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本文為一年多前在IND4的一個問答（原問答鏈接改裝車內控制EPS的辦法），最近又有一些新的認識，重新整理一下成文發布。

一般來說從事自動駕駛開發的改造流派獲取轉向控制權有如下幾種「欺騙」的手段：

獲取轉向控制權的功能需求是：轉向系統按照上位機的需求轉過相應的角度。功能框圖如上綠色底紋部分。有幾個選項供選擇：

  • 轉向管柱扭矩信號欺騙
  • 利用EPS本身自帶的APA功能，實現角度閉環（Angle Overlay）
  • 利用EPS LKA的Torque Overlay功能，上位機實現角度環和轉速環
  • 使用轉向機器人

Option1.轉向管柱扭矩信號欺騙

上位機仍然需要有位置環和速度環，這兩個環計算的結果是一個目標電機助力力矩。接下來要做的工作是把目標助力力矩轉換成扭矩感測器信號，這個方案不需要CAN信號，但需要另外設計硬體電路以實現對原車的扭矩感測器信號的逆向工程，涉及到以下難點：

· 感測器介面類型：模擬量/PWM/SENT/……模擬量和PWM的信號還相對比較容易模擬，帶協議的感測器信號的模擬實現起來就比較困難了。

· 原車TAS的角度信號與扭矩信號是否存在耦合？如果耦合，同樣需要逆向轉角信號，否則EPS會報錯。

· 如何通過目標助力力矩逆向求解管柱輸入力矩，TcolumnTroque=f(TassitTorque , VehSpd,SteeringVelocity,SteetingAngle)是一個多輸入單輸出、分段、非線性的對應關係。在不知道EPS內部策略及標定參數的情況下，通過目標力矩求解管柱力矩基本可以被認為是一個不可能完成的任務。

Option2.1 CAN信號欺騙-APA 轉角指令

EPS的APA轉角閉環，不是一個傳統意義上單純的轉角閉環：

· APA Controller閉環提供一個疊加的力矩。

· APA Controller使能時，原EPS功能仍然工作，但相關Tuning參數與正常助力運行時有所區別。

· 兩個力矩疊加後作為最終電機的目標助力力矩。

這種方案咋一看，只要做一個CAN 網關，把發送給EPS的APA轉角指令、車速、輪速、檔位信號進行欺騙即可，但實際上仍有以下難點：

· 雖然現在CAN信號的cyber security做的並不是特別完善，但針對重要的信號，很多廠家除了rolling counter之外，還是會加幾個簡單的CRC校驗，需要用各種手段弄清楚其採用的CRC校驗碼的位數和CRC特徵多項式。

· EPS收到APA指令以後，其內部都會對幅值和指令變化梯度做限（等效於轉向速度）幅，而這些限幅又是隨速變化的。存在兩個方面的限制：

o 一般來說當車速大於20kph以後，APA功能基本已不貢獻助力。

o APA的轉向速度限制一般不會大於360°/s，對自動駕駛的許多測試工況而言，這一限值顯然太低。

· 由於APA controller和core EPS function存在耦合，如果期望APA輸出的力矩部分比較大，需要用網關模擬一個比較低的車速，但是如果此時車輛真實車速很高，core EPS function按照低車速的參數進行輸出，有非常大的可能性會帶來穩定性問題（擺頭、超調、自激震蕩）。

Option2.2 CAN信號欺騙-LKA Torque Overlay

這個方案貌似也有不少企業現在使用，同樣的道理，貌似只要做一個CAN網關，把發送給EPS的LKA力矩指令、車速、輪速、等人為更改即可，但實際上也有以下難點：

· Cyber Security同2.1

· LKA功能只在車輛高速情況下使能，需要CAN 網關模擬一個較高的車速，且從Safety的角度，LKA的力矩一般限制得比較小（原則就是即使LKA使能了，駕駛員還是不需要費很大的力氣就能夠克服LKA的力矩）

基於以上兩點，在真實車輛速度比較低的情況下EPS Core Function輸出的助力可能會不足，導致實際方向盤角度與目標轉角的滯後比較大且不平順（頓挫感）。

· 一般來說，LKA使能的時候，EPS還會激活其內部的Hand Off Detection策略，當檢測到駕駛員的雙手離開方向盤時，同時也會把LKA功能關閉，在不知道EPS內部LKA功能的Activation Manager內部邏輯（在Disabled、Ready、StandBy、Activated）的情況下怎麼樣規避掉這個問題，也需要花大量功夫去討巧。

Option3：使用轉向機器人

目前ADAS、AutoDriving的測試有很多轉向機器人可選擇，轉向機器人，通俗一點的理解就是一個中空的環形高精度伺服電機。

使用轉向機器人，規避掉了通過EPS來獲取轉向控制權，可以快速的進行上位機演算法的開發，造價極其昂貴，應該不是隨便哪個公司能負擔得起的。

以上幾種方法，雖然貌似都可以臨時性的獲取到轉向的控制權，可以快速的進行性原型樣件的開發，但筆者認為，對一個真正需要走上量產的輔助駕駛/自動駕駛的功能而言，有點飲鴆止渴的感覺：

  • 前面三種方法，都不能獲取到完整的轉向控制權，在許多非常用的駕駛場景下，執行機構不能很好的貫徹上位機的指令。
  • 在量產產品中，上位機還應該根據EPS反饋的系統狀態實時對上位機的策略進行實時的調整與更新，四種改制方法都缺少了這個環節，而這個環節恰恰是功能樣機與量產產品的一個重要區別。
  • 大量合理性檢查、邏輯性檢查的故障診斷演算法，在改制過程中會被忽略。

你以為這樣就結束了嗎？當然還沒有，點擊此處閱讀原文

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