Автомобільні датчики та інтелектуальні транспортні системи

Введення

Студент групи 11А/07 Романов С.І., далі автор відразу вибачається за трохи нестандартний і м'яко сказати оригінальний спосіб викладу матеріалу реферату. Автор не приховує факт використання Internet і статей, в ньому опублікованих, правила копірайту при цьому були дотримані.

І так тема реферату «автомобільні датчики» напевно кожному пов'язаному з технікою на розум приходить конструкція датчика рівня палива, температури і тиску масла, так, так всіх тих приборчики, які автор ще в першому класі школи розбирав підручними засобами, з метою дізнатися As it works . Так от, це було перше і останнє згадка, про подібні датчики. Реферат не про них. А про що? Реферат присвячений Інтелектуальні транспортні системи (ITS - Intelligent Transportation Systems). Такі розробки руйнують склалося уявлення про те, що створення повноцінного автомобіля-робота теоретично неможливо, оскільки ця задача відноситься до класу AI-complete («досконалий штучний інтелект»), тобто може бути вирішена, тільки якщо робот буде володіти інтелектом людини у всій його повноті. У випадку, якщо інтелект робота поступається людському, завжди може виникнути якась нештатна ситуація, в якій він виявиться безсилий. З цією точкою зору можна було б погодитися, якби не реальний інтелектуальний рівень багатьох сучасних водіїв, і якщо не знати реальну ситуацію на дорогах-у всякому разі, на вітчизняних дорогах. Не викликає сумніву, що якби живі водії були настільки ж дисципліновані, як і роботи, і не вживали алкоголь і наркотики, а неминучі нещасні випадки були б тільки наслідком нештатних ситуацій, які опинилися роботам не під силу, то жертв на дорогах стало б на порядки менше. Майже десять років видається міжнародний журнал IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. жаль, у Росії, як це зазвичай буває, термін «інтелектуальні транспортні системи» використовується як-то по-особливому однобоко. В основному його відносять до практичних прийомів організації транспортних потоків, обліку пересування транспортних засобів і навігації, а про теоретичних дослідженнях і серйозних публікаціях на тему ITS російською мовою авторові нічого невідомо.

Ініціатива ITS стала можливою тому, що сучасний автомобіль активно роботізіруется зсередини і сьогодні оснащений низкою систем автоматизації. Крім вже увійшли в ужиток автоматичних коробок передач, систем автоматичного блокування гальмування і систем управління іншими агрегатами плюс звичайного круїз-контролю, існують: система інформування про стан дорожнього покриття, особливо про оледенении; система адаптивного круїз-контролю, що сприймає дані від систем виявлення сусідніх автомобілів ; система взаємного інформування автомобілів, оснащених системами GPS; засоби стеження за дорожньою розміткою; системи автоматизованої паркування; пристрої для перегляду мертвих зон; системи контролю швидкості на поворотах.

Але це загальні міркування втомленого водія, а поки ITS отримала значне поширення в усьому світі, все ж таки виходить з діючої парадигми «за кермом водій». Логічним продовженням цього напряму стали системи Internet для автомобілів. Яким би досконалим не був робот, він ефективніше працює у взаємодії із собі подібними. У системах можуть використовуватися спільно діючі об'єкти, що утворюють те, що тепер називають «розумним роєм»

Подібну систему Extended Floating Car Data-System (XFCD) представила компанія BMW.

Випробування проводилося на спеціальній тестовій трасі в SBC Park і було покликане продемонструвати можливості системи. Наприклад, автомобіль потрапляє на слизьку дорогу. За лічені секунди система обробляє інформацію і попереджає в режимі реального часу наступний за ним автомобіль. Та ж інформація в той же самий час передається стаціонарним службам руху, які статистично обробляють дані, що надходять і розсилають їх назад іншим учасникам руху.

Система визначення дорожньої ситуації XFCD стане в майбутньому вдосконаленим послідовником існуючої системи Floating Car Data, що перекладається як "дані з рухомого автомобіля". Вже сьогодні за допомогою FCD автомобілі посилають свої дані про місцезнаходження в певний момент часу на центральний пульт руху, який зіставляє отримувані повідомлення з повідомленнями інших автомобілів, оснащених FCD, з метою розпізнавання дорожніх і позаштатних ситуацій. Система XFCD здатна сама розпізнавати дорожню ситуацію, аналізувати всі наявні дані в автомобілі і передавати оброблені дані на центральний пульт руху. Паралельно система здатна через систему-комунікатор "Авто-Авто" попереджати інші автомобілі в зоні дії передавача.

