Ajoapu

Aiheet:

Ajoapu
Tutka
LIDAR

Ajoapu:
Järjestelmät, jotka kuuluvat termin "ajoavustin" alle, tukevat kuljettajaa ajamisessa. Yleisesti ottaen ajoapu lisää turvallisuutta. Usein useat järjestelmät toimivat yhdessä saavuttaakseen halutun vaikutuksen. Seuraavat järjestelmät voidaan luokitella ajonavuksi:

LDW (Country Departure Warming). Toiminto: ilmoitus kaistan rajan ylittäessä;
TSR (Traffic Sign Recognition). Toiminto: tunnistaa liikennemerkit ja varoittaa kuljettajaa niistä;
ACC (Active Cruise Control). Toiminto: ylläpitää automaattisesti etäisyyttä edessä olevaan ajoneuvoon;
BSD (silmäyspisteen tunnistus). Toiminto: kuolleessa (kuolassa) kulmassa olevien ajoneuvojen ilmoittaminen;
ALC (Adaptive Light Control). Toiminto: valojen automaattinen syttyminen ja sammuttaminen ja joskus myös heijastimen kääntäminen;
Törmäystä edeltävät järjestelmät. Toiminto: automaattinen jarrutus törmäysten välttämiseksi;
Jalankulkijoiden tunnistus. Toiminto: jalankulkijoiden tunnistus;
Sateen/valon tunnistus. Toiminto: tuulilasinpyyhkimet käynnistyvät ja sammuvat automaattisesti, kun ne havaitsevat sateen;
HDC (Hill Descent Control). Toiminto: laskeutumisapu;
Mäkipito/lähtöavustin. Toiminto: käytä seisontajarrua seistessäsi mäessä ja vapauta se ajaessasi pois;
Surround-näkymäjärjestelmä. Toiminto: monipuolinen näköjärjestelmä erilaisilla kameroilla;
Mukautuva kauko-/kaarevalaistus. Toiminto: häikäisynestojärjestelmä vastaantulevalle liikenteelle;
Automaattinen pysäköinti. Toiminto: automaattinen pysäköintijärjestelmä;
Kuljettajan uneliaisuuden tunnistus. Toiminto: Kuljettajan valppauden, esim. nukahtamisen, havaitseminen.
Navigointijärjestelmä. Toiminto: Navigoi määritettyyn kohteeseen. Hybridiautolla lataustilaa voidaan säätää määritetyllä reitillä.

Yllä olevien järjestelmien yhdistelmä muodostaa perustan itsenäisesti ajavalle autolle. Komponentit, kuten tutka, videokamerat ja ultraäänianturit, ovat jatkoa edellä mainittuihin järjestelmiin.

Tutka:
Tutkaa on käytetty useiden vuosien ajan ohjaamaan automaattisesti nopeutta, jarrutusta ja turvajärjestelmiä äkillisten liikenneolosuhteiden muutosten seurauksena. Tutkatunnistimen päätehtävänä on havaita esineitä ja sitten määrittää niiden nopeus ja sijainti suhteessa ajoneuvoon, johon anturit on asennettu. Tämän saavuttamiseksi tutka-anturissa on neljä antennia, jotka lähettävät samanaikaisesti tutkaaaltoja taajuudella yleensä 76-77 GHz. Nämä aallot heijastuvat takaisin esineestä ja antennit vastaanottavat ne. Kohteiden paikat voidaan määrittää vertaamalla vaihe-eroja ja signaalikaikujen amplitudeja.

Alla olevasta taulukosta näet eri autoteollisuuden sovellukset, joihin tutkaa käytetään.

Erotetaan kolmen tyyppisten tutkajärjestelmien välillä: lyhyen keskipitkän ja pitkän kantaman tutka.

Lyhyen kantaman tutka (SRR)
Peruutuspysäköinti: automaattisen pysäköinnin aikana ultraäänianturit ovat liian hitaita, jotta tietokone havaitsee kahden auton välisen etäisyyden, joten tässä käytetään myös SRR:ää.
Jalankulkijoiden tunnistus: Epäselvissäkin tilanteissa järjestelmä puuttuu jalankulkijan lähestyessä. Jos vastausta ei tehdä ajoissa, ajoneuvo jarruttaa automaattisesti.

Keskialueen tutka (MRR)
Cross Traffic Alert: kun kuljettaja peruuttaa pois pysäköintipaikalta selkeässä tilanteessa, järjestelmä varoittaa lähestyvistä ajoneuvoista (katso kuva alla).

Pitkän kantaman tutka (LRR)
Aktiivinen vakionopeudensäädin (ACC): 150–250 metrin kantamalla ja 30–250 km/h ajoneuvon nopeudentunnistimella LRR soveltuu aktiivisen vakionopeudensäätimen tutkajärjestelmäksi. Kuljettaja voi säätää etäisyyttä edessä olevaan ajoneuvoon. Usein 4-8 vaihetta ovat mahdollisia. Jokainen vaihe on metrimäärä. Aktiivisen vakionopeudensäätimen toiminta selitetään alla.

