المواضيع:
- المساعدة في القيادة
- رادار
- يدار
مساعدة القيادة:
الأنظمة التي تندرج تحت مصطلح “مساعدة القيادة” تدعم السائق في القيادة. بشكل عام، يعمل نظام المساعدة على القيادة على زيادة السلامة. في كثير من الأحيان تعمل عدة أنظمة معًا لتحقيق التأثير المطلوب. يمكن تصنيف الأنظمة التالية على أنها أنظمة مساعدة للقيادة:
- LDW (الاحترار عند مغادرة البلد). الوظيفة: الإخطار عند عبور ترسيم الممرات؛
- TSR (التعرف على إشارات المرور). الوظيفة: التعرف على إشارات المرور وتنبيه السائق بها؛
- ACC (التحكم النشط في السرعة). الوظيفة: الحفاظ تلقائيًا على المسافة من السيارة التي أمامك؛
- BSD (كشف البقع الوامضة). الوظيفة: إعلام المركبات في النقطة العمياء (العمياء)؛
- ALC (التحكم التكيفي في الإضاءة). الوظيفة: تشغيل وإيقاف الأضواء تلقائيًا وأحيانًا تدوير العاكس أيضًا؛
- أنظمة ما قبل التصادم. الوظيفة: الكبح التلقائي لتجنب الاصطدامات؛
- كشف المشاة. الوظيفة: كشف المشاة.
- كشف المطر/الضوء. الوظيفة: يتم تشغيل وإيقاف ماسحات الزجاج الأمامي تلقائيًا عند اكتشاف المطر؛
- HDC (التحكم في نزول التلال). الوظيفة: المساعدة في النزول؛
- مساعدة تثبيت/بدء التلال. الوظيفة: تشغيل فرامل الانتظار أثناء الوقوف على التلال ثم تحريرها عند القيادة بعيدًا؛
- نظام الرؤية المحيطية. الوظيفة: نظام رؤية شامل باستخدام كاميرات مختلفة؛
- إضاءة عالية/منحنية متكيفة. الوظيفة: نظام مضاد للتوهج لحركة المرور القادمة؛
- وقوف السيارات التلقائي. الوظيفة: نظام وقوف السيارات التلقائي.
- كشف نعاس السائق. الوظيفة: الكشف عن تنبيه السائق، على سبيل المثال، النوم.
- نظام ملاحة. الوظيفة: انتقل إلى الوجهة المحددة. مع السيارة الهجينة، يمكن تعديل حالة الشحن على المسار المحدد.
يشكل مزيج الأنظمة المذكورة أعلاه الأساس لسيارة ذاتية القيادة. تعد المكونات مثل الرادار وكاميرات الفيديو وأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية امتدادًا للأنظمة المذكورة سابقًا.
الرادار:
تم استخدام الرادار لعدة سنوات للتحكم تلقائيًا في السرعة والفرملة وأنظمة السلامة استجابةً للتغيرات المفاجئة في ظروف حركة المرور. تتمثل المهمة الرئيسية لجهاز استشعار الرادار في اكتشاف الأجسام ثم تحديد سرعتها وموقعها بالنسبة للمركبة التي تم تركيب أجهزة الاستشعار عليها. ولتحقيق ذلك، يحتوي مستشعر الرادار على أربعة هوائيات تبث في وقت واحد موجات رادارية بتردد يتراوح عادة بين 76 و77 جيجا هرتز. تنعكس هذه الموجات مرة أخرى بواسطة الجسم وتستقبلها الهوائيات. يمكن تحديد مواقع الكائنات من خلال مقارنة اختلافات الطور واتساع صدى الإشارة.
يوضح الجدول أدناه تطبيقات السيارات المختلفة التي يُستخدم فيها الرادار.
يتم التمييز بين ثلاثة أنواع من أنظمة الرادار: الرادار قصير المدى وطويل المدى.
- رادار قصير المدى (SRR)
الركن العكسي: أثناء الركن التلقائي، تكون أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بطيئة جدًا بحيث لا يتمكن الكمبيوتر من اكتشاف المسافة بين سيارتين، لذلك يتم استخدام SRR هنا أيضًا.
التعرف على المشاة: حتى في المواقف غير الواضحة، يتدخل النظام عندما يقترب أحد المشاة. إذا لم يتم الاستجابة في الوقت المناسب، ستقوم السيارة بالفرملة تلقائيًا.
- رادار متوسط المدى (MRR)
تنبيه المرور المتقاطع: عندما يعود السائق للخلف للخروج من مكان ركن السيارة في وضع واضح، يحذر النظام من اقتراب المركبات (انظر الصورة أدناه).
- رادار طويل المدى (LRR)
مثبت السرعة النشط (ACC): مع نطاق يتراوح بين 150 إلى 250 مترًا وكشف سرعة السيارة من 30 إلى 250 كم/ساعة، يعد LRR مناسبًا كنظام رادار للتحكم النشط في السرعة. يمكن للسائق تعديل المسافة إلى السيارة التي أمامه. في كثير من الأحيان من 4 إلى 8 مراحل ممكنة. كل مرحلة عدد من الأمتار. يتم شرح تشغيل نظام تثبيت السرعة النشط أدناه.
وبالتالي فإن نظام التحكم التلقائي في المسافة (ADC) قادر على إجراء تدخل في الكبح عند تسجيل جسم ما. الصور أدناه هي لـ ACC (نظام تثبيت السرعة النشط) لسيارة فولكس فاجن فايتون.