Як кажуть все геніальне просто, для розробленої автомобільної новинки не вимагається установки ніяких додаткових апаратів. XFCD функціонує на базі наявної навігаційної системи, і її введення в експлуатацію полягає лише у завантаженні програми. Введення бортової мережі дозволяє синхронно задіяти цілий спектр можливостей. У влаштованому таким чином сучасному автомобілі система отримує доступ і суміщення з безліччю інших інфо-блоків управління. Це ближній і далеке світло, протитуманні освітлення, термометр зовнішнього середовища і кондиціонер, гальма і навігаційна система, сенсор дощу і омивач скла, а також інші не менш важливі дрібниці. Всі ці механізми функціонують в залежності від дорожньої ситуації. Так, на пониження температури навколишнього середовища, лід або навіть несподівана поява масла на ділянці дороги автомобіль відразу відреагує регулюванням системи стабілізаційного контролю (DSC) і швидкості руху.

Ще одна незаперечна перевага системи XFCD полягає в можливості передачі повідомлень безпосередньо іншим автомобілям. Інформація передається за допомогою Ad-hoc-мережі всім автомобілям у найближчих околицях. Кожен автомобіль, в залежності від ситуації, виконує роль або відправника, або одержувача, або передавача. Перевага зарекомендувала себе технології Multi-Hopping незаперечно: Ad-hoc-мережа організується автономно, володіє необхідною дальністю радіусу дії і не потребує створення спеціальної інфраструктури.

Система XFCD створена BMW Group в рамках концепту BMW ConnectedDrive. Основна ідея концепту - зв'язування воєдино трьох інформаторів автомобільного руху "водій - автомобіль - зовнішнє середовище" за допомогою телекомунікаційних, онлайн і автомобільних допоміжних систем заради безпеки руху.

Тепер зрозуміло, що ключовою системою безпілотного автомобіля робота і ITS є інтегрована система, яка є бортовим комп'ютером, параметрів руху і навігаційною системою одночасно, постійно пов'язаним із собі подібними. Саме про датчики такого бортового комп'ютера піде далі мова.

А взагалі ви шановний читач можете з ходу пояснити що таке, і як працює «GPS навігація»? Зараз розберемося!

Навігаційна система автомобіля.

Інтегрована навігаційна система вирішує наступні завдання:

1. безперервне визначення координат в районах висотної міської забудови, в тунелях, під мостами і шляхопроводами;

2. більш точне числення координат в порівнянні з GPS, за рахунок додаткового обладнання;

3. числення координат і курсу транспортного засобу без запізнення;

Що таке GPS?

Працює система так: приймач ловить сигнал від 3 і більше супутників, заміряє час затримки проходження сигналу від кожного з них і автоматично розраховує своє місце розташування - географічні координати: широта, довгота, а також висоту над рівнем моря. Ці дані процесор пристрою співвідносить з електронною картою, завантаженої в пам'ять приладу. Завдяки цьому користувач бачить на дисплеї зображення географічної карти, на якій показується і рухається "точка" - це він сам зі своїм GPS-приймачем.

У основі роботи системи GPS лежить принцип супутникової трилатерації. Згідно з цим принципом, координати об'єкта на поверхні Землі можуть бути обчислені за вимірюваннями відстаней до супутників. Оскільки положення КА в просторі відомо і розрахункові значення параметрів своїх орбіт супутники передають разом з далекомірним кодом, то для об'єкта на поверхні Землі супутники є пунктами з відомими в будь-який момент часу координатами.

Якщо відстань від одного супутника відомо, тоді можна описати сферу заданого радіусу навколо нього. Наприклад, якщо до супутника 22 000 кілометрів, то ми знаходимося десь на уявній сфері радіусом 22 000 кілометрів. Якщо відома відстань до двох супутників, то шукана точка місця розташування буде знаходиться на колі, що є перетин двох сфер. Отже, коло нашого пошуку істотно звузився. Отримавши сигнал від третього супутника, ми отримуємо третю сферу, перетин якої з окружністю дає дві точки. Залишається тільки вибрати правильну точку. Звичайно одна з точок - це неправдоподібне рішення, тому що вона знаходиться або всередині Землі, або занадто високо над поверхнею, або рухається дуже швидко. Обчислювачі GPS-приймачів забезпечені різними пристроями, автоматично визначають істинне місце розташування з двох можливих.