Automaattinen etäisyyshallinta (ADC) pystyy siksi suorittamaan jarrutuksen, kun kohde rekisteröidään. Alla olevat kuvat ovat Volkswagen Phaetonin ACC:stä (Active Cruise Control).

ACC:n sähköasennus on esitetty seuraavissa kaavioissa. G550 on anturi automaattiseen etäisyyden säätöön. Johdot nastoista 4 ja 5 viittaavat seuraavan kaavion kohtiin 17 ja 18.

Alla olevassa kaaviossa viitataan paikkoihin 17 ja 18. Nämä näyttävät olevan CAN-väyläjohtoja (Extended Low) (B665 ja B666), jotka on kytketty ohjausyksikköön J533. J383 kommunikoi J390:n (tehojarrun ohjausyksikkö) kanssa CAN-väylän taajuusmuuttajan korkean (B533 ja B539) kautta. Seuraava kaavio esittää useita tämän ohjauslaitteen liitäntöjä.

Ohjausyksikkö J539 ohjaa N374-venttiiliä ADR (Automatic Distance Regulation) ja F318 (servo jarrutehostimessa) jarrutusta varten. Edellisen kaavion CAN-high (B383) ja CAN-low (B390) johdot näkyvät myös täältä.

Lidar:
LIDAR (Light Detection And Ranging tai Laser Imaging Detection And Ranging) on tekniikka, joka määrittää etäisyyden kohteeseen tai pintaan laserpulssien avulla. Lidarin toiminta on samanlainen kuin tutkan: signaali lähetetään ja otettu uudelleen jonkin ajan kuluttua heijastuksella. Etäisyys tähän kohteeseen määritetään mittaamalla tämä aika. Ero lidarin ja tutkan välillä on, että lidar käyttää laservaloa, kun taas tutka käyttää radioaaltoja. Tämä tarkoittaa, että lidarilla voidaan havaita paljon pienempiä kohteita Radioaaltojen aallonpituus on noin 1 cm, laservalon 10 μm (IR) ja 250 nm (UV) välillä.Tällä aallonpituudella aallot heijastuvat paremmin pienistä esineistä.

Lidar-anturi lähettää moduloitua jatkuvaa infrapunasignaalia, joka heijastuu esineestä ja jonka yksi tai useampi anturin valodiodi vastaanottaa. Moduloitu signaali voi koostua neliöaalloista, sinivärähtelyistä tai pulsseista. Modulaattori lähettää vastaanotetun signaalin vastaanottimeen. Vastaanotettua signaalia verrataan lähetettyyn signaaliin sen tarkistamiseksi, onko siinä vaihe-eroa ja lähetyksen ja vastaanoton välinen aika. Etäisyys kohteeseen määritetään näiden tietojen perusteella.

Lidar-järjestelmät toimivat valon nopeudella, joka on yli 1.000.000 3 XNUMX kertaa nopeampi kuin äänen nopeus. Ääniaaltojen lähettämisen sijaan ne lähettävät ja vastaanottavat tietoja sadoilta tuhansilta laserpulsseilta sekunnissa. Ajotietokone tallentaa jokaisen laserin heijastuspisteen ja muuntaa tämän nopeasti päivittyvän "pistepilven" animoiduksi XNUMXD-esityksenä sen ympäristöstä.

Kohdetta ei näytetä vain näytöllä, vaan tietokone myös arvioi, mitä liikkeitä kohde voi tehdä. Ajoneuvo voi liikkua nopeasti eteen- ja taaksepäin, mutta ei sivuttain. Ihminen voi kuitenkin liikkua mihin tahansa suuntaan, mutta suhteellisen hitaasti. Lidar-järjestelmä ottaa aina tilannekuvan tilanteesta, jossa auto on. Ajoavustin tekee joka minuutti yli sata valintaa turvallisen ajon varmistamiseksi.

Lidar-anturin koostumus on seuraava:

Valonlähde: tämä voi olla laser-, LED- tai VCSEL-diodi, joka lähettää valoa pulsseina;
Skanneri ja optiikka: nämä osat ohjaavat valoa ulos peilin tai linssin kautta. Linssi tarkentaa heijastuneen valon valoilmaisimeen;
Valoilmaisin ja elektroniikka; valo kerätään valoilmaisimeen, esimerkiksi valodiodiin. Elektroniikka käsittelee kuvadataa digitaalisesti;
Sijainti- ja navigointijärjestelmä: Mobiililidar-järjestelmät vaativat GPS-järjestelmän anturin tarkan sijainnin ja suunnan määrittämiseksi.

Autonominen ajo Lidarilla:

Google yhdistää lidarin ja tutkan;
Intel luottaa täysin kameratekniikkaan.
Valmistajien välinen sopimus: he yhdistävät visuaaliset (kamera)kuvat anturitietoihin.
Jos yksi järjestelmä epäonnistuu, toinen tekniikka havaitsee silti ja siirtyy vikasietotilaan.