Název projektu
Vývoj a výzkum algoritmů pro service-oriented gateway experimentálních vozidel využívající cloud computing IV
Kód
SP2026/005
Řešitel
Období řešení projektu
01. 01. 2026 - 31. 12. 2026
Předmět výzkumu
Tento předkládaný projekt navazuje na vývoj testovací platformy autonomně řízeného vozidla a výzkum metod řízení elektronických systémů vozidel, které byly realizovány v rámci předcházejících projektů a které umožnily vybudování potřebné technologické a programové infrastruktury řešitelského pracoviště. V této etapě bude projekt dále rozvíjet technologie založené na service-oriented architektuře s využitím programovatelné gateway jednotky, určené pro vozidla připojená k internetu. Tato platforma, již implementovaná do existujícího experimentálního vozidla, poskytne základ pro vývoj pokročilých softwarových aplikací, rozhraní a algoritmů umožňujících spolehlivý sběr dat, jejich cloudové zpracování a realizaci OTA aktualizací. V návaznosti na získané kompetence bude možné platformu využít nejen pro běžné přenosy dat, ale také jako výzkumný prostředek pro ověřování nových konceptů souvisejících s nástupem architektury „Software Defined Vehicles“. Tato architektura přináší zásadní změny v koncepci řízení elektronických systémů vozidel, kdy jádrem funkcionality je software namísto tradičních pevně definovaných HW modulů. Projekt proto cíleně rozšíří výzkum o oblasti jako jsou bezpečné a efektivní OTA aktualizace, standardizované komunikační protokoly mezi vozidlem a cloudem, integrace edge computingu a rozvoj metod pro dlouhodobý záznam telemetrických dat. Součástí navazující etapy je rovněž vývoj mechanismů kybernetického zabezpečení komunikace mezi vozidlem a cloudovou platformou, volba jednotného API pro interoperabilitu více vozidel, výzkum algoritmů strojového učení pro diagnostické účely včetně vizualizace výsledků. Tyto činnosti přímo podporují implementaci moderních funkcí, které jsou pro koncept „Software Defined Vehicles“ nezbytné, a umožňují realizaci komplexního výzkumu nad reálným experimentálním vozidlem v podmínkách blížících se budoucí automobilové praxi. V rámci řešení (viz Cíle a milníky projektu) vzniká platforma pro service-oriented gateway, která umožňuje implementaci jednotlivých služeb a specifických algoritmů, které budou předmětem výzkumných aktivit tohoto a dalších navazujících projektů. Výstupy projektu tak budou reálně ověřeny a otestovány přímo na vozidle formou jízdní zkoušky. Především u jednotlivých aplikací pro tuto platformu vidíme velký potenciál ve výzkumných možnostech a následné publikaci výsledků projektu.
Členové řešitelského týmu
Ing. Tomáš Mrověc, Ph.D.
doc. Ing. Petr Šimoník, Ph.D.
Ing. Tomáš Klein, Ph.D.
Ing. Miroslav Wondra
Ing. Petr Krupa
Ing. Jan Hradílek
Ing. Josef Drozd
Ing. Daniel Suchánek
Roman Gřegoř
Dominik Volný
Kryštof Kupka
Jan Staněk
Ondřej Maliňák
Specifikace výstupů projektu (cíl projektu)
Projekt se zaměřuje na vývoj a výzkum specifických algoritmů a SW aplikací pro platformu service-oriented gateway experimentálních vozidel využívající cloud computing (experimentální vozidla připojená k internetu). Na základě získaných kompetencí při řešení předchozích etap (projekty I, II a III) se budou dále rozvíjet již vytvořené algoritmy a SW moduly s cílem jejich implementace do experimentálního vozidla a následného testování v reálných podmínkách. S využitím této platformy je možné realizovat další navazující výzkumné činnosti v oblasti cloudových řešení pro experimentální vozidla, což je jedním z hlavních cílů projektu. Dalším dílčím cílem projektu, který kooperuje s prvním cílem, je výzkum v oblasti OTA služeb, které mohou přinést zajímavé řešení pro aktualizaci SW a FW elektronických systémů experimentálních vozidel a sběr dat během testovacích jízd. Následným výzkumem v oblasti algoritmů zpracování dat vzniknou nové aplikace na bázi cloudových řešení. Zároveň budou ověřeny možnosti integrace metod strojového učení a prediktivní analýzy s cílem identifikovat vzory chování, poruchové stavy nebo provozní anomálie. Všechny cíle budou řešeny především se zaměřením na experimentální a testovací vozidla a jejich online služby.
Dílčí cíle projektu
C1. Rozvoj cloudové platformy pro experimentální vozidla včetně cloudových aplikací.
C2. Ověřit možnosti integrace metod strojového učení a prediktivní analýzy s cílem identifikovat vzory chování vozidlových systémů, poruchové stavy nebo provozní anomálie.
C3. Návrh bezpečného a škálovatelného mechanismu pro OTA aktualizace service-oriented gateway platformy ve vozidle.
C4. Navrhnout, implementovat a ověřit kyberbezpečností mechanismy pro zajištění bezpečné komunikace mezi platformou a cloudem.
C5. Navrhnout architekturu umožňující předzpracování dat přímo v platformě (edge computing) a ověřit přínosy z hlediska snížení latence a zvýšení robustnosti při omezené konektivitě.
C6. Navrhnout metodiku schopnou poskytovat průběžnou diagnostiku stavu experimentálního vozidla a jeho systémů ve formě cloudové aplikace.
C7. Testovací jízdy se záznamem jízdních dat vozidla a ověřením funkčnosti cloudových aplikací včetně implementovaných algoritmů se zaměřením na efektivní sběr a archivaci dat.
C8. Publikace dílčích výsledků na mezinárodních konferencích a v odborných časopisech.