Таким чином, отримавши сигнал як мінімум від трьох супутників, ми можемо вирахувати координати будь-якої точки поблизу поверхні Землі. Щоб проводити настільки якісні обчислення, необхідно користуватися дуже точними годинами, адже розбіжність у часі всього в 1 тисячну частку секунди дасть помилку розташування близько 300 км. На борту супутників встановлений атомний годинник. Кожен супутник має їх в кількості 4, щоб можна було гарантувати, що хоча б одні працюють обов'язково. Спосіб вимірювання часу заснований на атомному стандарті частоти, який забезпечує хід бортових годин супутника з наносекундной точністю. А це 0,000000001 секунди!

Більшість GPS-навігаторів здатні прийняти сигнал одночасно від 12 супутників. Цього більш ніж достатньо для вирішення більшості завдань. Проте в даний час у продажі з'явилися 14 - і навіть 18-канальні приймачі. Але одночасно прийняти сигнал навіть від 12 супутників дуже складно. Для цього необхідно перебувати на відкритому місці, причому саме супутникове сузір'я (тобто положення супутників на небосхилі) повинно бути сприятливо. Прийняти ж сигнал відразу від 18 супутників в даний час просто неможливо, тому що частина з них прихована і знаходиться по інший бік земної кулі.

Система GPS містить у собі три фундаментальних складових.

1. Космічний сегмент являє собою 24 супутника, що знаходяться на 6 різних кругових орбітах, які розташовані під кутом 60 градусів один до одного. Супутники рухаються по орбітах радіусом 22 200 кілометрів зі швидкістю 11 тисяч кілометрів на годину і здійснюють один оборот навколо Землі за період, приблизно рівний 12 годинам. Всі вони щодня повторюють свою траєкторію з "запізненням" в 4 хвилини.

Вага кожного супутника близько 900 кг, розмір більше 5 м, включаючи сонячні батареї. На кожному супутнику встановлені атомні годинники, що забезпечують високу точність (10-9 сек), обчислювально кодує пристрій і передавачі потужністю 50 Вт і 8 Вт, що випромінюють на частотах L1 = 1575,42 Мгц і L2 = 1227,60 МГц.

В ідеалі в будь-який момент часу будь-яка точка Земної кулі знаходиться в зоні видимості не менше трьох супутників. Супутники можна "побачити" навіть на полюсах, щоправда вони будуть знаходитися низько над горизонтом, що впливає на точність вимірювань, але несуттєво.

Справедливості заради варто відзначити, що є все таки "темні" області у високих широтах, де одночасно може бути не більше 2 супутників, що не дозволяє визначати координати і порушує роботу приймача GPS. Однак таке положення справ триває лише від 15 до 45 хвилин, в іншому система навігації GPS дійсно глобальна.

2. Наземний сегмент контролюється Міністерством Оборони США. Він складається з п'яти контрольно-вимірювальних станцій, які знаходяться на Гаваях, на Кваджалейн, на острові Вознесіння, в Дієго-Гарсія і Колорадо-Спрінгс, чотирьох станцій зв'язку та центру управління всією системою, розташованого на авіабазі в Шрівер, штат Колорадо.

Станції стеження безперервно контролюють рух космічних апаратів і передають дані в центр управління. У центрі обчислюють уточнені елементи супутникових орбіт і коефіцієнти поправок шкал часу. Ці дані надходять по каналах станцій зв'язку на супутники не рідше, ніж один раз на добу.

3. GPS-приймач - третій сегмент системи навігації, який позиціонується і дозволяє обчислювати географічні координати на основі отриманих даних.

Але, на жаль, незважаючи на всі високі технології, застосовані в GPS похибки цієї системи також глобальні і не можуть бути використані комп'ютером як основні дані для автоводіям. Сам навігатор, за заявами виробників, визначає місцеположення з точністю до 3-5 м. Проте дуже багато що тут залежить від кількості супутників, які "бачать" прилад і, знову-таки, від електронних карт. Справа в тому, що в Росії для цивільного використання дозволені карти масштабом не більше чим 1:1000, тобто в 1 см картки - 1 км місцевості. На практиці ж це означає, що 100 м будуть уміщатися в 1 мм на екрані.

