Sistem de Pastrare a Distantei Intre Autovehicule

CUPRINS:

Introducere………………………………………………………………………………………………………pg

Capitolul 1 :Sisteme de siguranță în trafic ale automobilelor

Noțiuni generale…………………………………………………………………………

1.2.Clasificarea sistemelor…………………………………………………………………………………………

1.2.1. Sisteme de siguranță activă…………………………………………………………………………

1.2.2. Sisteme de siguranță pasivă…………………………………………………………………………

1.3.Noțiuni despre automobilul aotonom………………………………………..

Capitolul 2. Sistem de avertizare la ieșirea de pe bandă………………………………………………….

2.1.Apariție și evoluție

2.2.Noțiuni generale…………………………………………………………

2.3.Sistem de avertizare și asistare pentru menținerea benzii

……………………………..

Capitolul 3. Sistem de păstrare a distanței între autovehicule……………………………………………………….

3.1.Apariție și evoluție……………………………………………………………………………………

3.2.Notiuni generale.

3.2.1 Informatii despre sistem

3.2.2 Interfata sistemului………………………………………………………………………………………

Capitolul 4. Realizare practică…………………..

4.1. Noțiuni generale

4.2. Realizare hardware.

4.3.Realizare software.

CAPITOLUL 1. Sisteme de siguranță ale automobilelor in trafic

1.1.Noțiuni generale

Siguranța în trafic este dată de posibilitatea de deplasare rapidă și sigură a unui autovehicul,fără a pierde stabilitatea de mers pe traiectoria dorită de conducător și fără coliziuni ce pot provoca rănirea șoferului, a celorlate persone aflate in vehicul sau a celorlați participanți la trafic sau stânjenirea circulației normale a celorlalte autovehicule.

Sistemul circulației rutiere este alcătuit din patrea umană reprezentată de om in calitate de conducător auto, partea thenică reprezentată de autovehicul și partea rutieră reprezentată de rețeaua de drumuri și șosele.

Pentru a putea exista o deplasare sigură este necesar ca toate cele trei părți ce compun sistemul de circulație să se comporte și să fie realizate corespunzător.

Conducătorul auto trebuie să cunoască și să respecte legislația rutieră. Trebui sa cunoască regulile de circulație , să le aplice și să conducă prudent.

Autovehiculul trebuie să fie in stare bună de funcționare și să conțină toate sistemele de siguranță necesare relizării unei deplasări sigure , prevenirii accidentelor și diminuării consecințelor unui accident.

Deasemenea rețeaua de drumuri trebuie să fie realizată corespunzător ,să fie constituită din drumuri de calitate marcate adecvat pentru a facilita condiții bune de deplasare

Clasificarea sistemelor

Caracteristicile autovehiculului , care au rol in sporirea siguranței in trafic, se impart in două grupuri de măsuri :

-măsuri de securitate activă (au rolul de a opitimiza caracteristicile autovehicululi in scopul evitării accidentelor in trafic)

-măsuri de securitate pasivă (au rolul de a opitimiza caracteristicile autovehiculului cu scopul de a elimina sau diminua consecințele accidentelor de circulație )

1.2.1 Sisteme de siguranță activă

Aceste tipuri de sisteme de siguranță au rolul de sporire a capacității autovehiculelor de a e evita potențialele accindente precum și alte pericole neprevăzute.

Siguranță activă se referă la sistemele care au rolul de a intelege starea vehiculului in timpul circulției și deasemenea de a acționa pentru a evita cât si a minimiza efectele unui accident

Din acestă categorie fac parte sistemele: ABS(Antilock Brake System), TCS(Traction Control System) sau ASR(Anti Slip Regulation), ESP(Electronic Stability Program), EBD (Electronic Brakeforce Distribution), BAS (Brake Assist System), ACC (Adaptive Cruise Control), LDW (Lane Departure Warning) s.a.m.d.

ABS(Antilock Brake System)-este sistemul de frânare antiblocare ce oferă conducătorului un control bun asupra autovehiculului in situații de urgență cum ar fi frânarea bruscă. De exemplu la franarea bruscă pe un drum umed sistemul ABS previne bloacarea roților și astfel poate fi evitată deraparea necontrolată . In urma efectuării unor studii s-a dovedit că introducerea ABS-ului a dus la scăderea accidentelor grave cu 14% pe dumurile umede.

Acesta conține patru senzori de viteză a roții , o unitate centrală de control eletornic si două supape hidraulice ce fac parte din sistemul hidraulic de frânare. Senzorii de viteză au rolul de a studia viteza de rotație a fiecărei roți. In momentul in care unitate centrală de control electronic detectează o viteză mai mică sau mai mare a unei roți față de celelalte , aceasta acționează supapele hidraulice ce măresc sau reduc presiunea hidraulică a frânei pentru a crea un echilibru între vitezele de rotație ale celor patru roți.

ESP(Electronic Stability Program)- este programul de control electronic al stabilității. Acesta detectează momentele pierdere a controlului asupra autovehiculului (derapaje,patinaje)si acționează ajutând conducătorul sa poată recăpăta controlul si stabilitatea vehiculului in timpul deplasării. Acest sistem are un răspun rapid deoarece primește în permanență semnale de la senzori pe care le compară cu un sistem de referință.

Senzorii de mare importanță pentru sistemul ESP sunt senzorul pentru unghiul de virare ,senzorul ce masoară viteza roților,senzor pentru accelerația laterală si senzor de viraj unghiular in jurul axei verticale. Toți acești senzori au un rol in continua monitorizare a deplasării vehiculului pentru a detecta diferențe intre traiectoria pe care conducatorul intenționează sa o parcurgă și actuala direcție

TCS(Traction Control System) sau ASR(Anti Slip Regulation)- este sistemul de control al tracțiunii care se activează in momentul in care roțile autovehiculului se află pe porțiuni cu coeficient de aderență diferită sau scăzută pemițând o acecelerare îmbunătațită si păstrarea direcției corespunzătoare de mers. Acesta are deasemenea un rol important in prevenirea derapării necontrolate a autovehiculului.În genereal partea hardware pentru TCS si ABS este aceeași. Sistemul se activează automat în momentul în momentul in care senzorii detectează pierdere de tracțiune pe oricare din roți.TCS poate acționa in mai multe moduri: aplică forță de frânare la una sau mai multe roți,reduce alimentarea cu combustibil la unul sau mai mulți cilindri .Totodata TCS ajută conducătorul auto să poată lua curbe in siguranță

BAS (Brake Assist System) –este un termen generic care se referă la o tehnologie de frânare auto. Această tehnologie presupune o creștere a presiunii de frânare in caz de urgență.Sistemul măsoară și interpretează forța cu care este apasată pedala de frână ,iar dacă detectează faptul că șoferul execută o opire de urgență ,dar pedala de frâna nu este complet apsată,aplică o frănare completă pâna în momentul în care intră in acțiune sistemul ABS care ajută la controlul mașinii.Acest tip de tehnologie s-a dovedit a fi foarte util deoarece mulți șoferi nu reușesc să aplice o forță de apăsare destul de mare in situații critice .

EBD (Electronic Brakeforce Distribution)-este un sistem ce vine în completarea,sau asistența, ABS-ului.Această tehnologie permite aplicarea sau creșterea automată a forței de frânare in funcție de anumiți parametrii cum ar fi greutatea vehiculului,viteza vehiculului și condițiile de drum. Într-un sistem obișnuit de frânare, în momentul în care se apasă pedala de frână , lichidul de frână se deplasează de la cilindrul principal la cilindrii de frână.Acolo presiunea aplicată de lichid forțează cele două pistoane să apese rezultând frânarea cu ajutorul saboților sau tampoanelor de frână.EBD monitorizează electronic,prin intermediul senzorilor, greutatea vehiculului,condițiile de drum,mișcarea roților si presiunea aplicată pe pedala de frână și în funcție de datele recepționate decide modul și cantitatea de presiune ce trebuie aplicată pe fiecare roată pentru a garanta o frânare precisă și un control mai bun al vehicululi în momentul frânării.

