Распрацоўка аўтамабільнай сістэмы прадухілення сутыкнення з выкарыстаннем ультрагукавога пераўтваральніка дальнасці

З бесперапынным развіццём аўтамабільных тэхналогій, асабліва з развіццём тэхналогій аўтаномнага кіравання, усё больш і больш абсталявання для вызначэння адлегласці будзе працягваць з'яўляцца. У цяперашні час існуюць чатыры асноўныя метады, якія выкарыстоўваюцца ў аўтамабільнай дальнасці: рэжым міліметровай радыёлакацыйнай даляцыі; рэжым дальнамернасці сістэмы камеры; рэжым лазернай даляграфіі; рэжым ультрагукавой дальнасці. Радар міліметровага дыяпазону мае праблему электрамагнітных перашкод, а сістэма камеры каштуе дорага, каб ускладніць яе папулярызацыю ў аўтамабілях. Лазернае вызначэнне дальнасці мае такія перавагі, як кароткі час вымярэння, вялікі дыяпазон, высокая дакладнасць і г. д., адаптацыя да патрэбаў вымярэння дальнасці аўтамабіляў ад нізкай да высокай хуткасці, пазбяганне з'явы недакладнасці вымярэння, выкліканай нізкай хуткасцю вымярэння дальнасці, калі аўтамабіль едзе на высокай хуткасці. Ультрагукавой датчык адлегласці ў прынцыпе просты, зручны ў вырабе і адносна недарагі, але падыходзіць толькі для вымярэння адлегласці на кароткіх дыстанцыях і на нізкай хуткасці, таму ўжываецца для вымярэння адлегласці пры руху аўтамабіля заднім ходам. Сістэма ахоўнай сігналізацыі, якая аб'ядноўвае лазернае вымярэнне адлегласці і ультрагукавое вымярэнне адлегласці, прапанаваная ў гэтым артыкуле, распрацавана, каб дапамагчы кіроўцу выяўляць і адлюстроўваць адлегласць паміж транспартным сродкам і навакольнымі перашкодамі ў розных умовах руху і ў розных напрамках. Калі адлегласць да перашкоды менш зададзенай, вадзіцель знаходзіцца на бяспечнай адлегласці, каб пазбегнуць дарожна-транспартнага здарэння з-за несвоечасовага рэагавання кіроўцы.

2. Схема праектавання сістэмы супраць сутыкнення

Ключ да прадухілення аўтамабільных сутыкненняў заключаецца ва ўжыванні сістэм вымярэння адлегласці і прадухілення сутыкненняў. Гэтая сістэма складаецца з модуля вымярэння адлегласці, блока вылічэння кіравання, блока дысплея, блока сігналізацыі, блока выканання і г. д. Модуль вымярэння адлегласці Дакладны ультрагукавой датчык уключае лазерны модуль вымярэння адлегласці, які працуе, калі аўтамабіль рухаецца наперад, і ультрагукавы модуль вымярэння адлегласці, які працуе, калі аўтамабіль рухаецца заднім ходам. Абодва адпаведна падлучаны да блока кіравання праз адпаведныя схемы сувязі, якія могуць кантраляваць перашкоды вакол аўтамабіля ў розных працоўных умовах, напрыклад, наперадзе і ззаду аўтамабіля, і перадаваць адлегласць паміж аўтамабілем і перашкодай у блок кіравання. Блок кіравання падключаецца праз выканаўчы блок, блок сігналізацыі і інш., якія выконваюць гукавую і светлавую сігналізацыю, актыўнае тармажэнне і іншыя функцыі прадухілення сутыкненняў.

3. Прынцып ранжыравання

Прынцып ультрагукавога дыяпазону - гэта імпульсны тып адлюстравання, які выкарыстоўвае свае характарыстыкі адлюстравання для працы.

Перадача ультрагукавых хваль у пэўным кірунку праз ультрагукавы перадатчык і пачатак адліку часу падчас перадачы. Ультрагукавыя хвалі распаўсюджваюцца ў паветры і неадкладна вяртаюцца, калі на шляху сустракаюцца перашкоды. Ультрагукавой прыёмнік спыняе адлік часу адразу пасля атрымання адлюстраваных хваль. Хуткасць распаўсюджвання ультрагукавых хваль у паветры складае C, а розніца ў часе t паміж перадачай і прыёмам рэха вымяраецца ў адпаведнасці з таймерам, і можна вылічыць адлегласць S паміж кропкай перадачы і перашкодай, а менавіта: S=Ct/2.

Прынцып лазернай дальномерации адрозніваецца ад прынцыпу датчык ультрагукавога пераўтваральніка . Для вызначэння дыяпазону выкарыстоўваецца метад трыянгуляцыі.

Перадатчык пасылае імпульс наперад, і рэха, адлюстраванае назад пасля сутыкнення з перашкодай, прымаецца прымачом, і рэха-малюнак збліжаецца на датчыку праз лінзу, утвараючы кропку малюнка. Калі аб'ект, асветлены лазерам, рухаецца, кропка выявы таксама рухаецца на датчыку. Пры ўмове, што вядомая даўжыня базавай лініі і вызначана адноснае становішча крыніцы святла, датчыка і лінзы, вымяраны аб'ект можа быць дакладна вызначаны шляхам вымярэння становішча кропкі выявы на датчыку.

4. Апаратнае забеспячэнне сістэмы і яго праца

Асноўным корпусам блока кіравання і вылічэнняў з'яўляецца адначыпавы мікракампутар STC89C52RC, які ўяўляе сабой нізкавольтны, высокапрадукцыйны мікрапрацэсар COMOS8 з 8 КБ флэш-праграмаванай і здымнай пастаяннай памяці вытворчасці STC.