يظهر التركيب الكهربائي لـ ACC في المخططات التالية. G550 هو جهاز استشعار للتحكم التلقائي في المسافة. تشير الأسلاك من الأطراف 4 و5 إلى 17 و18 في الرسم البياني التالي.
تتم الإشارة إلى الموضعين 17 و 18 في الرسم البياني أدناه. يبدو أن هذه هي أسلاك ناقل CAN (منخفضة ممتدة) (B665 وB666) متصلة بوحدة التحكم J533. يتواصل J383 مع J390 (وحدة التحكم في فرامل الطاقة) عبر ناقل CAN عاليًا (B533 وB539). يوضح الرسم البياني التالي عدة اتصالات بجهاز التحكم هذا.
تتحكم وحدة التحكم J539 في صمام N374 لـ ADR (تنظيم المسافة التلقائي) وF318 (مؤازرة على معزز الفرامل) للفرملة. يمكن أيضًا رؤية أسلاك CAN-high (B383) وCAN-low (B390) من الرسم التخطيطي السابق هنا.
ليدار:
LIDAR (كشف الضوء والمدى أو الكشف عن التصوير بالليزر) هي تقنية تحدد المسافة إلى جسم أو سطح من خلال استخدام نبضات الليزر. يشبه تشغيل الليدار عمل الرادار: يتم إرسال الإشارة وسيتم إرسالها تم التقاطها مرة أخرى في وقت لاحق عن طريق الانعكاس. يتم تحديد المسافة إلى هذا الجسم عن طريق قياس هذه المرة. الفرق بين الليدار والرادار هو أن الليدار يستخدم ضوء الليزر، بينما يستخدم الرادار موجات الراديو. وهذا يعني أنه يمكن الكشف عن الأجسام الأصغر بكثير باستخدام الليدار مقارنة بالرادار، يبلغ الطول الموجي لموجات الراديو حوالي 1 سم، وموجات ضوء الليزر بين 10 ميكرومتر (IR) و250 نانومتر (UV)، وعند هذا الطول الموجي، ستنعكس الموجات بشكل أفضل عن طريق الأجسام الصغيرة.
يصدر مستشعر الليدار إشارة أشعة تحت الحمراء معدلة ومستمرة، والتي تنعكس بواسطة جسم ما ويتم استقبالها بواسطة واحد أو أكثر من الثنائيات الضوئية في المستشعر. يمكن أن تتكون الإشارة المعدلة من موجات مربعة أو تذبذبات جيبية أو نبضات. ينقل المغير الإشارة المستقبلة إلى جهاز الاستقبال. تتم مقارنة الإشارة المستقبلة بالإشارة المرسلة للتحقق مما إذا كان هناك اختلاف في الطور وللتحقق من الوقت بين الإرسال والاستقبال. يتم تحديد المسافة إلى الكائن من هذه البيانات.
تعمل أنظمة الليدار بسرعة الضوء، وهي أسرع بمليون مرة من سرعة الصوت. فبدلاً من إصدار موجات صوتية، تقوم هذه الأجهزة بإرسال واستقبال البيانات من مئات الآلاف من نبضات الليزر في كل ثانية. يسجل الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة نقطة انعكاس كل ليزر ويترجم هذه "السحابة النقطية" التي يتم تحديثها بسرعة إلى تمثيل متحرك ثلاثي الأبعاد للمناطق المحيطة بها.
لا يتم عرض الكائن على الشاشة فحسب، بل يقوم الكمبيوتر أيضًا بتقدير الحركات التي يمكن أن يقوم بها الكائن. يمكن للمركبة أن تتحرك بسرعة للأمام والخلف، ولكن ليس بشكل جانبي. ومع ذلك، يمكن للشخص أن يتحرك في أي اتجاه، ولكن بسرعة بطيئة نسبيا. يقوم نظام الليدار دائمًا بأخذ لقطة للوضع الذي تكون فيه السيارة. يقوم نظام المساعدة على القيادة بإجراء أكثر من مائة اختيار كل دقيقة لضمان القيادة الآمنة.
تكوين جهاز استشعار ليدار هو كما يلي:
- مصدر الضوء: يمكن أن يكون ليزر أو LED أو صمام ثنائي VCSEL الذي ينبعث الضوء على شكل نبضات؛
- الماسح الضوئي والبصريات: تقوم هذه الأجزاء بتوجيه الضوء إلى الخارج عبر مرآة أو عدسة. تقوم العدسة بتركيز الضوء المنعكس على كاشف ضوئي؛
- الكاشف الضوئي والإلكترونيات. يتم جمع الضوء في كاشف ضوئي، على سبيل المثال الثنائي الضوئي. تقوم الإلكترونيات بمعالجة بيانات الصورة رقميًا؛
- نظام تحديد الموقع والملاحة: تتطلب أنظمة الليدار المتنقلة نظام تحديد المواقع (GPS) لتحديد الموقع الدقيق للمستشعر واتجاهه.
القيادة الذاتية مع ليدار:
- جوجل يجمع بين ليدار والرادار.
- تعتمد Intel بشكل كامل على تقنية الكاميرا.
- الاتفاق بين الشركات المصنعة: حيث يقومون بدمج الصور المرئية (الكاميرا) مع معلومات المستشعر.
- إذا فشل أحد الأنظمة، فستستمر التقنية الأخرى في الكشف والتدخل للدخول في الوضع الآمن.
