automatsko upravljanje vozilom, doc

9
1. Općenito o senzorima Senzor možemo definirati kao input-output sustav koji može reagirati na svjetlo, toplinu, pritisak, električno ili magnetsko polje, koncentraciju plinova, itd., pritom proizvodeći određeni električni signal o stanju medija gdje se nalazi. Na izlazu je najčešće električni signal koji se dalje obrađuje i prenosi u upravljačkog dijela sustava. Klasifikacija senzora može se izvršiti na više načina pa ih se tako, između ostalih, može podijeliti na: strujni i naponski senzori, magnetski senzori, akustički senzori, temperaturni ili toplinski senzori, svjetlosni (elektromagnetski) senzori, kemijski senzori, biologijski senzori, mehanički senzori. 1.1. Senzori u inteligentnim transportnim sustavima Inteligentno ponašanje podrazumijeva sposobnost prikupljanja i obrade podataka o okruženju u kojem se inteligentni sustav nalazi. Za to su zaslužni senzori i detektori koji su ključne komponente ITS-a. Pored klasičnih senzora i detektora za inteligentne transportne sustave su od posebnog značenja inteligentni senzori nastali razvojem mikroelektronike i nanotehnologije. Inteligentni senzor sadrži sklopovska osjetila i mikroprocesor koji obrađuje podatke prikupljene od velikog broja naprava i kombinira ih tako da stvara procjenu parametara od interesa za promatranje. Inteligentni senzori na tržištu se pojavljuju kao: akcelerometri, biosenzori, optički senzori, magnetski senzori, kemijski senzori, inteligentni sustavi prikaza,

Upload: ivo-pejkovic

Post on 17-Dec-2015

43 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Automatsko Upravljanje Vozilom, Doc.

TRANSCRIPT

1. Openito o senzorimaSenzor moemo definirati kao input-output sustav koji moe reagirati na svjetlo, toplinu, pritisak, elektrino ili magnetsko polje, koncentraciju plinova, itd., pritom proizvodei odreeni elektrini signal o stanju medija gdje se nalazi. Na izlazu je najee elektrini signal koji se dalje obrauje i prenosi u upravljakog dijela sustava.Klasifikacija senzora moe se izvriti na vie naina pa ih se tako, izmeu ostalih, moe podijeliti na: strujni i naponski senzori, magnetski senzori, akustiki senzori, temperaturni ili toplinski senzori, svjetlosni (elektromagnetski) senzori, kemijski senzori, biologijski senzori, mehaniki senzori.

1.1. Senzori u inteligentnim transportnim sustavima Inteligentno ponaanje podrazumijeva sposobnost prikupljanja i obrade podataka o okruenju u kojem se inteligentni sustav nalazi. Za to su zasluni senzori i detektori koji su kljune komponente ITS-a.Pored klasinih senzora i detektora za inteligentne transportne sustave su od posebnog znaenja inteligentni senzori nastali razvojem mikroelektronike i nanotehnologije. Inteligentni senzor sadri sklopovska osjetila i mikroprocesor koji obrauje podatke prikupljene od velikog broja naprava i kombinira ih tako da stvara procjenu parametara od interesa za promatranje.Inteligentni senzori na tritu se pojavljuju kao: akcelerometri, biosenzori, optiki senzori, magnetski senzori, kemijski senzori, inteligentni sustavi prikaza, neuronski procesori, itd.

