Akstursaðstoð

Viðfangsefni:

Akstursaðstoð
Radar
lidar

Akstursaðstoð:
Kerfi sem falla undir hugtakið „akstursaðstoð“ styðja ökumann við akstur. Almennt séð er akstursaðstoð til þess fallin að auka öryggi. Oft vinna nokkur kerfi saman til að ná tilætluðum árangri. Eftirfarandi kerfi má flokka sem akstursaðstoð:

LDW (Country Departure Warming). Virkni: tilkynning þegar farið er yfir akreinamörkun;
TSR (Traffic Sign Recognition). Virkni: þekkja umferðarmerki og gera ökumanni viðvart um þau;
ACC (Active Cruise Control). Virkni: viðhalda sjálfkrafa fjarlægð frá ökutækinu fyrir framan;
BSD (Blink Spot Detection). Virkni: tilkynning um ökutæki í blinda (blinda) blettinum;
ALC (Adaptive Light Control). Virkni: sjálfkrafa kveikja og slökkva á ljósum og stundum einnig snúa endurskinsljósinu;
Kerfi fyrir hrun. Virkni: sjálfvirk hemlun til að forðast árekstra;
Greining gangandi vegfarenda. Virkni: uppgötvun fótgangandi;
Regn/ljósaskynjun. Virkni: framrúðuþurrkur kveikja og slökkva sjálfkrafa á þegar þeir finna rigningu;
HDC (Hill Descent Control). Virkni: aðstoð við niðurgöngu;
Hill hold/start aðstoð. Virkni: notaðu handbremsuna þegar þú ert kyrrstæður á hæð og slepptu henni þegar ekið er í burtu;
Umhverfis útsýniskerfi. Virkni: alhliða sjónkerfi sem notar ýmsar myndavélar;
Aðlögunarhæf hágeisla-/bogalýsing. Virkni: glampandi kerfi fyrir umferð á móti;
Sjálfvirk bílastæði. Virkni: sjálfvirkt bílastæðakerfi;
Uppgötvun syfju ökumanns. Virkni: Greining á árvekni ökumanns, t.d. að sofna.
Leiðsögukerfi. Virkni: Farðu á tilgreindan áfangastað. Með tvinnbíl er hægt að stilla hleðslustöðu á tilgreindri leið.

Sambland af ofangreindum kerfum myndar grunninn fyrir sjálfstýrðan bíl. Íhlutir eins og ratsjá, myndbandsmyndavélar og úthljóðsskynjarar eru framlenging á áðurnefndum kerfum.

Ratsjá:
Ratsjá hefur verið notuð í nokkur ár til að stjórna sjálfvirkt hraða-, hemlunar- og öryggiskerfi til að bregðast við skyndilegum breytingum á umferðaraðstæðum. Meginverkefni ratsjárskynjarans er að greina hluti og ákvarða síðan hraða þeirra og staðsetningu miðað við farartækið sem skynjararnir eru festir á. Til að ná þessu er ratsjárskynjarinn með fjögur loftnet sem senda samtímis frá sér ratsjárbylgjur með tíðni venjulega á milli 76 og 77 GHz. Þessar bylgjur endurkastast af hlutnum og taka á móti loftnetunum. Hægt er að ákvarða staðsetningu hlutanna með því að bera saman fasamuninn og amplituda merkjabergsins.

Taflan hér að neðan sýnir hin ýmsu bílaforrit sem ratsjáin er notuð í.

Gerður er greinarmunur á þremur tegundum ratsjárkerfa: skammdrægra og langdrægra ratsjár.

Skammdræg ratsjá (SRR)
Bílastæði í öfugum stæðum: meðan á sjálfvirku stæði eru úthljóðsskynjarar of hægir til að tölvan geti greint fjarlægð milli tveggja bíla, þannig að SRR er einnig notað hér.
Greining gangandi vegfarenda: Jafnvel við óljósar aðstæður grípur kerfið inn í þegar gangandi vegfarandi nálgast. Ef ekki er svarað í tæka tíð bremsar ökutækið sjálfkrafa.

Mid-Range Radar (MRR)
Cross Traffic Alert: þegar ökumaður bakkar út úr bílastæðinu í skýrum aðstæðum varar kerfið við ökutækjum sem nálgast (sjá mynd hér að neðan).

Langdræg ratsjá (LRR)
Virkur hraðastilli (ACC): með drægni á bilinu 150 til 250 metra og hraðaskynjun ökutækis upp á 30 til 250 km/klst. hentar LRR sem ratsjárkerfi fyrir virka hraðastýringu. Bílstjórinn getur stillt fjarlægðina að ökutækinu fyrir framan. Oft eru 4 til 8 fasar mögulegir. Hver áfangi er fjöldi metra. Virkni virka hraðastillisins er útskýrð hér að neðan.

