Subiecte:
- Asistență la conducere
- Radar
- lidar
Asistență la conducere:
Sistemele care se încadrează în termenul „asistență la conducere” sprijină șoferul în timpul conducerii. În general, asistența la conducere servește la creșterea siguranței. Adesea, mai multe sisteme lucrează împreună pentru a obține efectul dorit. Următoarele sisteme pot fi clasificate ca asistență la conducere:
- LDW (Încălzirea plecării țării). Funcție: notificare la trecerea delimitării benzii;
- TSR (Recunoașterea semnelor de circulație). Funcție: recunoașteți semnele de circulație și atenționați șoferul asupra acestora;
- ACC (Active Cruise Control). Funcție: menține automat distanța față de vehiculul din față;
- BSD (Detecția punctului intermitent). Funcție: notificarea vehiculelor în unghiul mort;
- ALC (Control adaptiv al luminii). Funcție: aprinderea și stingerea automată a luminilor și uneori și rotirea reflectorului;
- Sisteme înainte de accident. Funcție: frânare automată pentru evitarea coliziunilor;
- Detectarea pietonilor. Funcție: detecție pieton;
- Detectare ploaie/lumină. Funcție: ștergătoarele de parbriz se pornesc și se opresc automat la detectarea ploii;
- HDC (controlul coborârii dealurilor). Funcție: asistență la coborâre;
- Asistență pentru oprirea/pornirea în pantă. Funcție: acționați frâna de parcare când stați pe un deal și eliberați-o când plecați;
- Sistem de vedere surround. Funcție: sistem de viziune globală folosind diverse camere;
- Iluminare adaptivă pentru faza lungă/curbă. Funcție: sistem anti-orbire pentru traficul din sens opus;
- Parcare automată. Funcție: sistem automat de parcare;
- Detectarea somnolenței șoferului. Funcție: Detectarea vigilenței șoferului, de exemplu, adormirea.
- Sistem de navigare. Funcție: Navigați la destinația specificată. Cu o mașină hibridă, starea de încărcare poate fi ajustată pe ruta specificată.
O combinație a sistemelor de mai sus formează baza pentru o mașină cu conducere autonomă. Componentele precum radarul, camerele video și senzorii cu ultrasunete sunt o extensie a sistemelor menționate anterior.
Radar:
Radarul a fost folosit de câțiva ani pentru a controla automat viteza, frânarea și sistemele de siguranță ca răspuns la schimbările bruște ale condițiilor de trafic. Sarcina principală a senzorului radar este de a detecta obiectele și apoi de a determina viteza și poziția acestora în raport cu vehiculul pe care sunt montați senzorii. Pentru a realiza acest lucru, senzorul radar are patru antene care emit simultan unde radar cu o frecventa de obicei intre 76 si 77 GHz. Aceste unde sunt reflectate înapoi de obiect și sunt recepționate de antene. Pozițiile obiectelor pot fi determinate prin compararea diferențelor de fază și a amplitudinilor ecourilor semnalului.
Tabelul de mai jos prezintă diferitele aplicații auto pentru care este utilizat radarul.
Se face o distincție între trei tipuri de sisteme radar: radar cu rază scurtă, medie și lungă.
- Radar cu rază scurtă de acțiune (SRR)
Parcare în marșarier: în timpul parcării automate, senzorii cu ultrasunete sunt prea lenți pentru ca computerul să detecteze distanța dintre două mașini, așa că aici este folosit și SRR.
Recunoașterea pietonilor: chiar și în situații neclare, sistemul intervine atunci când se apropie un pieton. Dacă nu se răspunde la timp, vehiculul va frâna automat.
- Radar de rază medie (MRR)
Alertă de trafic transversal: atunci când șoferul iese înapoi din spațiul de parcare într-o situație clară, sistemul avertizează că vehiculele se apropie (vezi imaginea de mai jos).
- Radar cu rază lungă de acțiune (LRR)
Active Cruise Control (ACC): cu o rază de acțiune de la 150 la 250 de metri și o detectare a vitezei vehiculului de la 30 la 250 km/h, LRR este potrivit ca sistem radar pentru controlul activ al vitezei de croazieră. Distanța până la vehiculul din față poate fi reglată de către șofer. Adesea sunt posibile 4 până la 8 faze. Fiecare fază este un număr de metri. Funcționarea controlului de croazieră activ este explicată mai jos.
