diff --git a/IMAGE/CAN_!.png b/IMAGE/CAN_!.png new file mode 100644 index 0000000..cdfc66a Binary files /dev/null and b/IMAGE/CAN_!.png differ diff --git a/IMAGE/CAN_2.png b/IMAGE/CAN_2.png new file mode 100644 index 0000000..9e90253 Binary files /dev/null and b/IMAGE/CAN_2.png differ diff --git a/IMAGE/CAN_3.png b/IMAGE/CAN_3.png new file mode 100644 index 0000000..d90b47f Binary files /dev/null and b/IMAGE/CAN_3.png differ diff --git a/IMAGE/FSM.png b/IMAGE/FSM.png new file mode 100644 index 0000000..a3377d0 Binary files /dev/null and b/IMAGE/FSM.png differ diff --git a/IMAGE/HW.png b/IMAGE/HW.png new file mode 100644 index 0000000..c3564d3 Binary files /dev/null and b/IMAGE/HW.png differ diff --git a/README.md b/README.md index 5c0f9b2..df19185 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -1,59 +1,119 @@ # OBD CAN 기반 운전 성향 분석 시스템 ## 프로젝트 개요 -차량 OBD-II 기반 CAN 통신으로 주행 데이터를 수집하고, -운전 행동을 분석하여 **운전 성향(캐릭터)** 및 **주행 점수**를 실시간으로 시각화하는 시스템입니다. -속도(Speed), RPM, 조향각(Steering), 브레이크(Brake) 데이터를 활용하여 운전 습관을 평가합니다. +차량 **OBD-II 기반 CAN 통신**으로 주행 데이터를 수집하고, 운전 행동을 분석하여 **운전 성향(캐릭터)** 및 **주행 점수**를 실시간으로 시각화하는 시스템입니다. +속도(Speed), RPM, 조향각(Steering), 브레이크(Brake) 데이터를 활용해 운전 습관을 평가합니다. + +--- ## 프로젝트 목표 -- 차량 OBD CAN 데이터를 안정적으로 수집 및 처리 -- 위험 운전 행동과 교통 흐름 방해 행동을 분리하여 감점 요소를 설계 -- 정체 구간에서의 오판을 줄이기 위한 보호 로직 적용 -- TFT 디스플레이를 통해 실시간 점수/캐릭터 UI 출력 +- 차량 OBD CAN 데이터를 **안정적으로 수집/처리** +- 위험 운전 행동과 교통 흐름 방해 행동을 분리하여 **감점 요소 설계** +- 정체 구간에서의 오판을 줄이기 위한 **보호 로직 적용** +- TFT 디스플레이를 통해 **실시간 점수/캐릭터 UI 출력** +- (추가) 세션/로그 기반으로 **주행 기록 누적 및 통계 확장 기반 마련** + +--- ## 시스템 구성 ### 전체 구조 1. **차량 OBD-II → CAN 데이터 수신** -2. **MCP2515 CAN Controller**로 프레임 수신 -3. **Arduino Nano Mini**에서 데이터 파싱 및 점수 산출 -4. **TFT LCD(ILI9341)**에 속도/조향/브레이크/RPM/점수 출력 -5. (선택) **microSD**로 캐릭터 RAW 이미지 표시 +2. **MCP2515 CAN Controller**로 프레임 수신/송신 +3. **Arduino Nano Mini**에서 UDS/ISO-TP 응답 파싱 및 점수 산출 +4. **TFT LCD(ILI9341)**에 속도/조향/브레이크/RPM/점수/캐릭터 출력 +5. (선택) **microSD**로 캐릭터 RAW 이미지 표시 + 주행 로그 저장 +6. (선택) **DS1302 RTC**로 타임스탬프(날짜/시간) 기록 + +--- + +## CAN/UDS 통신 방식(요청-응답) + +차량 ECU와는 CAN 버스를 통해 통신하며, 필요한 값은 **UDS(ReadDataByIdentifier, 0x22)** 요청으로 읽어옵니다. + +- **Request (예시)**: `0x22 C1 01` → “DID=C101 읽어줘” +- **Response (Positive)**: `0x62 C1 01 ...payload...