Автомобильные датчики и интеллектуальные транспортные системы (стр. 3 из 4)
LIDAR (англ. Light Detection and Ranging, лида́р) — технология получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем, использующих явления отражения света и его рассеивания в прозрачных и полупрозрачных средах.
Лидар как прибор представляет собой, как минимум, активный дальномер оптического диапазона. Сканирующие лидары в системах машинного зрения формируют двумерную или трёхмерную картину окружающего пространства. Устоявшийся перевод LIDAR как «лазерный радар» не вполне корректен, так как в системах ближнего радиуса действия (например, предназначенных для работы в помещениях), главные свойства лазера: когерентность, высокая плотность и мгновенная мощность излучения — не востребованы, излучателями света в таких системах могут служить обычные светодиоды.
История создания.
В первой половине 1960-х годов, начались опыты по применению лидара с лазерным излучателями для исследования атмосферы.
В 1969 году лазерный дальномер и мишень, установленная на Аполлоне-11, применялся для измерения расстояния от Земли до Луны. Четыре мишени, доставленные на Луну тремя «Аполлонами» и «Луноходом-2», и по сей день используются для наблюдения за орбитой Луны.
В течение 70-х годов, с одной стороны, отлаживалась технология лазерных дальномеров и компактных полупроводниковых лазеров, а с другой — были начаты исследования рассеяния лазерного луча в атмосфере. К началу 80-х годов эти исследования стали настолько известными в академических кругах США, что аббревиатура LIDAR стала именем нарицательным — lidar, что зафиксировал словарь Уэбстера 1985 года. В те же годы лазерные дальномеры достигли стадии зрелой технологии (по крайней мере, в военных приложениях) и выделились в отдельную от лидаров отрасль техники.
Принцип действия
Принцип действия лидара не имеет больших отличий от радара: направленный луч источника излучения отражается от целей, возвращается к источнику и улавливается высокочувствительным приёмником (в случае лидара — светочувствительным полупроводниковым прибором); время отклика обратно пропорционально расстоянию до цели. В отличие от радиоволн, эффективно отражающихся только от достаточно крупных металлических целей, световые волны подвержены рассеиванию в любых средах, в том числе в воздухе, поэтому возможно не только определять расстояние до непрозрачных (отражающих свет) дискретных целей, но и фиксировать интенсивность рассеивания света в прозрачных средах. Возвращающийся отражённый сигнал проходит через ту же рассеивающую среду, что и луч от источника, подвергается вторичному рассеиванию, поэтому восстановление действительных параметров распределённой оптической среды — достаточно сложная задача, решаемая как аналитическими, так и эвристическими методами. В устройствах ближнего радиуса действия вместо коротких импульсов может использоваться непрерывная амплитудная модуляция излучения переменным напряжением с частотой в единицы мегагерц.
Датчик, обнаруживающий перемещение каких-либо объектов.
Принцип работы основан на отслеживании уровня ИК - излучения в поле зрения датчика (как правило, пироэлектрического). Сигнал на выходе датчика монотонно зависит от уровня ИК излучения, усредненного по полю зрения датчика. При появлении человека (или другого массивного объекта с температурой большей, чем температура фона) на выходе пироэлектрического датчика повышается напряжение. Этот скачёк и является сигналом для включения нагрузки датчика движения. Датчик обнаруживает только изменения ИК фона, то есть неподвижный объект не будет обнаружен.
Ограничения
Инфракрасный датчик прост и надёжен по конструкции, но его применение в системах автоматического управления связано с некоторыми проблемами. Так, например, в поле зрения датчика не должен попадать уровень земли (дорожного покрытия), и зона действия не должна превышать 3 метров иначе система постоянно будет регистрировать различные помехи, в том числе и естественные.
Ультразвуковой датчик
Основной элемент активного круиз-контроля - ультразвуковой датчик, установленный в переднем бампере или за радиаторной решеткой автомобиля. Его принцип работы аналогичен датчикам парковочного радара, только радиус действия составляет несколько сотен метров, а угол охвата, наоборот, ограничен несколькими градусами. Посылая ультразвуковой сигнал, датчик ждет ответа. Если луч нашел препятствие в виде автомобиля, движущегося с меньшей скоростью и вернулся - значит, необходимо снизить скорость. Как только дорога вновь освобождается, машина разгоняется до первоначальной скорости.