ACC (Adaptive Cruise Control)-este o tehnologie care , pe baza măsurătorilor realizate de o serie de senzori, ajustează viteza cu care se deplasează vehiculul și distanța pe care acesta trebuie să o păstreze față de un vehicul aflat în față.Există două tipuri de ACC in funcție de senzorii utilizați:ACC cu senzor laser si ACC cu senzor radar.Cel mai eficient și mai des utilizat este cel cu senzor radar doarece senzorul laser are anumite dezavantaje cum ar fi faptul ca nu funcționează corespunzător in condiții nefavorabile și trebuie să fie expus.

Pe lângă aceste sisteme existente deja in componența autovehiculelor realizate de o serie mare de producători se dorește introducere unor noi sisteme noi și deasemenea imbunătățirea celor existente pentru a mări siguranța deplasării in trafic. Câteva dintre tenhnologiile ce au fost recent introduse sau care urmează să se dezvolte sunt :

– SbW (Steer by Wire) – Sistemul de direcție cu comandă electronică ce urmărește inlocuirea sistemelor tradiționale de control mecanice cu sisteme electronice de control.

– EB (Emergency Brake) – Sistemul de frânare de urgență care să fie ca un sistem de rezervă în cazul în care cel principal nu functionează corespunzător.

– CA (Collision Avoidance) – Sistemul de evitare a coliziunii prin avertizarea conducătorului în momente ce pot duce la posibile accidente cum ar fi nepăstrarea distanței .

– EMB (Electromechanical Brake) – Sistemul de frânare electromecanic.

– LDW (Lane Departure Warning) – Sistemul de atenționare a depășirii benzii.

– EMS (Electromechanical Steering) – Sistemul de direcție electromecanic.

– PS (Platooning System) – Sistemul de mers în coloană.

1.2.2. Sisteme de siguranță pasivă

Siguranța pasivă se referă la toate măsurile luate, în proiectarea autovehiculului , cu scopul de a proteja conducătorul și pasageri în cazul unui accient sau a altor situații riscante ce pot apărea pe parcursul deplasării cu un vehicul. Atunci când un accident este iminent,aceste sisteme lucrează impreună pentru a minimiza daunele pentru cei implicați. Deasemenea contează și design-ul mașinilor în diminuarea consecințelor unui accident auto-pietonal. Toate aceste măsuri sunt verificate ,printr-o serie de teste in diferite scenari ,cu ajutorul unor manechine, pentru a verifica buna funcționare și pentru a stabili cât de sigur este un anumit autvehicul.

Câteva din sistemele reprezentative pentru siguranța pasivă sunt:centurile de siguranță,airbag-urile,modul în care este realizată caroseria,sisteme de protecție in caz de incendiu,interiorul habitaclului,întrerupător pentru a opri pompa de combustibil , tetierele s.a.m.d. În ceea ce privește protecția pietonilor câteva metode de îmbunătațire a design-ului pentru a spori siguranța sunt: faruri mobile,stergătoare încastrate,bare plafon încastrate,airbag pentru capotă s.a.m.d.

Centura de siguranță are rolul de a asigura ocupantul unui vehicul împotriva unei mișcări dăunătoare în cazul unei coliziuni sau în cazul unei opriri bruște.Acesta păstrează pasagerii intr-o poziție corectă în cazul unei coliziuni,rostogoliri sau a altor evenimente neplăcute ,reducând sau evitând impactul secundar cu eventuale elemente periculoase in interiorul mașini.Acestea sunt de mai multe tipuri dupa numărul de puncte de prindere, sunt în două puncte ,în trei puncte care sunt cel mai des întâlnite și în patru ,cinci sau șase puncte care de obicei sunt folosite de obicei pentru scaunele copiilor sau pentru scaunele piloților de curse.

Airbag-ul apare ca o protecție suplimentară ,ca și completare a centurii de siguranță, cu rolul de a preveni lovirea pasagerilor de anumite părți dure ale spațiului interior.

Acesta este format dintr-un plic de țesătură flexibilă sau este de forma unei perne concepute pentru a umfla rapid în timpul unei coliziuni. Scopul său este de a amortiza ocupanților în timpul unui accident și să ofere protecție trupurile lor atunci când lovesc de obiecte de interior, cum ar fi volanul sau o fereastră. Vehiculele moderne pot conține mai multe module de airbag cum ar fi lateral și frontal și în diferite locații ale pozițiilor pe scaun, și senzori pot implementa una sau mai multe airbag-uri într-o zonă de impact la rate variabile în funcție de tipul, unghiul și severitatea impactului; airbagul este conceput pentru a se umfla numai în cazul unor accidente frontale severe. Airbag-urile sunt în mod normal proiectate cu intenția de a completa protecția unui ocupant care este imobilizat corect cu o centură de siguranță. Cele mai multe modele sunt umflate prin mijloace pirotehnice și poat fi utilizate numai o singură dată. Module de airbag mai noi de impact lateral au in componență butelii de aer comprimat care sunt declanșate în cazul unui impact lateral .De asemenea există si se dezvoltă airbag-uri exterioare cu rolul de a diminua daunele suferite de pieton în cazul unui accident auto-pietonal.

Habitaclul este de asemean foarte important doarece interiorul lui nu trebuie să prezinte părți dure proeminte care pot deveni posibile surse de rănire a pasagerilor in caz de accident . Pentru ca pasagerii să nu sufere leziuni grave în urma unui impact doloana de direcție , parbrizul și planșa de bord trebuie sa absoarbă o mare parte din energia rezultată printr-o deformare controlată. Parbrizul trebuie să nu se spargă în cioburi și desprinderea lui trebuie să se realizeze spre exterior și la o forță mai mică decât cea necesară spargerii cutiei craniene umane.Nu in ultimul rând habitaclul trebuie sa fie foarte bine separat și izolat de zona în care se află montat rezorvorul de combustibil care trebuie să fie anti-incendiu și poziționarea lui trebuie făcută astfel încât acesta sa nu fie expus șocurilor puternice in carz de impact sau rostogolire. Un vehicul trebuie să conțină și un buton cu ajotorul căruia sa poată fi oprită alimentarea în cazul unui impact.

Chiar și elemente care par mai puțin importante precucum tetierele au un rol important.Așa cum centrua de siguranță are rolul de a preveni proiectarea pasaregrilor in parbriz sau lovirea lor de interiorul mașinii , tetierele ,pe langa faptul că ofere comfort au rolul de a preveni miscarea bruscă a capului si gâtului în cazul în care un vehicul este lovit din spate de un altul.

Siguranța exterioară este un element la fel de important in proiectarea unui automobil și reprezintă toate măsurile pe care un proiectant de automobile trebuie să le aplice pentru a minimiza cazuele unei accidentări auto-pietonale.Cei mai importanți factori pentru siguranța exterioară îi reprezintă forma exterioară a caroseriei și comportamentul acesteia la deformare . Câteva din elementele ce pot fi introduse pentru a crește siguranța exterioară sunt : faruri mobile , airbag în capotă, mânere uși încastrate, ștergatoare încastrate .

Toate aceste elemente de siguranță activă și pasivă au rolul de a preveni un eventual accident și în ultimă instanță ,in cazul produceri coliziuni, de a proteja conducătorul auto , ceilalți pasageri și pietoni și de a minimiza efectele și daunele ce pot fi produse de un asemenea eveniment.