Sjálfvirk fjarlægðarstýring (ADC) er því fær um að framkvæma hemlun þegar hlutur er skráður. Myndirnar hér að neðan eru af ACC (Active Cruise Control) Volkswagen Phaeton.

Rafmagnsuppsetning ACC er sýnd á eftirfarandi skýringarmyndum. G550 er skynjari fyrir sjálfvirka fjarlægðarstýringu. Vírarnir frá pinna 4 og 5 vísa til 17 og 18 í eftirfarandi skýringarmynd.

Vísað er til staða 17 og 18 á myndinni hér að neðan. Þetta virðast vera CAN bus vírar (Extended Low) (B665 og B666) tengdir við stjórneiningu J533. J383 hefur samskipti við J390 (aflbremsustjórnunarbúnað) í gegnum CAN strætó drif hátt (B533 og B539). Eftirfarandi skýringarmynd sýnir nokkrar tengingar við þetta stjórntæki.

Stýribúnaður J539 stjórnar N374 lokanum fyrir ADR (sjálfvirk fjarlægð) og F318 (servó á bremsuforsterkanum) fyrir hemlun. CAN-hár (B383) og CAN-lágur (B390) vír frá fyrri skýringarmynd má einnig sjá hér.

Lidar:
LIDAR (Light Detection And Ranging eða Laser Imaging Detection And Ranging) er tækni sem ákvarðar fjarlægð til hlutar eða yfirborðs með notkun leysirpúlsa. Rekstur lidar er svipaður og ratsjár: merki er sent út og verður tekin aftur nokkru síðar með speglun. Fjarlægðin til þessa hlutar er ákvörðuð með því að mæla þennan tíma. Munurinn á lidar og radar er sá að lidar notar leysiljós en radar notar útvarpsbylgjur. Þetta þýðir að mun minni hluti er hægt að greina með lidar en með ratsjá.Bylgjulengd útvarpsbylgna er um 1 cm, leysirljós á bilinu 10 μm (IR) og 250 nm (UV). Á þessari bylgjulengd endurkastast öldurnar betur af litlum hlutum.

Lidar skynjari gefur frá sér mótað, samfellt innrauð merki, sem endurkastast af hlut og móttekið af einni eða fleiri ljósdíóðum í skynjaranum. Stuðlaða merkið getur verið ferhyrningsbylgjur, sinusoidal sveiflur eða púls. Mælirinn sendir móttekið merki til móttakandans. Móttekin merki er borið saman við send merki til að athuga hvort það sé fasamunur og til að athuga tímann á milli sendingar og móttöku. Fjarlægðin til hlutarins er ákvörðuð út frá þessum gögnum.

Lidar kerfi starfa á ljóshraða, sem er meira en 1.000.000 sinnum hraðari en hljóðhraði. Í stað þess að gefa frá sér hljóðbylgjur senda þeir og taka við gögnum frá hundruðum þúsunda leysipúlsa á hverri sekúndu. Borðtölva skráir endurspeglunarpunkt hvers leysis og þýðir þetta ört uppfæra „punktaský“ yfir í hreyfimyndaða þrívíddarmynd af umhverfi sínu.

Ekki aðeins er hluturinn sýndur á skjá heldur metur tölvan líka hvaða hreyfingar hluturinn getur gert. Ökutæki getur keyrt hratt fram og aftur, en ekki til hliðar. Hins vegar getur einstaklingur farið í hvaða átt sem er, en á tiltölulega hægum hraða. Liðarkerfið tekur alltaf skyndimynd af ástandinu sem bíllinn er í. Akstursaðstoðin gerir meira en hundrað val á hverri mínútu til að tryggja öruggan akstur.

Samsetning lidar skynjara er sem hér segir:

Ljósgjafi: þetta getur verið leysir, LED eða VCSEL díóða sem gefur frá sér ljós í púlsum;
Skanni og ljósfræði: þessir hlutar leiða ljósið utan í gegnum spegil eða linsu. Linsan beinir endurkasta ljósinu að ljósnema;
Ljósnemar og rafeindatæki; ljósinu er safnað í ljósnema, til dæmis ljósdíóða. Rafeindabúnaðurinn vinnur myndgögnin stafrænt;
Staðsetningar- og leiðsögukerfi: hreyfanlegur lidar kerfi þurfa GPS kerfi til að ákvarða nákvæma staðsetningu og stefnu skynjarans.

Sjálfvirkur akstur með Lidar:

Google sameinar lidar og radar;
Intel treystir algjörlega á myndavélatækni.
Samkomulag milli framleiðenda: þeir sameina sjónræn (myndavél)myndir með skynjaraupplýsingum.
Ef eitt kerfið bilar mun hin tæknin samt greina og grípa inn í til að fara í öruggan hátt.