Вот и всё, на этом месте автор может спокойно закончить реферат, так-как основные автомобильные датчики перечислены и даже немного описаны. Но если вы честно (без скорочтения) дочитали до этого места то, похоже, тема вам действительно интересна. Специально для вас автор не жалеет ни времени ни бумаги не чернил, и продолжает! Далее будут описаны датчики, которые вовсе не нужны «умной» машине, но могут быть полезны не менее умному водителю.
Автомобильные датчики дождя.
Автомобильные датчики дождя... То ли это предмет роскоши и явное излишество, то ли это необходимое средство повышения безопасности. Попробуем разобраться вместе. Каждый раз, когда появляется возможность опробовать «на себе» какие-либо новинки, встает вопрос: «Рискнуть или нет?».
Но с датчиком дождя как-то все сразу стало ясно — рискнуть стоит. Во-первых, интересно. Во-вторых, нынешнее лето как-то само собой располагает к подобным экспериментам. В-третьих, поддержать отечественного производителя — благое дело. Прежде всего, для чего нужен такой датчик? Устанавливаемые в автомобили среднего и высокого класса комплекты автоматически включают «дворники» при начале дождя. Лучшие модели еще и выбирают фиксированные скорости работы стеклоочистителей в зависимости от интенсивности осадков. Тем самым водитель освобождается от рутинной работы с подрулевым переключателем и гораздо больше внимания может уделять собственно управлению автомобилем. Так что, как видите, здесь налицо и комфорт, и забота о безопасности.
Российский датчик дождя (ДД), разработанный компанией «Сети и системы», представляет собой комплект, в который входят блок оптического контроля, блок реле, штекерный разъем и кнопка управления. Чтобы все правильно установить, необходимо знать несколько простых правил. Оптический датчик крепится с внутренней стороны ветрового стекла обязательно в зоне работы щеток стеклоочистителя. Место крепления блока реле вы вольны выбирать сами. В «десятке», например, его удобно крепить в нише блока реле и предохранителей. Для управляющей кнопки есть штатное место.
Как же показала себя новинка? Если при выезде вы не забыли включить заветную кнопку, то при первых каплях дождя она включит «дворники» еще до того, как вы сообразите это сделать сами. В отличие от своих импортных аналогов, российский датчик ПЛАВНО меняет частоту движения щеток в зависимости от интенсивности ливня. Кроме этого, датчик может выполнять и одну новую функцию, так сказать, национального свойства. Если встречная или обгоняемая машина окатила вас грязным потоком, в работу включается не только «дворник», но и система омывания. То же самое происходит и при движении по пыльным дорогам. Столь высокую чувствительность прибору обеспечивают не четыре, как у большинства аналогов, а девять светоприемников.
Двухмесячный опыт эксплуатации показал не только высокую оперативность и надежность комплекта, но и его универсальность. Если, например, включить ДД в контур управления стеклоподъемниками или привода люка, то тогда он сам закроет их с наступлением дождя. Самое главное, оказывается, — не забыть выключить автомат во время механической мойки, иначе можно лишиться щеток.
Автомобильные шины с электронными датчиками
Французская компания Michelin собирается устанавливать в свои автомобильные покрышки электронные датчики, которые будут постоянно передавать на бортовой компьютер автомашины данные о давлении. Система Michelin состоит из микросхемы размером со спичечную головку и встроенного радиопередатчика с антенной. Оба элемента будут завулканизированы внутри шины. Как сообщила в интервью Reuters представитель компании Нэн Бэнкс, такое расположение устройства практически не повлияет на качество передачи, так как сигнал ослабевает на 10%.
Видеосистема.
Сущность видеосистемы заключается в контроле «слепых» зон автомобиля. При этом изображение с видеокамер в реальном времени передаётся на монитор установленный в салоне или на место боковых зеркал. Разрабатывается проект, в котором изображение проецируется непосредственно на лобовое стекло при этом, не мешая водителю. Видеокамеры в дорогих системах подкрепляются инфракрасными и ультразвуковыми датчиками, которые в случае опасности заранее предупреждают водителя. Во время поездки по городу камеры наблюдения фиксируют категории автомобилей, дорожную разметку и знаки. Например, автомобиль видит знак "Стоп" и предупреждает водителя о нем. Если же водитель не среагирует, то автомобиль остановится сам.
Заключение.
Верно, говорится, будущее наступает сегодня создание беспилотного автомобиля робота стало вполне возможно. И он уже существует, уже проводятся соревнования между подобными творениями
Автомобили без водителей