Măsurile de siguranță activă și pasivă sunt riguros testate de fiecare producător in funcție de anumite situații și tipuri de impact ce pot apărea cum ar fi impactul fronta,lateral sau din spate.

Fig 1.1 Distribuția accidentelor după tipul de coliziune [1]

Aceste sisteme de siguranță sunt într-o continuă dezvoltare ceea ce reprezintă un beneficiu enorm pentru participanți la trafic

Fig 1.2 Evoluția sistemelor de siguranță [2]

1.3.Noțiuni despre automobilul aotonom

Elementele de siguranță activă nu numai că imbunătatesc funcțioanare autovehiculului cu scopul de a preveni accidentele rutiere,dar prin apariția unor noi sisteme si îmbunătățirea celor existente se dorește dezovoltarea autovehicululi autonom.

Tehnologia autovehicululi autonom oferă posibilitatea schimbării fundamentale a transporturilor. Echiparea autoturismelor și a vehiculelor usoar cu o astfel de tehnologie va reduce probabil numărul de accidente consumul de energie și poluarea.

Există mai multe nivele de automatizare :

-Nivelul 0 în care șoferul are control complet asupra tuturor funcțiilor mașinii.

-Nivelul 1 în care vehiculul are o funcție automatizată.

-Nivelul 2 în care mai mult de o funcție este automatizată în același timp (de exemplu, direcția și accelerația), dar șoferul trebuie să rămână constant atent.

-Nivelul 3 în care funcțiile de conducere sunt suficient automatizate ca șoferul să se poată angaja în condiții de siguranță în alte activități.

-Nivelul 4 în care vehiculul se poate conduce fără șofer uman.

Vehiculul autonom poate reduce dramatic frecvența accidentelor.S-a estimat faptul că, dacă

toate vehiculele ar fi avut sisteme de avertizare la coliziune sistem de avertizare la ieșirea de pe bandă,

sisteme de asistență laterală(unghiul mort) și faruri adaptive, aproape o treime

de accidente și decese ar putea fi prevenite. Sistemul automat de frânare atunci când mașina detectează un obstacol, de asemenea, probabil, va reduce o semnificativ numărul de coliziuni față-spate. Tehnologii care permit ca mașina să fie principalul responsabil pentru conducere (Nivel 4) va reduce probabil mai mult statistic accidentele pentru că șoferul este responsabil pentru o mare pro-

parte din accidente. Acest lucru este valabil mai ales dat fiind faptul că o mare parte din

din accidentele grave și farte grave au implicat consumul de alcool de către unul dintre șoferii. Tehnologia AV va crește, de asemenea, mobilitatea pentru cei care sunt în prezentpot sau nu doresc să conducă. Un vehicul autonom de nivelul patru ,care nu necesită asistența unui șofer,ar putea permite persoanelor cu dizabiltăți ,cu probleme de vedere sau pentru cei tineri posibilitatea de a se deplasa cu un vehicul. Beneficiile pentru acestegrupuri ar include independența, reducerea izolării sociale, și

accesul la servicii de bază care în mod normal ar presupune modificări speciale aduse unui vehicul sau șofer personal bine instruit ceea ce implică anumite costuri. Introducere AV poate duce la îmbunătătirea bunăstării sociale.O altă îmbunătățire ce poate fi adusă este reducerea consumului de combustibil prin accelerarea și decelerarea mai lină decât cea a unui șofer . Reducerea consumuli are loc și datorită faptului că mașinile pot avea o greutate mult mai mică . De asemenea pot fi folosite mai ușor și mai frecvent alternative noi de cobustibil cum ar fi vehiculelor electrice singurl dezavantaj constituindul lipsa stațiilor de alimentare . Utilizarea unor metode alternative de combustibil duce și la reducerea poluării. Alte posibile avantaje sunt :

-Limita de viteză mai mare pentru automobilele autonome

-Reducerea deficitului de parcare deoarece așa cum vehiculul poate lăsa pasageri la destinație la fel poate reveni după ei când este nevoie.

-Reducerea spațiului fizic necesar pentru parcarea autovehiculelor.

-Reducerea furt de mașini, datorită conștiinței de sine a vehiculului.

Datorită faptului că dezvoltarea unui asemnea vehicul necesită o serie de tehnologii moderne ,cum ar fi senzori radar,infrarosu,GPS și alte sisteme care ajuta vehiculul în interpretarea informațiilor senzoriale pentru a identifica căi adecvate de navigație , pot exista anumite dificultăți în dezvoltarea adecvată a acestuia:

-Alți utilizatori ai drumurilor cum ar fi pietonii sau bicicliștii sau animale ce pot apărea brusc în fața mașinii

-Condițiile meteo de la vreme însorită pâna la furtuni puternice

-Infrastructura drumurilor care trebuie să fie corect și corespunzător realizate

-Eventuale evenimente nedorite în trafic cum ar fi accidentele.

În ciuda diferitelor beneficiile aduse de automatizarea vehiculului, există și anumite dezavantaje:

-Răspunderea pentru daune

-Fiabilitate software

-Punerea în aplicare a cadrului legal și stabilirea reglementărilor guvernamentale pentru automobile autonome

-Șofer lipsit de experiență, dacă situațiile apărut necesită conducere manuală

-Pierderea vieții private

-Concurență pentru spectrul de frecvențe radio dorit pentru comunicarea mașinii

-Probleme etice care apar în situațiile în care software-ul unei mașini autonomă este forțat în timpul unei accident inevitabil să aleagă între mai multe cursuri nocive ale acțiunii

-Mașinile autonome pot solicita hărți specializate de foarte înaltă calitate pentru a funcționa corect

Fig 1.3 Automobil autonom [3]

Capitolul 2. Sistem de avertizare la ieșirea de pe bandă

2.1.Apariție și evoluție

În terminologia rutieră de transport, un sistem de avertizare la ieșirea de pe bandă este un mecanism proiectat pentru a avertiza un șofer atunci când vehiculul începe să se miște în afara culoarului său (cu excepția cazului în care există semnalizare în această direcție), pe autostrazi si drumuri arteriale. Aceste sisteme sunt proiectate pentru a reduce la minimum accidentele prin abordarea principalelor cauze de coliziuni: eroare șofer, distrageri și somnolență.

Apariția acestui sistem de avertizare la ieșirea de pe bandă a avut loc în anul 1992 cand Mitsubishi Motors a început să ofere un sistem de menținere a benzii asistat de cameră .

-În 2001 Nissan Motors a început să ofere un sistem de suport de menținere a benzii pe mașinile Cima vândute în Japonia.

-În 2002 Toyota a prezentat sistemul de monitorizare a benzii pe modele cum ar fi Cardina și Alphard vândute în Japonia; acest sistem avertizează șoferul în cazul în care vehiculul începe să alunece în afara culoarului său. În 2004, Toyota a adăugat un acestă caracteristică pentru Crown Majesta care poate aplica o mică forță contra-direcție pentru a ajuta la păstrarea vehiculul în banda sa. În 2006, Lexus a introdus un sistem de pastrare a benzii mult-mod pe LS 460, care utilizează camere stereo și procesoare de recunoaștere a obiectelor mult mai mai sofisticate. Acest sistem poate emite un avertisment audiovizual și, de asemenea, (folosind Electric Power Steering sau EPS) menține vehiculul pe banda sa.

-În 2003 a lansat sistemul său de păstrare a benzii pe mașina Inspire. Acesta oferă până la 80% din cuplul de direcție pentru a menține mașina în banda de pe autostradă făcând astfel condusul pe autostradă mai puțin greoi . O cameră, montată în partea de sus a parbrizului chiar deasupra oglinzii retrovizoare, scanează drumul pe o rază de 40 de grade, identifică liniile albe punctate utilizate pentru a împărți granițele dintre benzi pe autostradă. Computerul recunoaște că șoferul este "blocat într-un" anumit culoar, monitorizează banda si foloseste factori cum ar fi de girație și viteza autovehiculului pentru a calcula datele de intrare pe care trebuie să le trimită direcției.