No, postoje jo i induktivna petlja, radarski sustavi, infracrveni, akustini, magnetski, pneumatska cijev, piezoelektrini, optoelektrini, videosustavi te primopredajnici u vozilu.Pojedini od inteligentnih senzora proizvode se sa neuronskim mreama i drugim sofisticiranim inteligentnim tehnikama. Za pametne senzore relevantan je dio postojeih standarda koji se odnose na otvorene komunikacijske sustave i razmjenu podataka izmeu umreenih sustava, ino ili beino. Dakle, kada se govori o senzorima u ITS-u najee se govori o induktivnim petljama, radarskim sustavima, pneumatskim cijevima, video sustavima, primopredajnim sustavima u vozilu, te infracrvenim, akustikim, magnetskim, piezoelektrikim i optoelektrikim detektorima. Openito, kad govorimo o vozilima, bitno je napomenuti kako danas vlada izrazito velika konkurencija na svjetskom tritu koja tjera proizvoae na sniavanje cijene vozila uz poveavanje udobnosti i sigurnosti ako ele biti konkurentni. Upravo ta potreba za poveavanjem udobnosti i sigurnosti donosi sve veu primjenu senzora i detektora, koja u nekim sluajevima dosee i do etrdesetak senzora u svakom pojedinom vozilu. Sama vrsta i koliina senzora ovisi o opremljenosti, starosti i naravno cijeni. Vozila danas koriste senzore koji reguliraju elektroniki sustav klimatizacije, sveobuhvatni sigurnosni paket i drugu opremu koja osigurava ugodniju i, to je najvanije, sigurniju vonju. Da ne ulazimo previe u detalje o vrstama senzora u razliitim automobilima, spomenut emo neke bitnije.

2. Sustavi za detekciju vozila, djelominu kontrolu i podrku vozauADAS (eng. Advanced Driver Assistance Systems) su razliiti high-tech sustavi unutar vozila kojima je uloga poveavanje sigurnosti na cestama na nain da pomau vozau da bolje uoi potencijalne opasnosti na cesti. Oni su prvenstveno namjenjeni za poveanje sigurnosti vozila te su pretea razvoja "pametnih vozila", koja su u stanju razumjeti okruenje preko senzora i drugih raunalnih programa za prikupljanje podataka. Njihovo funkcioniranje se svodi na dva naina: u prvom sluaju daju se informacije vozau o trenutnom stanju i odluka se preputa njemu, u drugom sluaju ovo asistiranje poprima oblik automatiziranog sustava te djeluje samo ukoliko voza to ne uini.Neki od tih sustava su sljedei: navigacijski GPS sustavi, prilagodljivi sustav kontrole kretanja (ACC), sustav za upozoravanje pri naputanju trake (LKAS), sustav za asistiranje pri promjeni trake / informiranju u mrtvom kutu, sustav za detekciju uvjeta na cesti, sustav za izbjegavanje kolizije, night vision; prilagodljiva svjetla; sustav za zatitu / detekciju pjeaka; sustav za detekciju tlaka u gumama; sustav za detekciju pjeaka; sustav autovozovi; sustavi za parkiranje; sustavi za iznenadno zaustavljanje; sustav za upozoravanje vozaa; automatizirano voenje; sustav kamera za pogled iza ugla.