Автомобіль бачить і комунікують

Перераховані вище вже створені елементи автоматизації знімають технічні проблеми управління агрегатами автомобіля. Залишаються проблеми орієнтації і взаємодії із зовнішнім середовищем. Для орієнтації в просторі можуть використовуватися різноманітні пристрої, наприклад, інфрачервоні датчики, що діють на гранично близькій відстані. Ці пристрої добре відомі. Менш відомий так званий «Ладарія», який іноді ще називають «лідар» від англійської назви Light-Imaging Detection and Ranging. Спочатку він використовувався як прилад для вимірювання атмосферних характеристик дистанційним способом лазерного зондування. Пізніше зусиллями компанії SICK Ладарія став складовою частиною системи вимірювання дистанції (Laser Measurement Sensor, LMS). Ідея Ладарія не оригінальна: LMS випромінює кілька променів і сприймає відображені дані. Лазери монтуються в голівці, що обертається зі швидкістю декілька сотень оборотів в хвилину. Найбільша складність полягає в тому, що при русі по землі на коротких відстанях з великою швидкістю виникають великі кутові переміщення. Тому, незважаючи на використання різного роду систем стабілізації і складних підвісів, для обробки зображень у режимі реального часу потрібно застосування серйозної обчислювальної потужності і відповідного програмного забезпечення. Про масштаб вирішуваних завдань можна судити з того, наприклад, що скануючий Ладарія Velodyne's HDL-64E генерує дані по 2,5 млн. точок в секунду і передає їх у вигляді пакетів даних, використовуючи Fast Ethernet.

Володіючи повною мірою властивостями інерціальної навігаційної системи з повним набором датчиків орієнтації і переміщення (див малюнок), інтегрована система здатна визначати всі параметри руху транспортного засобу: кутові швидкості, прискорення, ударні і вібраційні впливи, перевантаження.

При цьому на відміну від традиційних блоків датчиків руху в інтегрованій системі реалізований складний математичний апарат перерахунку впливів у різні системи координат. Тому споживач може використовувати вихідну інформацію системи безпосередньо для своїх додатків без попередньої обробки.

Гіроскопи для автомобільних навігаційних систем

Як вже говорилося, все частіше в автомобілі встановлюються навігаційні системи, призначені для орієнтації в незнайомій водієві місцевості, пошуку оптимального маршруту і т.д. Переважна більшість таких систем заснована на системі глобального супутникового позиціонування (GPS). Проте така система має істотний недолік неможливість роботи в зоні невпевненого прийому сигналу із супутників, в умовах мегаполісу, в тунелях, підземних гаражах і т.д. Іноді виявляється, що точність визначення та відстеження координат з використанням GPS недостатня для роботи системи в цілому.

У цьому випадку на виручку GPS приходять різні додаткові датчики, наприклад гіроскопічні датчики, які дозволяють відстежити швидкість і напрям переміщення автомобіля без участі супутникових систем.

Компанія Murata, активно займається питаннями розробок, представила на ринок новий гіроскоп серії MEV-50A-R.

Принцип дії датчика заснований на виникненні сили Коріоліса при повороті хитного маятника навколо осі кочення. При цьому виникає сила Коріоліса, перпендикулярна площині кочення маятника. Датчик складається з так званої біморфний пластини. Біморфний пластина являє собою дві керамічні пластини з різною поляризацією, з'єднані разом. На одну з пластин біморфа подається високочастотна напруга, під дією якого весь біморфа приводиться в коливальний рух. При цьому з другої пластини знімається напруга, що виникає при її коливанні, викликаному коливаннями перший пластини. При повороті пластин навколо своєї осі виникає сила Коріоліса, яка змінює характер коливань керамічних пластин і, відповідно, призводить до зміни напруги, що знімається з другої пластини. Далі, цей сигнал обробляється і на виході гіроскопічного датчика виходить напруга, яка прямо пропорційно швидкості повороту датчика навколо робочої осі. Ця техніка виміру дозволяє домогтися зниженого значення шумів, в порівнянні з існуючими методиками, що застосовуються в акселерометрах. У майбутньому компанія Murata планує додати у гіроскопи цифрову схему температурної компенсації. Для включення гіроскопа в електричну схему потрібно мінімум зовнішніх компонентів: 5В регулятор напруги, АЦП (вбудований в більшість сучасних мікроконтролерів), фільтруючий конденсатор і два резистора.