-În 2004 primul sistem pasager-vehicul dezvoltat pentru Nissan pe Infiniti FX contținea o cameră care monitoriza marcajele benzilor de pe stradă.Sistemul avertiza șoferul că a părăsit banda printr-un semnal audio.

-În 2005 Citroen era prima mașină ce avea sistemul de avertizare la ieșirea de pe bandă incorporat în modelele C4,C5,C6. Sistemul folosea senzori infraroșu pentru a detecta marcajele de pe suprafața străzii și un mecanism pe bază de vibrații aflat in scaun care avertiza conducătorul la părasirea benzii.

-În 2007, Audi a început să ofere propriul său sistem pentru prima dată pe Q7. Acest sistem, spre deosebire de sistemele de "asistență" japoneze, nu va interveni în conducerea actuală; mai degrabă, aceasta va vibra volanul dacă vehiculul pare a fi ieșirea banda sa. Sistemul LDW din Audi se bazează pe o video-camera care este poziționată să vadă in față în gama sa vizibilă, în loc de senzori infraroșu priectați in jos oferiți de Citroën. De asemenea, în 2007, Infiniti a oferit o versiune mai nouă a sistemului său din anul 2004, ceea ce numit Prevenirea sistemul de prevenire a ieșirii de pe bandă Această caracteristică utilizează sistemul de control al stabilității vehiculului pentru a ajuta șoferul să mențină poziția pe bandă prin aplicarea unei presiuni de frânare ușoară pe roțile corespunzătoare.

-În 2008 General Motors a prezentat sistemul de avertizare la ieșirea de pe bandă la modelele Cadillac STS, DTS și Buick Lucerne. Sistemul General Motors avertizează șoferul cu un semnal sonor și un indicator de avertizare de pe tabloul de bord. BMW a introdus, de asemenea, LDW pe seria 5 și seria 6, folosind un volan vibratoar pentru a avertiza șoferul la depășiri ale benzii nedorite. Volvo a introdus sistemul de avertizare la părăsirea benzii la modelele sale din anul 2008 S80, V70 și XC70. Sistemul de avertizare incorporat de Volvo folosește cameră video pentru a urmări marcaje rutiere și o alarmă sonoră când șoferii ies de pe bandă fără semnalizare. Sistemele utilizate de BMW, Volvo și General Motors se bazează pe tehnologia de bază de la Mobileye.

-În 2009 Mercedes-Benz a început să ofere un sistem de avertizare pe noul E-Class. Acest sistem avertizează șoferul (cu o vibrație a volanului) în cazul în care vehiculul începe să părăsească banda sa. O altă caracteristică o reprezintă faptul ca se va dezactiva automat și reactiva în cazul în care constată că șoferul părăsește intenționat banda lui (de exemplu, viraje agresive). O versiune mai nouă va utiliza sistemul de frânare pentru a ajuta la menținerea pe bandă a vehiculului.

-2010 Kia Motors a produs Cadenza sedan premium , cu un sistem de avertizare opționanl LDW pe piețele limitate. Acest sistem foloseste ca și avertizare vizuală o pictogramă aflată în bordul mașinii și emite o avertizare sonoră atunci când o bandă albă este traversată, și emite o avertizare sonoră tare atunci când un marcaj galben este traversat. Acest sistem este anulat atunci când semnalizarea funcționează, sau prin apăsarea unui comutator de dezactivare pe panoul de pe bord; funcționează prin utilizarea unui senzor optic poziționat pe ambele laturi ale mașinii.

În prezent acestă tehologie se regăseste ca și sitem de siguranță optional pentru multe mașini,dar dat fiind faptul că sa află intr-o contiunuă dezvoltare în acesta v-a fi prezent la mai mulți producători de autovehicule și pentru mai multe modele de automobile.

Fig 1.4 Funcționarea sistemului de avertizare la ieșirea de pe bandă[4]

2.2.Noțiuni generale

Sistemul de avertizare la ieșirea de pe bandă este un sistem bazat pe viziune compus dintr-o unitate principală și o cameră video montată pe parbriz de obicei langa oglinda retrovizoare care are rolul de a înregistra date despre porțiunea de stradă ce urmează. Algoritmii din spatele sistemului interpretează imiaginile primite de la cameră și pe baza lor estimează starea vehiculului (poziția laterală,viteză ,direcție) și starea carosabilului ( lățime benzi). LDW avertizează șoferii la ieșirea de pe bandă atunci când vehiculul se deplasează peste un anumit prag de viteză și semnalizarea vehiculului nu este folosită pentru a face o schimbare benzii intenționată sau depășire . În plus, LDW informează conducătorii auto atunci când marcajele benzii de circulație nu sunt adecvate pentru detectarea, sau atunci când sistemul în sine are defecțiuni.Avertizarea șoferului poate fi facutăin mai multe moduri. Poate fi o avertizare vizuală prin aprinderea unei pictograme din computerul de bord al mașini ,poate fi o vibrație a volanului, poate fi o atenționare audio sau o vibrație a scaunului toate acestea avănd rolul de a face soferul să realizeze că a ieșit de pe bandă fără intenție și că trebuie să redreseze direcția vehiculului .Sistemul este unul opțional de aceea are și un buton de pornire oprire ,deci în cazuri speciale (viraje foarte strânse,sau defecțiuni ale sistemului) conducătorul poate alege să nu îl activeze. De asemenea în momentul in care este semnalizată schimbarea benzii de deplasare sau depășirea sistemul de avertizare nu pornește.

Fig 1.5 Elementele principale ale unui sistem de avertizare la ieșirea de pe bandă[5]

În această figură regăsim elementele principale ala sistemului și poziționarea acestora. Pe lânga aceste elemente pot exista tehnologii ce utilizează senzori laser montați in fața vehiculului pentru a detecta benzile ,sau senzori infraroșu montați fie in spatele parbrizului fie sub vehicul cu acelasi rol.

Un sistem LDW infraroșu se bazează pe o serie de senzori de lumină infra-roșu montați în bara de protecție din față a vehiculului pentru a identifica marcajele benzii de circulație pe carosabil. Fiecare senzor conține o diodă infra-roșu de emitere a luminii și o celulă de detecție. Senzorii detectează variațiile reflexiilor din razele infraroșu emise de dioda pe drum. Când vehiculul se deplasează peste un marcaj de bandă sistemul detectează o schimbare și avertizează șoferul în cazul în care nu a fost folosit semnalul indicator.

Avantajul unui sistem de camere este că o potențială alunecare periculoasă de pe bandă se identifică din timp și avertizează șoferul înainte de momentul începerii alunecării . Singurul dezavantaj al sistemelor de camere este că acestea pot fi limitate de vreme și vizibilitatea marcajului rutier. Cu toate acestea, avansarea în tehnologia camerelor și a algoritmiilor de calcul au dus la sisteme care pot compensa condițiile de drum nefavorabile. Sistemele-infra roșu sunt capabile să detecteze liniile albe precum și marcajele rutiere temporare colorate.Sistemul infraroșu are de asemenea avantajul că nu este afectat de condițiile vizibilitate redusă și este un sistem cu costuri mai reduse. Totuși, acest sistem nu poate prezice calea vehiculului și, prin urmare, poate detecta doar depășirea benzii ca evenimentul ce se produce.