2.1. Navigacijski GPS sustaviGPS je kratica koja potjee iz engleske rijei Global Positioning System, to bi mogli prevesti kao globalni sustav pozicioniranja. Uglavnom, to je mrea satelita koja kontinuirano odailje kodirane informacije, uz pomou kojih je omogueno precizno odreivanje poloaja na Zemlji. GPS se temelji na skupini satelita Ministarstva obrane SAD-a koji stalno krue oko Zemlje. Sateliti odailju vrlo slabe radio signale omoguujui GPS-prijamniku da odredi svoj poloaj na Zemlji.Zanimljiva je injenica ta da je u samom poetku GPS susutav bio iskljuivo vojne primjene dok su civili tek osamdesetih godina dvadesetog stoljea dobili dozvolu njegovog koritenja. Sada svatko moe uivati u GPS-u a njegove mogunosti su gotovo neograniene.GPS ima raznovrsne primjene na kopnu, moru kao i uzraku. U osnovi, GPS omoguuje da se zabiljee poloaji toaka na Zemlji i pomogne navigacija do tih toaka i od njih. Moe se upotrebljavati svugdje osim na mjestima gdje je nemogue primiti signal, a to su mjesta unutar zgrada, u tunelima, spiljama, garaama i drugim podzemnim lokacijama te ispod vode. GPS sve vie postaje uobiajeno pomagalo i u automobilu. Najjednostavniji omoguuju pozivanje pomoi u sluaju hitne potrebe na cesti aljui trenutni poloaj u dispeerski centar. Sofisticiraniji sustavi mogu pokazati poloaj vozila na elektronikoj karti dajui vozaima mogunost da obiljee svoje poloaje i potrae neku adresu, npr. ulicu, restoran, hotel ili neko drugo odredite. Neki sustavi mogu ak automatski kreirati trasu (rutu) i davati upute za svako skretanje do traenog poloaja.Glavna svrha navigacije je da omogui kretanje od toke A do toke B na najjednostavniji mogui nain. GPS-prijamnici mogu spremiti vie stotina toaka, ili poloaja koji se nazivaju tokama na putu ili krae "putnim tokama" (waypoints). Kua, pristanite, zrana, parkirani auto, znaajna ribolovna ili lovna toka ili neka poznata kulturno-povijesna mjesta koja biste eljeli ponovno posjetiti, neki su od primjera poloaja koji se mogu spremiti i kasnije pronai. to se moe poduzeti ako niste nikada bili na nekoj toki, ali znate njezine koordinate ili njezin poloaj na karti? U memoriji GPS-prijamnika mogu se kreirati toke koje prikazuju mjesta na kojima nikada niste bili. Nakon toga GPS-prijamnik moe biti ureaj koji korisnika vodi do tih toaka.Voenje do nekog mjesta znai mogunost jednostavnog izbora odredine toke i naredbe GPS-prijamniku da "ide do nje". Prijamnik e crtati crtu do te toke i voditi prema toki pokazujui smjer strelicom koja izgledom podsjea na kompas, eljenom linijom smjera, ili 3D prikazom "autoceste". Kad idete do traenog mjesta, GPS-prijamnik moe biljeiti va poloaj i smjer kretanja, brzinu kretanja, udaljenosti do odredita, i vrijeme koje ete trebati do cilja. Moderna tehnologija dananjice omoguila nam je GPS prijamnike veliine mobilnog telefona koji posjeduju mogunost simultanog praenja do 12 satelita, omoguavajui time i rad u podrujima slabijeg prijema signala. Takvi ureaji imaju mogunost odreivanja prve pozicije za svega 1-2 minute, a zatim svake sekunde daju nove izraunate koordinate. Osim pozicije, GPS prijemnik rauna i brzinu i smjer kretanja. Gotovo svi runi ureaji omoguuju pohranu od 500 i vie toaka s geografskom koordinatom, vremenom pohrane podataka i komentarom, te 20-ak ruta od 30 toaka. Noviji GPS ureaji imaju ugraenu i kartu odreenog podruja (Emapa, GPS III plus, Street Pilot). Ovi prikazi mogu varirati od jednostavnog prikaza okolia, koja slui kao pomo u orijentaciji, do vrlo detaljnog predoavanja ulica u gradovima ili pozicija na moru. Sve ee se u takvim prijamnicima nalaze i baze podataka gradova, mjesta, ulica, muzeja, bolnica itd., Koje se sortiraju po odreenoj tematici. Sluenje takvim ureajem je jednostavno i gotovo automatizirano. Nakon ukljuivanja i prijama signala s etiri neophodna satelita, ureaj rauna prvu poziciju nakon ega je otpoelo "praenje" i moe se pratiti na zaslonu kretanje po zadanoj ruti. Ovisno o GPS ureaja, traena toka moe se odrediti i pronai s pouzdanou od 10 (m). Potrebno je samo upisati traene koordinate (mjesto) i pokrenuti funkciju navoenja. Tog trenutka GPS prijamnik poinje strelicom usmjeravati vozaa prema traenoj toki, istovremeno raunajui preostalu udaljenost.STAVITI SLIKU2.2. Prilagodljivi sustav kontrole kretanja - ACC