Радар

Другий датчик має на увазі використання радара, який працює за ефектом Доплера: пристрій висилає радіоімпульси, вони відбиваються від об'єкту і "летять" назад. Потім комп'ютер обчислює моментальну швидкість об'єкта, на жаль, з деякою похибкою. Згідно із Законом про виміри, при вимірі швидкості до 100 км / год можлива похибка становить до 5 км / ч. Якщо ж швидкість об'єкта більше 100 км / год, то похибка вимірів може складати до 3 відсотків.
Автор вважає, що не варто докладніше викладати можливі конструкції радарів, сподіваючись, що всім про це відомо, тим більше що такий датчик схожий за принципом дії, має більш високу точність і відносно недавно винайдений.

Ладарія і лідар, дві назви одного приладу.

Швидкість можна також заміряти Ладарія, принцип роботи якого схожий на пристрій звичайного лазерного далекоміра. Для своїх обчислень Ладарія бере за основу два місцезнаходження об'єкта та час, за який він подолав відстань між ними. Далі комп'ютер ділить відстань на час і отримує моментальну швидкість. Варто відзначити, що якщо з радаром прицілюватися не обов'язково, то Ладарія необхідно направляти виключно на номерний знак автомобіля, оскільки він є кращим відображає елементом на автомобілі.

LIDAR (англ. Light Detection and Ranging, ліда р) - технологія отримання та обробки інформації про віддалені об'єкти за допомогою активних оптичних систем, що використовують явища відбиття світла і його розсіювання в прозорих і напівпрозорих середовищах.

Лідар як прилад являє собою, як мінімум, активний далекомір оптичного діапазону. Скануючі лідар в системах машинного зору формують двовимірну або тривимірну картину навколишнього простору. Усталений переклад LIDAR як «лазерний радар» не цілком коректний, тому що в системах ближнього радіусу дії (наприклад, призначених для роботи в приміщеннях), головні властивості лазера: когерентність, висока щільність і миттєва потужність випромінювання - не затребувані, випромінювачами світла в таких системах можуть служити звичайні світлодіоди.

Історія створення.

У першій половині 1960-х років, почалися досліди із застосування лидара з лазерним випромінювачами для дослідження атмосфери.

У 1969 році лазерний далекомір і мішень, встановлена ​​на Аполлоні-11, застосовувався для вимірювання відстані від Землі до Місяця. Чотири мішені, доставлені на Місяць трьома «Аполлонами» і «Луноход-2», і до цього дня використовуються для спостереження за орбітою Місяця.

Протягом 70-х років, з одного боку, налагоджувати технологія лазерних далекомірів і компактних напівпровідникових лазерів, а з іншого - були розпочаті дослідження розсіювання лазерного променя в атмосфері. До початку 80-х років ці дослідження стали настільки відомими в академічних колах США, що абревіатура LIDAR стала загальною назвою - lidar, що зафіксував словник Вебстера 1985 року. У ті ж роки лазерні далекоміри досягли стадії зрілої технології (принаймні, у військових додатках) і виділилися в окрему від лідар галузь техніки.

Принцип дії

Принцип дії лидара не має великих відмінностей від радара: спрямований промінь джерела випромінювання відбивається від цілей, повертається до джерела і вловлюється високочутливим приймачем (у разі лидара - світлочутливим напівпровідниковим приладом); час відгуку назад пропорційно відстані до мети. На відміну від радіохвиль, ефективно відбиваються тільки від досить великих металевих цілей, світлові хвилі схильні до розсіювання у будь-яких середовищах, в тому числі в повітрі, тому можливо не тільки визначати відстань до непрозорих (відображають світло) дискретних цілей, а й фіксувати інтенсивність розсіювання світла в прозорих середовищах. Повертається відбитий сигнал проходить через ту ж розсіювальну середу, що і промінь від джерела, піддається вторинному розсіювання, тому відновлення дійсних параметрів розподіленої оптичного середовища - досить складне завдання, яке вирішується як аналітичними, так і евристичними методами. У пристроях ближнього радіусу дії замість коротких імпульсів може використовуватися безперервна амплітудна модуляція випромінювання змінним напругою з частотою в одиниці мегагерц.

Інфрачервоний датчик руху

Датчик, який виявляє переміщення будь-яких об'єктів.

Принцип роботи заснований на відстеженні рівня ІЧ - випромінювання в полі зору датчика (як правило, піроелектричного). Сигнал на виході датчика монотонно залежить від рівня ІК випромінювання, усередненого по полю зору датчика. При появі людини (або іншого масивного об'єкта з температурою більшою, ніж температура фону) на виході піроелектричного датчика підвищується напруга. Цей скачок і є сигналом для включення навантаження датчика руху. Датчик виявляє тільки зміни ІК фону, тобто нерухомий об'єкт не буде виявлено.