Avantajul major al acestui tip de sistem este faptul că prin atenționarea șoferului când vehiculul părăsește banda conducătorul are timp să redreseze vehiculul si in felul acesta se pot evita foarte multe acidente. Este foarte util când un șofer tebuie să conducă pe distanțe foarte mari , sau noaptea , deoarece in astfel de momente poate interveni foarte ușor eroarea umană manifestată prin neatenție , oboseală , stare de somnolență moment în care este esențial un sistem LDW a cărui avertizare poate duce la evitarea unor situații prericuloase . Cu toate acestea LDW nu este foarte util in parcurgerea unor distanțe mici precum drumul de acasa la muncă datorită traficului foarte încărcat ,vitezei de rulare foarte mici și schimbărilor foarte dese de direcție.

Pe langă toate avantajele pe care le poate aduce un sistem de avertizare la ieșirea de pe bandă există și anumite limitări ale acestei tehnologi. În primul rând este vorba despre marcajele de pe străzi . Este foarte important ca marcajele să fie corect aplicate ,să fie vizibile doarece numai prin detectarea și colectarea informațiilor despre benzile de deplasare LDW poate funcționa corect și corespunzător. O altă limitare poate fi dată de condițiile meteo nefavorabile. Un astfel de sistem nu o să funcționeze corespunzător dacă vizibilitatea camerei ce preia datele este foarte mică sau dacă marcajele nu exsita sau sunt acoperite de zapadă sau orice element ce împidică detectarea corectă a benzilor.

Ca și costuri LDW fiind un sistem care este obțional pentru multe vehicule acesta implică anumite costuri suplimentare,dar dat fiind faptul că o astfel de tehnologie poate reduce probabilitatea de producere a unui accident,accident ale carui costuri sunt mult mai ridicate, este totuși un cost ce merită plătit.

Dat fiind faptul că acest sistem este foarte util atunci când sunt parcurse distanțe foarte mari sau în momentul în care un șofer dă semne de somnolență sau neatenție aceste tipuri de situații pot reprezenta situații prin care se poate testa eficacitatea unui sistem LDW. Un astfel de sitem creează o intrefață om-mașină pentru a exista o comportare eficintă a sistemululi ,interfața ce ține cont de mai multe elemente importante.

Cuplul volan este conceput pentru a comunica conducătorului auto unghiul volanului corespunzător necesare pentru a reveni la banda. Un algoritm ce poate face o aseamenea analiză are nevoie de informații de intrare precum distanțele la dreapta și stânga marcajele benzii de circulație.

Componentele vitezei laterale au fost folosite pentru a furniza o amortizare laterală pentru a evita o mișcare de pendul între benzi. Acesta este insoțit de mai multe tipuri de avertizare .

Avertizare sonoră este unul din sistemele ce insoțește parte de direcție. Un tip de avertizare sonoră poate imita sunetul roților care trec peste o bandă zimțată fiind ideal pentru a avertiza conducătorul.

Vibrația în volan este un alt tip de avertizare foarte util . În momentul în care vehiculul părăsește banda conducătorul este avertizat printr-o vibrație usoară a volanului .În mometul simțirii acestei vibrații soferul trebuie să readucă vehiculul in poziție corectă. Un alt tip de atenționare prin vibrație poate fi o usoară vibrație a scaunului șoferului .

Un alt fel de atenționare este cea vizuală care se poate realiza prin aprinderea unor leduri de anumite culori pentru atenționare sau prin apariția unei pictograme in calculatorul de bord care să fie evidențiată prin culori puternie sau printr-un comportament precum cel al semnalizării unui vehicul.

Toate aceste tipuri de atenționări trebuie să fie foarte intuitive ,pentru a produce un timp de reacție cât mai mic, să nu fie totuși derajante pentru a își indeplini scopul și anume ajutarea șoferului să evite anumite situații periculoase ce pot aparea în momentul în care un vehicul părăsește banda după cum se observă în figura 1.6.

Fig 1.6 Elemnte de avertizare ale sistemului și funționare lui [6]

2.3. Sistem de avertizare și asistare pentru menținerea benzii

Sistemul de avertizare la ieșirea de pe bandă este de două feluri . Sistemul care are ca și scop doar avertizare conudcătorului auto ,prin diferite metode, în momentul în care vehiculul a parărăsit banda pentru ca acesta să realizeze acest lucru și să readucă mașina între benzi și sitemul de asistență la menținerea benzi care are același scop ca și cel de avertizare diferența majoră fiind faptul că acest sistem asistă șoferul la menținerea benzii prin virarea automată a volanului utilizând sistemul de servodirecție electrică al autovehiculului în momentul în care este detectat faptul că șoferul nu acționează în urma avertizărilor.

Sistemul de asistare pentru menținerea benzii de circulație detectează banda de circulație prin intermediul unei camere video și asistă conducătorul auto păstrarea benzii de circulație virând automat volanul prin intermediul  sistemului de servodirecție electrică al autovehiculului. În cazul în care sistemul este activat și intervine în momentul în care vehiculul a părăsit banda ,acesta se dezactivează automat în momentul în care simte intervenția șoferului (viraj în partea opusă sau intervenție bruscă ).

Funcționarea sistemului este aceeași cu cea a sistemului LDW aducând în plus câteva modificări. Partea principală a acestei tehnologii este un modul video, montat în partea de sus a parbirzului,în spatele oglinzii retrovizoare,care are rolul de a moitoriza în permaneță drumul pentru a identifica marcajele acestuia ,fie linie continuă ,fie linie întreruptă . Conducătorul este informat dacă sistemul este activat și dacă funcționeaza corespunzător prin intermediul afișajului central . Pentru ca sistemul să fie acctiv trebuie respectate anumite conditii :

-Lățimea benzii de circulație trebuie să fie între 2,5 si 4,5 metrii.

-Viteza cu care rulează vehiculul să fie de cel puțin 65 de kilometrii pe oră.

-Marcajele benzilor trebuie sa fie corespunzător realizate pentru a putea fi recunoscute

-Trebuie să existe contac între șofer și volanul mașini deoarece sistemul nu este conceput de așa natură încăt conducătorul să se poată baza numai pe interventia sistemului. Această thnologie poate interveni pentru a îmbunătății direcția vehicululi dar este necesară și intervenția șoferului (de aceea există semnalele de avertizare audio și vizuale ).

-Semalizatoarele nu trebuie să fie în funcțiune .

Pe lânga aceste condiți este absolut necesar ca zona in care se află camera să fie liberă și curată ,în caz contrar șoferul este atenționat prin intermediul afișajului central .

Fig 1.7 Afișaz al sistemului de avertizare și asistare pentru menținerea benzii [7]

Această tehnologie culege date în permanență despre poziția relativă a vehicululi în raport cu liniile de demarcare ale benzilor pe care le analizează pentru a putea ajuta șoferul să mențină traiectoria în cazul în care este nevoie. Sistemul lucrează în două moduri :

-În modul de asistare mod în care sistemul doar avertizează conducătorul, în momentul în care linia de demarcație a benzii este călcată , prin intermediul unor vibrații transmise în volan cu scopul de a avertiza șoferul că nu a aplicat un cuplu de corecție al direcției corespunzător.

-În modul de asistare , caz în care, în momentul în care vehiculul nu mai are o traiectorie corespunzătoare și se apropie sau calcă liniile de demarcație ale benzilor sistemul aplică voloanului un cuplu de sens opus pentru a redresa vehiculul la pozițiai lui dorită ,adică pe centrul benzii. Rolul lui este de a aplica o mică corecție însă tot conducătorul auto rămâne factorul de control principal fiind necesară intervenția acestui îm momentul în care sesizează schimbarea de direcție .

Cele două moduri de operare ale sistemului pot fi activate sau dezactivate separat . Șoferul este cel ce decide dacă activează sau nu sistemul deoarece la pornirea motorului acest sistem este oprit. Conducătorul auto poate alege să activeze sau să dezactiveze sistemul prin intermediul unui comutator.