Prilagodljivi sustav kontrole kretanja(eng. Adaptive Cruise Control - ACC), odnosno prilagodljivi tempomat, je napredni sustav za kontrolu brzine koji omoguuje vozilu da se prilagodi brzinama vozila koji ga okruuju. Radarski sustav se nalazi na prednjoj strani vozila i koristi se kako bi detektirao da li se sporije vozilo nalazi ispred putanje ACC vozila. Ukoliko se detektira sporije vozilo, ACC sustav e usporiti vozilo i osigurati odravanje unaprijed namjetene udaljenosti, odnosno vremenski razmak, izmeu ACC vozila i vozila koje se nalazi ispred. Ako sustav uoi da vozilo koje se nalazilo ispred nije vie u putanji ACC vozila, ACC sustav e ubrzati vozilo do brzine koja je bila zadana u poetku. Ova operacija doputa ACC vozilu da autonomno smanji i povea brzinu bez intervencije vozaa.Opi prikaz ACC sustava dat je na slici. STAVITI SLIKU KAO U SEMINARUACC koristi informacije dobivene od radara, postavljenog iza prednje maske vozila, koji mjeri udaljenost od vaeg vozila do vozila ispred vas, dok senzori brzine vozila i kutne brzine okretanja vozila oko vertikalne osi otkrivaju vozne parametre automobila. Dodatno, da bi se mogla odrati zacrtana brzina, ACC je takoer u mogunosti automatski regulirati brzinu vozila i udaljenost vaeg automobila od automobila koji u istoj traci vozi ispred vas, na taj nain znaajno umanjujui guvu na cesti i poveavajui udobnost i sigurnost vozaa u vonji.ACC radi jedino ukoliko su zadovoljeni sljedei uvjeti: brzina automobila je postavljena izmeu 30 i 180 km/h; aktiviran je glavni prekida .

JOS JEDNA SLIKA2.3. Sistem za upozoravanje pri naputanju trake LKASPrema istraivanjima u SAD-u, naputanje trake ini jednu etvrtinu svih prometnih nezgoda i jednu treinu prometnih nezgoda sa smrtnim ishodom. Kao razlog tome Volvo je uveo Sustav za upozoravanje pri naputanju trake. Ovaj sustav pomae u sprjeavanju nezgoda uzrokovanih naputanjem trake odnosno ceste kao i eonih sudara. Ininjeri iz Volvo-a procjenjuju da ovaj sustav sprjeava 30 do 40 posto nezgoda ove vrste pri brzinama izmeu 70 i 100 km / h. Sustav je koncepiran na nain da se aktivira preko tipke koja se nalazi na upravljakoj ploi te upozorava vozaa sa blagim zvukom ukoliko vozilo prijee preko oznaka na cestama a da prethodno nije ukljuen pokaziva smjera. Ovaj sustav koristi i kameru koja nadzire poziciju vozila izmeu oznaka na cesti. Sustav se ukljuuje pri brzini od 65 km / h i aktivan je sve dok je brzina vea od 60 km / h. Pored kamere, na prednjem donjem dijelu se nalaze senzori koji prate da li se vozilo nalazi u traci, te ukoliko doe do naputanja trake alju podatke i sustav poinje reagirati. Da bi detektirao nepoeljne prijelaze crte sustav koristi est infracrvenih senzora koji su smjeteni u prednji odbojnik vozila i to po tri komada sa svake strane. Svaki od njih ima crvenu emitirajuu diodu i detektirajuu eliju. Prijelaz preko crte se detektira promjenom izmeu reflektirane i primljene zrake.Sustav raspoznaje crte vozne trake u kojoj se automobil kree pomou obrade slika dobivenih iz C - MOS kamere koja je postavljena iza vjetrobranskog stakla. Zatim, sustav izraunava najbolji trenutak zakretanja volana da bi se vozilo zadralo u centru izmeu crta vozne trake te aktivira primjenu tako izraunatog trenutka. Kontinuiran zvuni signal ili signal poput vibracije vozaevog sjedala ili volana e biti emitirani kada se vozilo priblii prelasku crta koje oznaavaju voznu traku. Sustav radi kada su sljedei uvjeti u potpunosti ispunjeni : na cestama s oznaenim lijevim i desnim granicama vozne trake ( gdje su oznake jasne i vidljive), na cestovnim pravcima ili cestama koje su ekvivalentne autocestama, voza mora odravati kontakt s upravljaem, ukoliko sustav ne uspije prepoznati vozaevu povezanost s upravljaem automatski se gasi pokazivai smjera nisu aktivirani trenutak upravljanja koji proizvodi voza okretanjem volana ne ukazuje na nagli manevar promjene vozne trake iz sigurnosnih razlogaNapredni sustavi sadre i ureaje koji samostalno vraaju vozilo na ispravan poloaj u traci. Otkrivanje trake je dosta sloen proces posebno na neoznaenim cestama i na cestama s dosta zavoja. Taj se proces jednino moe postii kroz sofisticirane procese raunalne obrade i analize slike ili u suradnji s GPS sustavom, digitalnim mapama ili uz pomo magnetske trake koja je ugraena u cestu. Glavna prednost ovih sustava je to na njih loi vremenski uvjeti imaju znatno manji utjecaj nego na neke druge sustave. Njegova je glavna zadaa da smanji broja eonih i bonih sudara, slijetanja s ceste te nezgode gdje su nepanja i umor glavni faktori.

