem Auto gefahren werden möchte.....ABS und Airbag und von mir aus wenns sein muss auch noch ESP (wenn man es auch noch abschalten kann) macht Sinn, alles andere ist für mich persönlich grober Unfug und hat im Auto nichts zu suchen.....und wer elektronische Hilfsmittel brauch um Abstand zu halten oder die Spur zu halten hat auf der Strasse und hinterm Steuer nichts zu suchen, also wofür brauch man dann sowas? Die Automobilindustrie sollte für die Kohle die in solchen Dingen steckt lieber Motoren entwickeln die weniger Sprit brauchen.....

[taue2512]

@H1B: Ich glaube wenn in 10 bis 20 Jahren JEDES Auto mit ACC oder dem Volvo Innenstadt-Crashverhinderer ausgerüstet ist wirst auch DU ganz sicherlich anders denken...niedrigere Unfallzahlen, niedrigere Versicherungsbeiträge, effektiveres und flüssigeres fahren auf Autobahnen und nicht zuletzt weniger Verkehrstote.

ACC ist sehr entspannend und ich würde keinen Neuwagen mehr "ohne" bestellen wollen.

Und ich gehe sogar noch weiter: ACC sollte in ein paar Jahren permanent aktiv PFLICHT werden und Mindestabstände auf der AB überwachen!

Wir stehen heute nur am Anfang einer sehr Interessanten Entwicklung und mein Projekt soll lediglich Ansätze und Machbarkeiten aufzeigen - Hobby eben.

[Achsmanschette13799]

Hallo Taue 2512, Hammer! Toll, dass es Leute wie Dich gibt!

[Pingback]

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[PS-Schnecke21215]

Hallo

Klasse software ! Wo kamm man die kaufen oder kostenlos runterladen ?