Обмеження

Інфрачервоний датчик простий і надійний за конструкцією, але його застосування в системах автоматичного управління пов'язане з деякими проблемами. Так, наприклад, в поле зору датчика не повинен потрапляти рівень землі (дорожнього покриття), і зона дії не повинна перевищувати 3 метрів інакше система постійно буде реєструвати різні перешкоди, в тому числі й природні.

Ультразвуковий датчик

Основний елемент активного круїз-контролю - ультразвуковий датчик, встановлений у передньому бампері або за радіаторними гратами автомобіля. Його принцип роботи аналогічний датчикам паркувального радару, тільки радіус дії складає декілька сотень метрів, а кут охоплення, навпаки, обмежений кількома градусами. Посилаючи ультразвукової сигнал, датчик чекає відповіді. Якщо промінь знайшов перешкоду у вигляді автомобіля, що рухається з меншою швидкістю і повернувся - значить, необхідно знизити швидкість. Як тільки дорога знову звільняється, машина розганяється до первісної швидкості.

От і все, на цьому місці автор може спокійно закінчити реферат, так-як основні автомобільні датчики перераховані і навіть трохи описані. Але якщо ви чесно (без швидкочитання) дочитали до цього місця то, схоже, тема вам дійсно цікава. Спеціально для вас автор не шкодує ні часу ні паперу не чорнила, і продовжує! Далі будуть описані датчики, які зовсім не потрібні «розумною» машині, але можуть бути корисні не менше розумному водієві.

Автомобільні датчики дощу.

Автомобільні датчики дощу ... Чи то це предмет розкоші і явне надмірність, чи то це необхідний засіб підвищення безпеки. Спробуємо розібратися разом. Кожен раз, коли з'являється можливість випробувати «на собі» будь-які новинки, постає питання: «Ризикнути чи ні?».

Але з датчиком дощу як-то все відразу стало ясно - ризикнути варто. По-перше, цікаво. По-друге, нинішнє літо якось само собою розташовує до подібних експериментів. По-третє, підтримати вітчизняного виробника - добра справа. Перш за все, для чого потрібен такий датчик? Встановлювані в автомобілі середнього і високого класу комплекти автоматично включають «двірники» при початку дощу. Кращі моделі ще і вибирають фіксовані швидкості роботи склоочисників залежно від інтенсивності опадів. Тим самим водій звільняється від рутинної роботи з підрульовим перемикачем і набагато більше уваги може приділяти власне управління автомобілем. Так що, як бачите, тут у наявності і комфорт, і турбота про безпеку.

Російський датчик дощу (ДД), розроблений компанією «Мережі та системи», являє собою комплект, до якого входять блок оптичного контролю, блок реле, штекерний роз'єм і кнопка управління. Щоб все правильно встановити, необхідно знати декілька простих правил. Оптичний датчик кріпиться з внутрішньої сторони вітрового скла обов'язково в зоні роботи щіток склоочисника. Місце кріплення блоку реле ви вільні вибирати самі. У "десятці", наприклад, його зручно кріпити в ніші блоку реле і запобіжників. Для керуючої кнопки є штатне місце.

Як же показала себе новинка? Якщо при виїзді ви не забули включити заповітну кнопку, то при перших краплях дощу вона включить «двірники» ще до того, як ви зрозумієте це зробити самі. На відміну від своїх імпортних аналогів, російський датчик плавно міняє частоту руху щіток у залежності від інтенсивності зливи. Крім цього, датчик може виконувати і одну нову функцію, так би мовити, національного властивості. Якщо зустрічна або обганяють облила вас брудним потоком, в роботу включається не тільки «двірник», а й система омивання. Те ж саме відбувається і при русі по курних дорогах. Настільки високу чутливість приладу забезпечують не чотири, як у більшості аналогів, а дев'ять світлоприймач.

Двомісячний досвід експлуатації показав не тільки високу оперативність і надійність комплекту, але і його універсальність. Якщо, наприклад, включити ДД в контур управління склопідйомниками або приводу люка, то тоді він сам закриє їх з настанням дощу. Найголовніше, виявляється, - не забути вимкнути автомат під час механічної мийки, інакше можна втратити щіток.