` + - 응답 서비스 ID는 일반적으로 `요청ID + 0x40` 규칙 (0x22 → 0x62) + +> 수신한 응답 프레임의 payload는 **바이트 오프셋/길이/부호/스케일링/엔디안** 규칙에 따라 물리값으로 변환합니다. + +### -통신 흐름 그림 +CAN request/response + +### -ECU / CAN ID 맵 +ECU map + +### -Payload 바이트 매핑 +payload map + +--- ## 동작 방식 -- CAN 통신으로 차량 주행 데이터를 주기적으로 수신합니다. -- 수신된 값은 노이즈 완화를 위해 필터링 후 점수 로직에 적용됩니다. -- 감점 요인은 다음과 같이 구성됩니다. +- CAN 통신으로 주행 데이터를 **주기적으로 수신**합니다. +- 수신 값은 노이즈/스파이크 완화를 위해 **필터링(이동평균/저역통과 등)** 후 점수 로직에 적용됩니다. +- 감점 요인은 아래와 같이 **위험 요인 / 흐름 방해 / 정체 보호**로 구성됩니다. -### 감점 요인 설계 -**[위험 요인 감점]** +--- + +## 감점 요인 설계 + +### [위험 요인 감점] - 급가속 - 급제동 - 급조향 - 고속 + 급조향 - 고RPM 유지 - 급가속 + 급조향 동시 발생 -- 위험 행동 반복 +- 위험 행동 반복(누적 패널티) -**[흐름 방해 감점]** +### [흐름 방해 감점] - 저속 지속 - 평균 대비 과도한 저속 - 불필요 감속 후 회복 지연 - 저속 시간 누적 감점 -**[정체 구간 보호(오판 방지)]** -- 정체 판단 시 흐름 방해 감점 적용 X -- 정체 구간에서는 위험 감점 기준 완화 +### [정체 구간 보호(오판 방지)] +- 정체 판단 시 **흐름 방해 감점 적용 X** +- 정체 구간에서는 **위험 감점 기준 완화** - 정체 해제 판단 시 정상 평가로 복귀 +--- + +## 운전 성향(캐릭터) & 점수 UI +- 점수: 0 ~ 100 (기본 100에서 감점 누적) +- 캐릭터 예시: + - **매드맥스(과격)**: 위험 행동 빈도 높음 + - **일반**: 평균적인 감점 수준 + - **안전**: 위험 행동 낮고 안정 주행 + - **거북이**: 저속/흐름 방해 패턴이 높음 +- TFT UI: 속도/조향각/브레이크/RPM + 점수 + 캐릭터(이미지/아이콘) + +--- + +## 상태 머신(FSM) 기반 평가 흐름 +평가 오탐을 줄이기 위해 주행 상태를 FSM으로 관리합니다. + +FSM + + 상태: +- NORMAL (일반 평가) +- TRAFFIC (정체 보호) +- HIGHWAY / HIGH_SPEED (고속 주행) +- LOW_SPEED (저속 누적 감점 강화) +- RECOVERY (감속 후 회복 판단) + +--- + ## 사용 기술 스택 ### Hardware +FSM + - Arduino Nano Mini - MCP2515 CAN Module - 2.2inch TFT LCD (ILI9341) -- microSD Module (캐릭터 RAW 리소스) -- DS1302 RTC Module +- microSD Module (캐릭터 RAW 리소스 + 로그 저장) +- DS1302 RTC Module (시간 기록) ### Software - Arduino IDE (C/C++) @@ -62,6 +122,29 @@ - SD 처리: `SPI`, `SD` - UDS/ISO-TP 기반 데이터 요청/응답 처리 +--- + +## 데이터 로깅/세션 관리(추가) + +### 1) 타임스탬프 로그 저장 +- DS1302 RTC를 이용해 **주행 로그에 날짜/시간을 기록**합니다. +- SD 카드에 아래 형태로 저장(예시): + - `YYYY-MM-DD HH:MM:SS, speed, rpm, steer, brake, score, state, character` + +### 2) 재시동 시 세션 이어쓰기(최근 N분) +- **시동 OFF 후 N분 이내 재시동** 시, 이전 점수/상태를 이어서 누적합니다. + - 예: 시동 OFF 후 **5분 이내 재시동 → 이전 세션 이어서 누적** + - 예: 시동 OFF 후 **5분 초과 재시동 → 새 세션으로 초기화** +- 구현 포인트: + - `last_off_time`을 RTC로 저장해두고 재부팅 시 비교 + - SD(또는 EEPROM)에 **최근 세션 score/state** 저장 후 복원 + +### 3) 시간 기반 통계 확장(향후) +- SD 로그를 기반으로 **하루/주간 통계**(평균 점수, 위험 이벤트 횟수, 정체 시간 비율 등) 기능 확장 +- 장기적으로 차종별 DID/맵을 config로 분리해 호환성 강화 + +--- + ## 한계 및 개선 사항 - **차종별 CAN/UDS 데이터 차이** - DID/바이트 오프셋이 차량마다 달라 호환성 확장이 필요함 @@ -69,9 +152,10 @@ - **정체/고속/저속 모드 판별 한계** - 현재는 속도 기반 추정이므로 환경에 따라 오탐 가능 -- 향후 개선 방향 -- 주행 기록에 날짜/시간 타임스탬프 추가 -- **N분 이내 재시동 시 이전 운전 기록(점수/상태) 이어서 사용** - - 예: 시동 OFF 후 5분 이내 재시동 → 이전 세션 이어서 누적 - - 예: 시동 OFF 후 5분 초과 재시동 → 새 세션으로 초기화 -- SD 로그 저장 시 시간 기반 주행 분석(하루/주간 통계) 기능 확장 +### 향후 개선 방향 +- 주행 기록에 날짜/시간 타임스탬프 추가(✅ 반영) +- N분 이내 재시동 시 이전 운전 기록(점수/상태) 이어서 사용(✅ 반영) +- SD 로그 기반 하루/주간 통계 기능 확장(✅ 반영) +- 차종별 DID/맵을 외부 설정 파일화하여 확장성 강화 + +---