Este util acest comutator deoarece în anumite condiți precum, trafic intens , deplasare cu viteză foarte redusă, vireaje foarte strănse , nu este necesară activarea sistemului.

Fig 1.8 Comportarea autovehicululi în siutația în care sistemul intervine sau nu [8]

În această figură se poate observa cum se comportă vehiculul in diferite situații. În partea A vedem comportarea vehiculului în mometul in care sistemul nu este pornit sau nu intervine. În partea B se poate observa comportarea vehicului în momentul în care sistemul este funcțional . Traiectoria numărul unu este traiectoria pe care mașina o are dacă în momentul în care acesta calcă banda sistemul nu intervine ,caz ce in realitatea ar putea rezulta cu accident foarte grav, iar traiectoria numărul doi este dată de intervenția sistemului prin avertizarea șoferului si accționare direcție pentru a păstra vehiculul între benzi .

Capitolul 3. Sistem de păstrare a distanței între autovehicule

Acest tip de sistem este întâlnit la autovehicule sub denumirea de  Adaptive Cruise Control(ACC) al cărui rol este de a adapta viteza mașini pentru a păstra distanța față de un alt vehicul ce se află in față. Sistemul utilizează anumiți senzori precum senzor radar ori un senzor laser pentru a permite vehiculului să încetinească atunci când se apropie de alt vehicul și să accelereze apoi la viteza presetată atunci când condițiile de trafic o permit.

3.1.Apariție și evoluție

În 1992 Mitsubishi a fost primul producător auto care a oferit un sistem de detectare a distanței între vehicule bazat pe tehnologia Lidar ,pe piața japoneză Debonair. Comercializat ca Avertizare a Distanței , acest sistem avertiza doar șoferul, fără a influența acceleratiea, franea sau schimbarea treptelor de vitezã. LiDAR (Light Detection And Ranging) este o tehnologie optică de sondare la distanță cu ajutorul căreia, prin intermediul măsurării proprietăților luminii împrăștiate pe obiecte aflate la depărtare, se pot extrage informații despre acestea.

În 1995 Mitsubishi Diamante a introdus sistemul de control al distanței pe baza unui senzor laser . Acesta ,în afara faptului că avertiza șoferul , controla viteza prin acționare accelerației prin schimbarea controlată într-o treaptă inferioară , dar nici acesta nu acționa frânele.

În 1997 Toyota a început să ofere un sistem de control adaptiv al vitezei de croazieră laser pe piața japoneză Celsior. Acesta controla viteza prin controlul accelerației și prin schimbarea într-o treaptă inferioară a vitezei ,dar nu acționa frânele.

În 1999 Mercedes a introdus Distronic primul sistem ACC asistat pe bază de sonzor radar pe modelele Mercedes-Benz S-Class și CL-Class. Tot în acest an și Jaguar a început să ofere un sistem de adaptare a vitezei de croazieră pe bază de senzor radar pe modelul Jaguar XK si Nissan a dezvoltat sistemul ACC pe bază de senzor laser pe modelul Nissan Cima .

În anul 2000 BMW a introdus în Europa sistemul Active Cruise Control pe modelele din Seria șapte produse de ei. La sfârșitul anului 2000 Lexus au fost primii care au adus sistemul adptiv de control al vitezei de croazieră pe bază de senzor laser în SUA încorporat în modelul LS 430.Tot în acest an și Toyota și-a modernizat sistemul prin adăugarea frânării pentru a păstra distanța .

În 2001 Renault a introdus ACC pe modelul  Renault Vel Satis .

În 2002 Lancia a intordus acest sistem pe bază de sonzor radar pe modelul Lanci Thesis .Tot în 2002 și Volkswagen a introdus acestă tehnologie pe modelul Volkswagen Phaeton , iar Audi a incorporat ACC pe bază de senzor radar pe modelele Audi A8 la sfârșitul anului 2002.

În 2003 Cadilac a introdus ACC cu senzor radar pe modelul Cadilac XLR,iar Toyota a trecut de la sistemul bazat pe laser la cel bazat pe radar .

În 2004 Toyota a adăugat sistemului de control adaptiv al vitezei de corazieră un modul care avea rolul de a detecta viteza scăzută a vehiculului din față . Acest modul avertiza șoferul în legătură cu faptul că vehiculul din față își micșorează viteza și acționa frănele pentru a păstra distanța.

În 2005 în SUA , Acura a introdus pentru prima oară ACC pe bază de senzor radar integrat cu sistemul de avertizare la coliziune ca un sistem obtional pentru modelul Acura RL. Tot în 2005 Mercedes-Benz-S-Class si-a îmbunătățit sistemul Distronic care a devenit capabil să oprească complet vehiculul dacă este necesar.

În 2006 Audi a introdus sistemul Full speed range ACC plus pe modelul Audi Q7. Aceasta tehnologie are inclus modul de detectare a vitezei scăzute , are adăugate funcții de avertizare în caz de coliziune și poate pregăti și secvența de frânare de urgență dacă este nevoie.Tot in 2006 Nissan sistemul inteligent de control al vitezei de croazieră cu asistență la controlul distanței pe modelul Nissan Fuga . Acest sistem împinde pedala de gaz împotriva piciorului ,dacă detectează prin sistemul de navigare GPS , că este menținută o viteză nesigură . Daca sistemul ACC și cel de control asistat al distanței sunt portnite și detectează o viteză sau o distanță necorespunzătoare acestea ajustează viteza și avertizează șoferul că se poroduce o schimbare printr-un semnal audio .În același an Toyota a introdus un nou sistem pe modele Lexus LS 460 .Acest sistem pe bază de senzor radar menține un control continu al vitezei intre 0 si 100 de kilometrii pe ora si este realizat să funcționeze chiar și in situații reperate de oprire-pornire .

În 2007 BMW a introduc ACC pe modelul BMW Seria 5 care funcționează în situații repetare de oprire-pornire .

În anul 2008 Lincoln a introdus ACC cu senzor radar pe modelul Lincoln MKS și compania SsangYong a introdu sistemul de control adaptiv al vitezei de corazieră pe modelul SsangYong Chairman

În 2009 Hyundai a incorporat tehnologia ACC cu sensor radar pe modelul Hyundai Equus și mai apoi în 2010 și pe modelele Acura MDX si Acura ZDX .

Anul 2010 este anul în care Audi lansează primul ACC cu senzor radar ghidat prin GPS pe modelul Audi A8 . Tot în 2010 și Jeep introduce ACC pe modelul Jeep Grand Cherokee .

În 2013 Mercedes aduce o îmbunătățire sistemul Distronic Plus incorporând și sistemul de direcție asistată pe mașinime Mecedes-Benz-S-Class . Aceeași îmbunătățire o aduce si BMW tot în 2013 .

În anul 2014 Chrysler introduce sistemul de control automat al vitezei de croazieră , ce funcționează la orice viteză și ce poate realiza o opirere completă dacă este necesar , pe mdelul Chrysler 200.

În anul 2015 Ford a introdus sitemul ACC pentru prima oare pe modelele de tip camionetă Ford 150.

În prezent o gamă foarte largă de mașini au incorporat acest sistem ,tehnologie ce se dovedește a fi foarte utilă în evitarea unor accidente periculoase și de asemnea in descongestionarea traficului.

3.2.Notiuni generale

Sistemul de păstrare al distanței sau sistemul de control adaptiv al vitezei de corazieră este un sistem inteligent ce face parte din categoria elementelor de siguranță activă a automobilelor care se regăsește în prezent incorporat în vehiculele realizate de foarte mulți producători auto și reprezintă deasemnea un elemnt important ce poate face parte din realizarea unui vehicul autonom.

