Датчики перестроения. Радарный ассистент смены полосы движения

Такой маневр, как перестроение автомобиля в соседний ряд, может стать причиной столкновения. Какая ни была бы хорошая обзорность из автомобиля, какие бы удобные и большие заднего вида не стояли на машине, всегда есть участки дороги, не видимые в зеркала.

Это так называемые «слепые зоны». На ином автомобиле в подобной «слепой зоне» может спрятаться грузовик, идущий в соседнем ряду. При выполнении перестроения водитель его просто не видит и поэтому была придумана и внедрена система помощи при перестроении.

Существуют слепые зоны

Назначение этой системы — предупредить водителя о не видимых помехах при перестроении. По иному система называется системой информирования о «мертвой» зоне, системой мониторинга «слепых» зон или системой безопасного перестроения из ряда в ряд.

Торговые названия также разные:

• Lane Change Warning от BMW;
• Blind Spot Assist от Mercedes-Benz;
• Blind Spot Information System, BLISTM от Ford;
• Spurwechselassistent от Porshe;
• Blind Spot Infomation System, BLIS от Volvo;
• Rear Vehicle Monitoring от Mazda;
• Side Assist от Audi и Volkswagen.

Как работает система помощи при перестроении

Алгоритмы работы систем производства разных фирм очень похожие, но в качестве механизмов слежения за ситуацией и оповещения водителя используются устройства, различные по принципу действия.

Работает система так. Пространство позади автомобиля находится под наблюдением. Если при включении сигнала поворота в «слепой зоне» есть помеха, водителю подается сигнал.

Принцип работы системы

Основные узлы системы:

• радары (видеокамеры или ультразвуковые датчики), расположенные в наружных зеркалах для сканирования обстановки позади автомобиля;
• электронные блоки управления (их два, по одному на каждую сторону автомобиля) – обрабатывают полученную информацию для контроля над подвижными автомобилями и неподвижными (столбы, припаркованные автомобили и т.п.) предметами и в случае опасности подают команду на устройства сигнализации;
• световые и звуковые индикаторы для оповещения водителя об опасности.

Система включается вручную, но вступает в работу только при разгоне автомобиля до 60 км/час.

Световая сигнализация работает в двух режимах. Если в «слепой» зоне находится какой–нибудь объект, индикатор горит постоянным светом и начинает мигать, если управляемый автомобиль начинает перестроение.

Прерывистый звуковой сигнал подается, только если при начале перестроения в «слепой» зоне обнаруживается помеха.

На первых автомобилях, оснащаемых системой, устанавливали дополнительные сигнальные лампы поворота в боковых зеркалах. Сейчас это стало общепринятой нормой и наличие лампочек в зеркалах вовсе не означает, что автомобиль оснащен системой помощи при перестроении.

Видео:

Сравнительные испытания показали, что использование радаров в системе предпочтительнее. Ультразвуковые датчики хорошо работают на сравнительно небольшом расстоянии, а надежность работы видеокамеры сильно зависит от погодных условий.

Частой причиной аварий при перестроении в другой ряд является то, что водитель не замечает транспортные средства на соседних полосах.

Ассистент смены полосы движения (SWA) предназначен для наблюдения за ситуацией в соседних рядах и позади автомобиля, предупреждения водителя об опасности при обгоне и перестроении автомобиля. При обнаружении ситуации, угрожающей аварией при перестроении, ассистент смены полосы движения предупреждает об этом водителя. Для оповещения водителя в соответствующем наружном зеркале заднего вида, справа или слева, загорается сигнальная лампа. Если действия водителя создают угрозу аварии, сигнальная лампа начинает интенсивно мигать, предупреждая водителя об опасности.

В состав ассистента смены полосы движения входят два блока управления блок управления – задающий и подчиненный. Задающий блок объединен в один узел с правым радаром, а подчиненный блок – с левым радаром. Само слово «радар» является сокращением от английского Rаdio Detection And Ranging, что означает «обнаружение и определение дистанции с помощью электромагнитных волн». Эта технология используется для определения положения (расстояние и угол) неподвижных объектов или текущее положение, скорость и направление движения подвижных объектов путем излучения сверхвысокочастотных электромагнитных волн и оценки отраженного объектами излучения.