SLIIIIIIIIIIIKKKKKA

2.4. Sustav za asistiranje pri promjeni trake / informiranje u mrtvom kutu - LCASustav za pomo pri promjeni trake ( LCA ) prati vozila i druge pokretne objekte koji se nalazi u mrtvim kutevima vozila i upozorava vozaa o njihovoj prisutnosti . Mrtvi kutevi vozila se prate kratko - dometne laserima , radarom , LIDAR , kao i sustavima kompjuterskog vida ili ultrazvunim tehnikama . Vozai se upozoravaju zvunim ili vizualnim signalima kada se otkrije vozilo u nadgledanom prostoru . Kako bi se sprijeila pogrena upozorenja sustav je u mogunosti da razlikuje objekte koji se pokreu od objekata koji su stacionarni i nisu relevantni za eventualan nastanak prometne nezgode. Ovaj sustav je relevantan za bone sudare i od posebne koristi pri vonji na autocesti. Postoji veliki broj studija koje su ispitivale uinkovitost ovih sustava kako bi se uvidila njihova uinkovitost u prometu. Sagledajui znansstvenici su zakljuili da bi se koritenjem ovog sustava broj nezgoda nastalih zbog promjene trake mogao smanjiti do 40%. Veliki je broj onih nesrea koje su nastale kao rezultat vozaeve dekoncentracije pri emu vozilo naputa svoju kolovoznu traku . Dekoncentracija moe biti uzrokovana veim brojem faktora : razgovor mobilnim telefonom , razgovor sa suputnicima, umor vozaa to donosi do pada koncentracije .Sustav za informiranje u mrtvom kutu je sustav koji koristi kamere ugraene u vanjske retrovizore kako bi prepoznao vozila u mrtvom kutu te zatim pali lampu upozorenja na odgovarajuem retorvizoru. Audi i Volvo su poznati po tome da ugrauju ovaj sustav u svoja vozila.SLIKAAA2.5. Sustav za detekciju uvjeta na cestiJe jo jedan je od sustava aktivne sigurnosti koji sadri lasersku i infracrvenu tehnologiju koja skenira cestu i detektira uvjete na cesti.Pored toga to upozorava vozaa na postojanje potencijalnih kritinih uvjeta kao to su ljunak na cesti, daje i nekim drugim sustavima, kao to je npr ranije spomenut ACC sustav, krucijalne parametre za jo bolju upravljivost. U ovom procesu LED diode koje se nalaze na prednjim svjetlima slue kao izvor infracrvene svjetlosti, a senzori koji se nalaze iza vjetrobranskog stakla prate svjetlosne snopove koji se reflektiraju o cestu. Na ovaj nain sustav ne samo da moe odrediti stanje kolnika (vlaan, suh) ve i prepoznaje sastav kolnika (asfalt, beton, ljunak).

2.6. Sustav za izbjegavanje kolizije