Автомобільні шини з електронними датчиками

Французька компанія Michelin збирається встановлювати у свої автомобільні покришки електронні датчики, які будуть постійно передавати на бортовий комп'ютер автомашини дані про тиск. Система Michelin складається з мікросхеми розміром із сірникову голівку і вбудованого радіопередавача з антеною. Обидва елементи будуть завулканізіровани всередині шини. Як повідомила в інтерв'ю Reuters представник компанії Нен Бенкс, таке розташування пристрою практично не вплине на якість передачі, так як сигнал слабшає на 10%.

Відеосистема.

Сутність відеосистеми полягає в контролі «сліпих» зон автомобіля. При цьому зображення з відеокамер в реальному часі передається на монітор встановлений в салоні чи на місце бічних дзеркал. Розробляється проект, в якому зображення проектується безпосередньо на лобове скло при цьому, не заважаючи водієві. Відеокамери в дорогих системах підкріплюються інфрачервоними і ультразвуковими датчиками, які в разі небезпеки заздалегідь попереджають водія. Під час поїздки по місту камери спостереження фіксують категорії автомобілів, дорожню розмітку та знаки. Наприклад, автомобіль бачить знак "Стоп" і попереджає водія про нього. Якщо ж водій не зреагує, то автомобіль зупиниться сам.

Висновок.

Вірно, йдеться, майбутнє наступає сьогодні створення безпілотного автомобіля робота стало цілком можливо. І він вже існує, вже проводяться змагання між подібними творіннями

Автомобілі без водіїв

Через свою видовищності автомобілі-роботи залучають до себе значну увагу громадськості. Цьому обставині сприяють і стали регулярними гонки DARPA Grand Challenge, які вже проводилися в 2004-му і 2005 році. Останні ж відбулися в листопаді 2007 року.

Вперше про свій намір організувати змагання для роботів в DARPA оголосили в 2002 році, і DARPA Grand Challenge 2004 відбулися в пустелі Мохаве, де була прокладена траса по пересіченій місцевості протяжністю понад 300 кілометрів. Поставлені умови і новизна завдання викликали до життя поява різноманітних монстрів, побудованих на базі військових позашляховиків і важких вантажівок, а також оригінальні конструкції, матеріали про ці машини - просто рай для любителів автоекзотики. Але результат виявився плачевним; найбільшу дистанцію, рівну всього 11,78 км, подолала машина з університету Карнегі-Мелоні, побудована на базі армійського позашляховика Hammer.

Змагання 2005 виявилися успішнішими; п'ять учасників пройшли всю трасу. Перше місце зайняла команда Стендфордського університету, роботизована стандартний Volkswagen Tuareg, зараз ця машина після дворічного туру в Європу знайшла своє місце в Смітсонівському музеї у Вашингтоні. На п'ятому місці опинився жахливий за своїми розмірами вантажівка TerraMax, представлений компанією Oshkosh Truck та лабораторією машинного зору і інтелектуальних систем з університету Парма (Італія). Ця перемога Давида над Голіафом підказала напрямок для подальшого розвитку: головною умовою її досягнення виявилося якість програмного забезпечення. Для обробки даних, які надходили від різних датчиків і систем, команда-переможець написала понад 100 тис. рядків кодів, були використані методи машинного навчання. З одного боку, вони дозволили комп'ютера освоїти перейняті від людини прийоми водіння, а з іншого - в цій системі з'явилися зачатки того, що називають cognitive processing, тобто симуляція процесів пізнання в апаратно-програмної середовищі. Успіх Стендфордського університету визначив пріоритети для майбутніх перегонів.

Треба зауважити, що в DARPA не відкрили Америки: проектування роботизованих автомобілів почалося задовго до 2002 року. Траплялися й уривчасті відомості про вітчизняні пристроях, призначених для роботи в зонах з радіаційним забрудненням, але з цілком зрозумілих причин у відкритих джерелах вони не описані. Достовірно відомо, що в 1977 році механічна лабораторія з Цукуби, академічного передмістя Токіо, першою створила безпілотний автомобіль. У 80-ті роки центром аналогічних робіт в Європі стала компанія Mercedes-Benz, їх очолював дуже авторитетний фахівець у цій галузі Ернст Дікманн. У 1986 році під його керівництвом був побудований вантажівка VaMoRs, що розвинув швидкість 96 км / год. Команда Дікманн орієнтувалася головним чином на створення систем «комп'ютерного зору», вона використала транспьютер британської фірми INMOS, на які покладали великі надії, і методи паралельного програмування. У 1994-1995 роках напрацювання перенесли на платформу легкового автомобіля S-класу Daimler-Benz, було побудовано два примірники VITA-2 and UniBwM (VaMP). Ця розробка виявилася найбільш значним успіхом на цьому історичному відрізку, автомобіль розвивав швидкість до 175 км / год і проїжджав по автобану понад 150 кілометрів без втручання людини. В обмежених масштабах роботи продовжуються до цих пір, у 2006 році було навіть проведено змагання European Land-Robot Trial. Два проекти ведуться в Ізраїлі, обидва вони використовують в якості бази не має аналогів, створений у цій країні баггі Tomcar.