3.2.1 Informatii despre sistem

Sistemul de control adaptiv al vitezei de corazieră (Adaptive Cruise Control sau ACC) este un sistem bazat pe un senzor radar care detectează vehiculul aflat in față cu scopul de a păstra o distanță corespunzătoare față de acesta. De asemena acest sitem este capabil să regleze viteza sau să acționeze frânele pentru a păstra distanța necesară.

Figura 1.9 Descrierea sistemului adaptiv de control al vitezei de corazieră

Vehiculul dotat cu ACC este elementul principal care trebuie să păstreze distanța față de celelalte vehicule .

Distanța dintre vehicule este distanța dintre partea din față a vehicululi dotat cu acc pâna la partea din spate a vehiculului aflat în față .

Vehiculul țintă este reprezentat de orice vehicul aflat în fața vehicululi dotat cu ACC ce se deplasează pe aceeași direcție .

Timpul este reprezentat de intervalul de timp dintre mașina ce are incorporat sistemul ACC și cea aflată în fața ei. Acesta este descris de relația dintre distanța dintre vehicule raportată la viteza vehicululi cu ACC.

Sistemul adaptiv de control al vitezei de croazieră se poate afla în mai multe tipuri de stări după cum se poate observa in fig 1.10.

ACC poate fi în starea oprit moment în care sistemul este dezactivat. În starea de așteptare în care sistemul este pregătit pentru a fi activat de către conducătorul auto și în starea activă moment în care sistemul deține controlul asupra vitezei vehicululi cu scopul de a păstra o distanță optimă față de alte vehicule. Starea activă a tehnologiei ACC are două tipuri de substări . Strarea în care ACC poate controla viteza vehicululi menținândul la o viteză constantă setată de șofer chiar dacă în față nu se află un alt vehicul și starea de control al decalajului de timp ce are rolul de a controla decalajul de timp dintre vehiculul dotat cu ACC și un vehicul țintă aflat în față.

Fig 1.10 Stările unui sistem ACC și tranziția dintre ele

Dat fiind faptul că acest sistem are rolul de adapta viteza unui vehicul și de a păstra distanța față de un vehicul , acestă tehnologie implică comunicarea între mai multe module pentru a realiza o acțiune corectă și completă.

Cel mai important modul al sistemului este modulul ACC a cărui funcție primară este de a procesa informația primită de la senzorul radar. Senzorii de mișcare radar denumiți și senzori de înaltă frecvență sau senzori cu ultrasunete , funcționează prin transmiterea undelor sonore de înaltă frecvență, care scanează obiectele aflate în jur și emit senzorului informațiile din mediu. Astfel este detectată o mițcare în câmpul de acțiune al senzorului datorită faptului că acesta perturbă modelul undelor reflectate și activează senzorul. Senzorul de mișcare cu ultrasunete emite unde sonore de frecvențe înalte nepercetibile de auzul uman.Informația primită de modulul ACC este analizată și pe baza ei se determină dacă se află sau nu un vehicul în apropiere.În momentul în care sistemul ACC se află în modul de control al decalajului de timp acesta transmite informațiile captate către modulul de control al motorului și către modulul de control al frânelor pentru a controla distanța dintre vehicule.

Modulul de control al motorului este o altă parte importantă a sistemulul ACC . Acesta primește informația de la modulul ACC legată de distanța față de vehiculul aflat în față și în funcție de acestă informație modulul de control al motorului adaptează mașina la o viteză corespunzătoare prin controlul accelerației.

Modulul de control al frânelor este un modul la fel de important pentru sistemul ACC. Funcția lui principală este de a determina viteza vehicululi prin fiecare roată . În momentul în care sistemul ACC cere o micșorare a vitezei modulul de control al frânelor decelerează autovehiculul prin aplicarea fânelor . Aceste trei elemente corelate corespunzător duc la buna funcționare a sistemul adaptiv de control al vitezei de croazieră .

3.2.2 Interfata sistemului

Interfața dintre un astfel de sistem și un șofer trebuie să fie una clară pentru a nu produce situați complicate datorate neînțelegerii funcționării sistemului de către conducător. Aceasta trebuie să convertească semnalele pe care le primește de la sistemul ACC și să transmită date pe care șoferul să le înteleagă ,existând astfel o comunicare clară între conducătorul auto și sitemul utilizat.

Modelul de interfață al sistemului adaptiv de control al vitezei de croazieră întalnită cel mai des în vehiculele produse recent cuprinde șase stări după cum se poate observa în figura 1.11 .

Fig 1.11 Descrierea interfeței unui ACC

Cele șase stări ce alcătuiesc interfața sistemului ACC sunt : starea in care sistemul este oprit,starea de așteptare,starea de anulare ,starea de suprascriere,starea de control al vitezei și starea de control al decalajului de timp , ultimele două stări reprezentând partea de păstrare a distanței corespunzătoare față de vehiculul aflat în față.

Starea de așteptare este strarea in care ajunge sistemul după apasarea butonuli ACC care duce la pornirea acestuia. În această stare sistemul este pornit și astaptă prmimirea unei comenzi ,precum pasarea butonului de control al vitezei.

Starea de anularea este starea în care ajunge sistemul în momentul în care conducătorul auto decide să iasă din starea de control al decalajului de timp sau din starea de control al vitezei . Pentru a revini la stare de control al vitezei trebuie apăsat butonul de revenire. Datorită faptului că intrarea în starea de control al vitezeise face și din starea de așteptare și din starea de anulare , se pot produce erori datorită faptului că pentru fiecare acțiune există un buton diferit ceea ce creează confuzie în rândul șoferilor.

Starea de suprascriere este acea stare în care intră sistemul ACC în momentul în care șoferul dorește să preia controlul autovehicululi, când acesta se află in starea de control al vitezei sau a decalajului de timp, prin apăsarea pedalei de accelerație.

Starea de control al vitezei este una din cele mai improtante caracteristici ale unui sistem adaptiv de control al vitezei de croazieră deoarece rolul ei este de a menține vehiculul la o viteză constantă setată de șofer ,în momentul în care nu mai sunt prezente alte autovehicule în jur.

Un alt aspect important este starea de control al decalajului de timp a sistemului ACC. În ceea ce priveste siguranța în trafic aceasta este o componentă esențială doarece rolul ei este de a controla distanța și decalajul de timp dintre vehiculul ce conține sistemul ACC si vehiculul țintă aflat în față.

Utilizatorul este cel care controlează tehnologia ACC prin apăsarea sau eliberarea pedalelor de frână și prin apăsarea unor butoane cu rolul de a activa dezactiva sau varia funcțiile sistemului.În momentul în care cheia nu se află în contact sistemul ACC este oprit deoarece, la fel ca si celelate siteme incorporate într-un vehicul, nu este alimenta de către nici o sursă.Atunci când cheia este în poziția pornit ACC inițializează starea de oprit. Înainte ca acesta sa poată fi pornit utilizatorul trebuie sa activeze starea de așteptare prin apăsarea butonuli de pornire ACC .

Ansamblul ACC al vehiculului intă in starea în starea de control al vitezei prin apăsarea butonul de setarea .În cazul în care sistemul fusese întrerup poate reveni în starea de control prin apăsarea butonului de revenire . Setarea vitezei care trebuie pastrată se poate face la apăsarea butonuli de setare sau daca o viteză fusese deja setată în momentul în care se apasă butonul de reluare , este preluată automat acea viteză.

Controlul decalajului de timp foncționează tot în funcție de distanța setată pentru a fi menținută față de un vehicul țintă . În momentul în care este activat contolul adaptiv al vitezei se păstrează o viteză care să fie corelată cu mentinerea distaței adică o viteză mai mică decât cea pe care o avea sistemul în momentul în care se afla doar în starea de control a vitezei.