Controlul automat al distanței (ADC) este, prin urmare, capabil să efectueze o intervenție de frânare atunci când un obiect este înregistrat. Imaginile de mai jos sunt cu ACC (Active Cruise Control) al unui Volkswagen Phaeton.
Instalația electrică a ACC este prezentată în diagramele următoare. G550 este senzorul pentru controlul automat al distanței. Firele de la pinii 4 și 5 se referă la 17 și 18 din diagrama următoare.
Se face referire la pozițiile 17 și 18 din diagrama de mai jos. Acestea par a fi fire CAN bus (Extended Low) (B665 și B666) conectate la unitatea de control J533. J383 comunică cu J390 (unitatea de comandă a frânei de putere) prin intermediul unității CAN bus high (B533 și B539). Următoarea diagramă prezintă mai multe conexiuni la acest dispozitiv de control.
Unitatea de comandă J539 controlează supapa N374 pentru ADR (Reglarea automată a distanței) și F318 (servo pe servofrânarea) pentru frânare. Firele CAN-high (B383) și CAN-low (B390) din diagrama anterioară pot fi, de asemenea, văzute aici.
Lidar:
LIDAR (Light Detection And Ranging sau Laser Imaging Detection And Ranging) este o tehnologie care determină distanța până la un obiect sau suprafață prin utilizarea impulsurilor laser.Funcționarea lidarului este similară cu cea a radarului: un semnal este transmis și va fi capturat din nou ceva mai târziu prin reflecție. Distanța până la acest obiect este determinată prin măsurarea acestui timp. Diferența dintre lidar și radar este că lidar folosește lumină laser, în timp ce radarul folosește unde radio. Aceasta înseamnă că obiectele mult mai mici pot fi detectate cu lidar decât la radar.Lungimea de undă a undelor radio este în jur de 1 cm, cea a luminii laser între 10 μm (IR) și 250 nm (UV).La această lungime de undă undele vor fi mai bine reflectate de obiectele mici.
Un senzor lidar emite un semnal infraroșu modulat, continuu, care este reflectat de un obiect și recepționat de una sau mai multe fotodiode din senzor. Semnalul modulat poate consta din unde pătrate, oscilații sinusoidale sau impulsuri. Modulatorul transmite semnalul primit la receptor. Semnalul primit este comparat cu semnalul transmis pentru a verifica dacă există o diferență de fază și pentru a verifica timpul dintre transmisie și recepție. Distanța până la obiect este determinată din aceste date.
Sistemele Lidar funcționează la viteza luminii, care este de peste 1.000.000 de ori mai rapidă decât viteza sunetului. În loc să emită unde sonore, ei transmit și primesc date de la sute de mii de impulsuri laser în fiecare secundă. Un computer de bord înregistrează punctul de reflexie al fiecărui laser și traduce acest „nor de puncte” care se actualizează rapid într-o reprezentare 3D animată a împrejurimilor sale.
Nu numai că obiectul este afișat pe un ecran, computerul estimează și ce mișcări poate face obiectul. Un vehicul se poate mișca rapid înainte și înapoi, dar nu în lateral. Cu toate acestea, o persoană se poate mișca în orice direcție, dar cu o viteză relativ mică. Sistemul lidar face întotdeauna o imagine a situației în care se află mașina. Asistența la conducere face mai mult de o sută de alegeri în fiecare minut pentru a asigura conducerea în siguranță.
Compoziția unui senzor lidar este următoarea:
- Sursa de lumina: aceasta poate fi o dioda laser, LED sau VCSEL care emite lumina in impulsuri;
- Scaner și optică: aceste părți ghidează lumina în exterior printr-o oglindă sau o lentilă. Lentila focalizează lumina reflectată către un fotodetector;
- Fotodetector și electronică; lumina este colectată într-un fotodetector, de exemplu o fotodiodă. Electronica prelucrează digital datele imaginii;
- Sistem de poziție și navigație: sistemele lidar mobile necesită un sistem GPS pentru a determina poziția și orientarea exactă a senzorului.
Conducere autonomă cu Lidar:
- Google combină lidar și radar;
- Intel se bazează în întregime pe tehnologia camerei.
- Acord între producători: aceștia combină imaginile vizuale (cameră) cu informațiile senzorului.
- Dacă un sistem eșuează, cealaltă tehnologie va detecta în continuare și va interveni pentru a intra într-un mod sigur.