Особливої ​​згадки заслуговує італійський проект ARGO (1996-2001 роки). У кінцевому підсумку модифікована і забезпечена спеціальними відеокамерами Lancia Thema пройшла понад 2 тис. км дорогами з середньою швидкістю 90 км / год, 94% часу вона перебувала в автоматичному режимі. Керівником проекту ARGO був професор Альберто Броджі, він же очолював роботи зі створення роботизованого автомобіля TerraMax-учасника DARPA Grand Challenge 2005.

Безпілотні транспортні засоби. У 1987-1995 роках в ході проекту EUREKA Prometheus, що коштував Європейського Союзу більше 1 млрд. доларів, були вироблені перші практичні розробки безпілотних автомобілів. Найбільш відомий прототип, VaMP (розробник - Університет бундесверу в Мюнхені) не використовував лідар через нестачу обчислювальної потужності тодішніх процесорів. Новітня їх розробка, MuCAR-3 (2006), використовує єдиний лідар кругового огляду, піднятий високо над дахом машини, нарівні з направленою мультифокальної камерою огляду вперед і інерціальної навігаційної системою. Лідар MuCAR-3 використовується підсистемою вибору оптимальної траєкторії на пересіченій місцевості, він дає кутове дозвіл в 0.01 ° при динамічному діапазоні оптичного приймача 1:106, що дає ефективний радіус огляду 120 м. Для досягнення прийнятної швидкості сканування використовується пучок з 64 розбіжних лазерних променів, тому один повний «кадр» вимагає єдиного обороту обертового дзеркала.

З 2003 року уряд США через агентство передових військових розробок DARPA фінансує розробку і змагання автомобілів-роботів. Щорічно проводяться гонки DARPA Grand Challenge; в гонці 2005 перемогла машина зі Стенфорда, в основі системи зору якої - п'ять лідар спрямованого огляду.

Все про автомобілі-роботи

Для тих, хто зацікавиться автомобілями-роботами, є непогані джерела інформації. Перш за все, це спеціалізований випуск журналу Computer, випущений в грудні 2006 року під девізом «Unmanned Vehicles Come of Age», тобто «Безпілотні автомобілі досягли повноліття».

Крім того, є два глибоких матеріалу, написаних творцями цих транспортних засобів.

Брошура Джеймса Дьебела Stanley: The Robot That Won The DARPA Grand Challenge (ai.stanford.edu / ~ diebel/stanley/thrun.stanley05.pdf).

Стаття Альберто Броджі The TerraMax Autonomous Vehicle, опублікована в   журналі Journal of Field Robotics і   викладена на сайті автора (www.ce.unipr.it / people / broggi / publications / jfr-terramax.html).

У Мережі в надлишку є фото-і відеоматеріали, присвячені DARPA Grand Challenge 2007. Якщо ж когось зацікавить автомобільна «антиестетики», то варто заглянути на сайт Oshkosh Truck.

Ось тепер дійсно все, автор сподівається, що розповів про все що хотів, і при цьому не дуже набрид. Відгуки про прочитане направляти на електронну пошту автора: rsi -88 @ mail. Ru

Список використаних джерел

Портал «Вікіпедія»

(Стаття про лідар, GPS, інфракрастний датчик)

www. wikipedia. org

Сайт «Текнол»

(Стаття про автомобільні навігаційні системи)

www. tekno. ru

Сайт журналу «Відкриті системи»

(Стаття про автомобільний internet і навігаційні системи)

www. osp. ru

Портал «Колеса»

(Стаття про автомобільну GPS-навігацію)

www.kolesa.ru

Саит «Laduauto»

(Стаття про автомобільні датчики дощу)

www. laduauto.ru

Портал «Inopressa»

(Стаття про змагання DARPA)

www. inopressa.ru