Задающий и подчиненный блоки управления имеют одинаковую конструкцию на основе электронной платы с цифровым процессором сигнала, выполняющим роль центрального вычислительного устройства.

Для передачи информации система включает плату электронную антенн с соединяющейся с ней передающими и приемными антеннами.

Рис. Электронная плата антенн:
1 – приемные антенны; 2 – передающие антенны

Антенны состоят из медных пластин (патчей). Отраженный сигнал передающей антенны принимается приемными антеннами и обрабатывается цифровым процессором сигнала, который оценивает его физические характеристики и рассчитывает по ним размер, местонахождение и скорость отражающего сигнал объекта.

Передающие антенны блоков управления излучают радиоволны, которые отражаются от встречающихся на их пути объектов. Интенсивность отраженного излучения зависит от физических свойств объекта. Отраженное излучение принимается приемными антеннами и измеряется в блоках управления. На основе физических характеристик отраженного излучения блоки управления получают информацию об отражающих радиоволны объектах. К физическим характеристикам относятся – временной интервал между передачей и приемом радиолокационного сигнала, сдвиг частоты у переданного и принятого сигналов и сдвиг фаз на приемных антеннах. Эти характеристики позволяют рассчитать текущее местонахождение, скорость и направление движения различных объектов.

Каждый из блоков управления в состоянии распознавать такие неподвижные объекты, как, например, разделительное ограждение, застройка вдоль дороги или неподвижные автомобили. Однако такие объекты не интересуют систему, поэтому слежение за ними не ведется. Слежение ведется только за теми объектами, которые система принимает за подвижные транспортные средства.

Ассистент смены полосы движения оповещает и предупреждает водителя о потенциальной опасности при перестроении в другой ряд с помощью встроенных в наружные зеркала заднего вида сигнальных ламп. При обнаружении помехи на одной из соседних полос в зеркале соответствующей стороны загорается сигнальная лампа. Если водитель не перестраивается в другой ряд, то сигнальная лампа горит непрерывным светом, сообщая этим о наличии помехи. Когда водитель включает указатели поворота, то есть хочет перестроится в занятый соседний ряд, сигнальная лампа предупреждает его об опасности четырехкратным миганием.

Ниже в качестве примера описываются две типичные дорожные ситуации, в которых ассистент смены полосы движения подает предупреждающий сигнал.

Рис. Типичные дорожные ситуации применения ассистента смены полосы движения:
SWA – автомобиль оборудованный ассистентом; а – ситуация 1; б – ситуация 2.

Ситуация 1. Оборудованный SWA автомобиль V1 движется по средней полосе трехполосной магистрали и опережает движущееся справа транспортное средство V2. Скорость автомобиля с SWA превышает скорость обгоняемого автомобиля меньше, чем на 15 км/ч. Обгон с такой скоростью требует времени, так что обгоняемый автомобиль в какой то момент попадает в мертвую зону. В этой ситуации сигнальная лампа в правом наружном зеркале сообщает водителю, что правая полоса движения занята. Если водитель автомобиля с SWA включает правый указатель поворота, то четырехкратное мигание сигнальной лампы в правом зеркале предупреждает его об опасности.

Ситуация 2. Автомобиль V3 с SWA движется со средней скоростью по правой полосе трехполосной магистрали. По средней полосе его быстро нагоняет другое транспортное средство V4. Ассистент смены полосы движения обнаруживает приближающийся автомобиль и зажигает сигнальную лампу в левом наружном зеркале. Если водитель включает левые указатели поворота, то сигнальная лампа начинает мигать и этим предупреждает водителя об опасности столкновения. Максимальное расстояние между двумя автомобилями, при котором включаются сигнальные лампы, зависит от разности скоростей движения. Чем выше разность скоростей, тем это расстояние больше. Но в любом случае оно не превышает 50 м, потому что 50 м – это предел обнаружения помехи радарами.