Toate aceste butoatene de control se găsesc de obicei în locuri în care să poată fi activate și dezactivate cu multă ușurință și sunt însoțite de un afișaj electronic care ne indică modul în care se comportă sistemul și eventuale avertizări în situatiile necesare precum putem observa în figurile 1.9 și 1.10.

Fig 1.9 Butoane de control ale sistemului ACC [9]

Fig 1.10 Afișaj electronic sistem ACC [10]

Capitolul 4. Realizare practică

Scopul acestei lucrări este de a simula cele două tipuri de sisteme de siguranță activă si anume cele de păstrare a benzii si avertizare la ieșirea de pe bandă și cel de păstrare a distanței față de un obiect . Acest roboțel a fost realizat în două etape . În prima fază am realizat partea fizică și anume plăcuța pe care au fost montate toate elementele necesare realizării și funcționării corespunzătoare a roboțelului. În a doua parte am realizat partea de programare a roboțelului ce are rolul de a face mașinuța să respecte și să realizeze cerințele mele. Pe langă roboțel am realizat și un teren folosit pentru a putea testa buna funcționare a proiectului meu. Acest teren constă intr-un mic traseu care simuleză un drum pe care roboțelul trebuie să îl parcurgă.

Demonstrația pe care o realizez o să fie împarțită în două cazuri. Fiecare carz se realizează în funcție de un comutator montat care are rolul de a delimita aceste doua cazuri. În primul caz mașinuța trebuie să recunoască benzile ce delimitează traseul și să parcurga traseul menținandu-se intre benzi . La finalul treseului este poziționat un obstacol care trebuie detectat de catre roboțel . În momentul în care obstacolul inntră în raza de acțiune a roboțelului acesta din urmă trebuie să incetinească păna în momentul oprii la o anumită distață față de obstacol , moment ce va fi marcat de aprinderea unui led.

În a doua fază robotelul o să pastreze traseul pana la un anumit punc în care acesta o să calce una din benzile de marcaj moment in care mașina se oprește și deasemnea semnalizează momentul prin aprinderea unui led .

4.1 Realizare hardware

Pentru a realiza partea hardware a acestui proiect am utilizat programul Proteus PCB Design un program cu ajutorul caruia am desenat schema electrică pe care am imprimat-o și am folosit-o în realizarea practică. Acest program combina doua module cu scopul de a facilita proiectarea și realizare unor scheme electrice. Primul modul este cel de realizare a scheme electrica modul în care pune la dispozitie o gama larga de componente cu ajutorul cărora îți poți desena schema electrică de care ai nevoie. Al doilea modul este folosit pentru a realiza conectare corectă și completă a componentelor pentru a realiza cablajul ce urmează a fi imprimat. Acest program este foarte avantajos și foarte usor și rapid de utilizat. În momentul în care termini dezvoltare propusă programul generează un anumit tip de fisiere pe baza cărora se poate imprima circuitul electric realizat.

Acest proces l-am urmat și eu . În primul rand am desenat schema electrică cu ajutorul primului modul schema în care am adugat toate elementele necesare pentru a imi realiaza roboțelul. Aceste elemente le-am organizat în funcție de rolul pe care îl are fiecare. Astfel schema mea este împarțită în cinci module în funcție de rolul lor : senzorii utilizați , microcontrolerul , drivere motoare ,alimentare baterie , programator/serială fiecare conținând și restul de elemente necesare unui bune funcționări a circuitului.

În a doua fază folosind cel de-al doilea modul am realizat conectarea corectă și completă a tuturo elementelro fază în urma căreia a rezultat schema mea finală . La sfărsit am generat fișierele necesare pentru a realiza circuitul imprimat circuit pe care l-am imprimat cu ajutorul unei firme specializate.

4.1.1 Senzorii utilizați

Realizarea mea practică se bazează pe doi senzori importanți : un senzor video și unul infraroșu.

Cel mai important element al proiectului meu este sensorul video și anume camera Freescale Linescan Camera bazată pe senzorul TSL1401CL.

Fig 1.11 Camera Freescale Linescan [11]

Această cameră este o combinație dintre un senzor de imagine (liniar în acest caz) și un sitem de lentile. Lumina care se reflectă din mediul intră prin obiectiv, iar ultima lentilă deviază lumina in senzor.Senzor este alcatuit dintr-o gamă de condensatori microscopici care se incarcă în funcție de intensitatea luminii, de aceea toți pixeli se încarcă în același timp.Senzorul descarcă valoarea fiecărui pixel într-un semnal de ieșire, unul după altul, până când toati pixeli sunt descarcați . Camera are o rezoluție de 128 de pixeli , cinci pini pentru legătura fizică cu circuitul integrat (GND,VDD,CLK,SI,AOUT) ,lentile ce se pot regla pentru a obține o imagine cât mai clară si un amplificator pentru a îmbunătăți diferențele alb/negru.

Pentru a produce și procesa o imagine camera se folosește de trei semnale importante: semnalul de ceas (CK-clock ) ,intrarea serială (SI-serial imput) si ieșirea analogică (AO-analog output) .

Semnalele CK și SI sunt simple semnale pronire/orpire care pot fi produse folosind un pin de uz general intrare/ieșire(GPIO-general-purpose imput/output) , setând piunul la o valoare înaltă și joasă corespunzătoare timpului de expunere dorit a camerei. Sincronizare semnalelor CK și SI este esențială și în figura 1.12 se poate observa modelul tipic de sincronizare. [12]

Fig 1.12 Sincronizarea semnalelor CK și SI [12]

Semnalele de la ieșirea analogică camerei trebuie să fie prelucrate și citite de convertorul din semnala anlog în semnal digital al microcontrolerului(ADC-anlog to digital converter). Acest dispozitiv ADC transformă un semnal continuu într-un număr discret care este proporțional cu tensiunea semnalului. Un ADC de 8 biți are 256 niveluri discrete (2 ^ 8). Dacă un semnal analogic între 0 și 5 volți este eșantionat, un număr discret digital de 0 ar corespunde la zero volți și un număr discret digital de 255 ar corespunde la 5 volți. Un număr precum 145 ar corespunde la aproximativ 2,8 volți.Rata maximă de eșantionare a semnalului este limitată de microcontroler.

Bibliografie

[1]:https://autotehnic.files.wordpress.com/2012/02/distributia-accidentelor-dupa-tipul-coliziunii.jpg (accesat în Noiembrie 2014)

[2]: http://www.auto-form.ro/info/siguran-ta-activ-a-a-autovehiculelor.html (accesat în Noiembrie 2014)

[3]: http://www.theplaidzebra.com/autonomous-cars/ (accesat în martie 2015)

[4]:http://www.eastwestbrothersgarage.com/2013/03/editorial-can-new-safety-technologies.html (accesat în martie 2015)

[5] http://www.nissan-global.com/EN/TECHNOLOGY/OVERVIEW/ldw.html (accesat în aprilie 2015)

[6] https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lane_Departure_Warning.jpg (accest în aprilie 2015)

[7] https://www.youtube.com/watch?v=UNOOKh76R2w (accesat în aprilie 2015)

[8] https://autotehnic.files.wordpress.com/2013/08/asistenta-la-mentinerea-benzii-de-rulare.jpg (accesat în aprilie 2015)

[9] http://www.wk2jeeps.com/interior/adaptive_cruise_01.jpg (accesat în mai 2015)

[10] http://blog.carlist.my/wp-content/uploads/2010/07/d3.Par_.0236.Image_.jpg (accesat în mai 2015)

[11] https://community.freescale.com/docs/DOC-1058 (accesat în mai 2015)

[12] https://community.freescale.com/docs/DOC-1030 (accesat în mai 2015 )