Дзякуючы разумнаму 8-разраднаму працэсару і ўнутрысістэмнай праграмуемай флэш-памяці, ён можа забяспечыць вельмі гнуткія і звышэфектыўныя рашэнні для многіх убудаваных сістэм кіравання. Зумер і святлодыёдны святло ўтвараюць блок сігналізацыі, які можа своечасова падаваць гукавую і візуальную сігналізацыю.

Акрамя таго, гэтая сістэма выкарыстоўвае лазерны датчык адлегласці SRF020M01A. Ультрагукавы датчык распрацаваны з высокапрадукцыйным спецыяльным чыпам з высокай дакладнасцю і добрай стабільнасцю. Адзіная ўваходная каманда для пошуку дыяпазону - 'a/A', а вернутыя даныя пакуюцца і адпраўляюцца ў кадры. ультрагукавыя датчыкі звычайна выкарыстоўваюцца на рынку.

Калі машына рухаецца наперад, хуткасць высокая, пачынаюць працаваць усе сістэмы, акрамя ультрагукавога модуля. Блок кіравання (мікракантролер) пасылае каманду вызначэння дальнасці ('a/A') на модуль лазернага вызначэння дальнасці праз паслядоўную сувязь RS232 для кіравання модулем вымярэння дальнасці лазера для выпраменьвання светлавых імпульсаў наперад, а модуль прымае лазер, адлюстраваны назад ад перашкод. Прааналізуйце і вылічыце адлегласць паміж аўтамабілем і перашкодай пасля імпульсу і адпраўце даныя на адначыпавы мікракампутар у пакеце шаснаццатковых лікаў праз ланцуг сувязі RS232, канкрэтнае значэнне 'ee+06+* * * *+cc', ee — загаловак кадра, cc — У канцы кадра трэці * уяўляе вынік вымярэння ў шаснаццатковым выглядзе.

Пасля таго, як адначыпавы мікракампутар пераўтворыцца ў дзесятковую сістэму, схема дысплея дынамічна адлюстроўвае адлегласць да перашкод S, і ў той жа час ацэньваецца, што калі S менш за зададзенае парогавае значэнне K, чырвоны святлодыёдны індыкатар сігналізацыі будзе працягваць міргаць, а зумер будзе працягваць сігналізаваць, каб нагадваць аб кіраванні. Персанал павінен своечасова прыняць меры супраць сутыкнення. Калі кіроўца па-ранейшаму не прымае эфектыўных мер праз пэўны перыяд часу, адначыпавы мікракампутар прымушае выканаўчы блок экстрана тармазіць, каб актыўна пазбегнуць сутыкнення.

Калі машына рухаецца заднім ходам, хуткасць нізкая, і датчык ультрагукавога модуля замяняе модуль лазернага далятара. Пад кіраваннем сігналу высокага ўзроўню з портам уводу-выводу адначыпавага мікракампутара больш чым 10US ён аўтаматычна перадае квадратныя хвалі 40KHZ назад.

Пасля вяртання ультрагукавой хвалі адначыпавы мікракампутар вымярае час праходжання ультрагуку туды і назад па працягласці высокага ўзроўню штыфта INT0 і атрымлівае адлегласць паміж аўтамабілем і перашкодай шляхам пераўтварэння. Пасля гэтага кожны блок сістэмы выкарыстоўваецца для дасягнення такой жа працы па прадухіленні сутыкненняў, што і лазерная даляграфія.

5. Праектаванне сістэмнага праграмнага забеспячэння

Ён паказвае канструкцыю праграмнага забеспячэння для ультрагукавога вымярэння адлегласці. Пасля запуску сістэмы датчык ультрагукавога модуля выпраменьвае ультрагукавыя хвалі ў зваротным кірунку і запускае таймер, прымаючы ультрагукавыя хвалі. Адлегласць да перашкоды S разлічваецца на аснове часу вымярэння T, а дысплей дынамічна адлюстроўвае адлегласць S, якая пастаянна змяняецца. Калі адлегласць S меншая за зададзенае парогавае значэнне, сістэма выдасць гукавы і візуальны сігнал, святлодыёды будуць міргаць, а зумер будзе працягваць гукаць, каб нагадваць кіроўцу аб неабходнасці своечасовага прыняцця мер, каб пазбегнуць сутыкненняў. Калі пасля затрымкі ў 1 секунду адлегласць S усё яшчэ менш за зададзенае парогавае значэнне, гэта азначае, што драйвер не выканаў ніякай эфектыўнай аперацыі. Такім чынам, сістэма кіруе аўтамабілем для экстранага тармажэння і актыўнага прадухілення сутыкненняў. На ёй паказваецца распрацоўка праграмнага забеспячэння для лазернай дальнасці. Пасля таго, як лазерны модуль выпраменьвае і прымае лазерныя імпульсы, унутраная схема модуля адначасова завяршае разлік адлегласці S. Калі S меншае за парог, выдаецца сігнал трывогі.

6 Заключэнне

Сістэма выбірае камбінаваны метад вымярэння адлегласці, які аб'ядноўвае лазерны датчык адлегласці і ан ультрагукавой пераўтваральнік для вымярэння адлегласці . Метад вымярэння адлегласці з дапамогай аднаго датчыка моцна абмежаваны ўмовамі прымянення датчыка, і цяжка адпавядаць складанаму стану кіравання і зменлівым знешнім асяроддзю аўтамабіля, таму перавагі гэтай сістэмы відавочныя. У розных станах руху, такіх як наперад, задні ход, нізкая хуткасць, высокая хуткасць і г.д., сістэма можа эфектыўна кантраляваць і аддаляць перашкоды ў навакольным асяроддзі аўтамабіля, каб аўтамабіль мог актыўна прадухіляць сутыкненні і дарожна-транспартныя здарэнні. Перспектывы даследаванняў.