Перестроение автомобиля из одного ряда движения в другой часто становиться причиной аварий, т.к. водитель не замечает транспортные средства на других полосах. Система помощи при перестроении (другие названия – система мониторинга «слепых» зон , система информирования о «мертвой» зоне , система безопасного перестроения из ряда в ряд ) предупреждает водителя об опасности столкновения при смене полосы движения.

Известными разработчиками таких систем являются:

• Audi, Volkswagen - система Side Assist ;
• BMW - система Lane Change Warning ;
• Mazda - система Rear Vehicle Monitoring , RVM ;
• Mercedes-Benz - система Blind Spot Assist ;
• Porshe - система Spurwechselassistent , SWA ;
• Ford - система Blind Spot Infomation System , BLISTM ;
• Volvo – система , BLIS .

Система Audi Side Assist признана Европейским комитетом независимой экспертизы безопасности автомобилей (Euro NCAP) одной из лучших систем безопасности 2010 года.

Принцип работы системы Side Assist основан на контроле зон движения рядом с автомобилем и позади него с помощью радара и включении предупреждающего сигнала при намерении водителя сменить полосу движения и наличии помехи на другой полосе.

Система включает следующие конструктивные элементы:

• кнопка (клавиша) включения на рычаге переключателя указателя поворотов (на панели двери);
• радары в наружных зеркалах заднего вида с правой и левой стороны;
• электронные блоки управления;
• сигнальные лампы (предупреждающие индикаторы) на наружных зеркалах заднего вида с правой и левой стороны;
• контрольная лампа на панели приборов.

Система помощи при перестроении включается соответствующим переключателем, активируется при достижении автомобилем скорости 60 км/ч. Для определения объектов в "слепой" зоне в системе используется радар . Радарные датчики устанавливаются в наружных зеркалах заднего вида и излучают радиоволны в определенную область возле автомобиля. В ряде систем вместо радаров могут устанавливаться видеокамеры , ультразвуковые датчики .

Электронные блоки управления (по одному на каждую сторону) анализируют отраженные излучения радара, на основании которых:

• производится слежение за подвижными объектами;
• распознаются неподвижные объекты (припаркованные автомобили, дорожное ограждение, столбы и др.);
• при необходимости включается сигнальная лампа.

Сигнальная лампа работает в двух режимах:

1. информирования – горит непрерывно при нахождении объекта в «слепой» зоне;
2. предупреждения – мигает при перестроении из ряда в ряд и при нахождении объекта в «слепой» зоне.

Намерение водителя перестроится из ряда в ряд, распознается по включенному переключателю указателя поворотов.

Система BLIS в отличие от Side Assist использует для отслеживания «слепой» зоны вместо радара цифровую камеру с режимом съемки 25 кадров/мин. Цифровая камера недостаточно эффективна в условиях плохой видимости (туман, снег).

Система Blind Spot Information System включается специальной кнопкой на панели приборов и активируется на скорости свыше 10 км/ч.

Cистема Rear Vehicle Monitoring при нахождении в опасной зоне другого автомобиля, наряду с светодиодной индикацией, подает звуковой сигнал.

Одной из частых причин ДТП служит перестроение автомобиля с одной полосы движения на другую. В большинстве случаев аварии происходят из-за того, что водитель, приняв решение сменить полосу, просто не замечает другие транспортные средства, движущиеся в параллельном направлении. Система помощи водителю при перестроении, как Side Assist у Ауди и Фольксваген, а также аналоги у автомобилей Мазда, Мерседес, БМВ, Форд (обеспечивающая мониторинг «слепых» зон, информирование о «мертвой» зоне, безопасное перестроение из ряда в ряд) предупреждает водителя о возможном столкновении при выполнении маневра.

У разных автомобильных марок есть свои аналоги данной системы:
Rear Vehicle Monitoring (или RVM) – система помощи водителю при перестроении Мазда;
Side Assist – у Фольксваген и Ауди;
Lane Change Warning – у БМВ;
Blind Spot Assist – система помощи при перестроении от Мерседес;
Spurwechselassistent (SWA) - Порше;
BLIS (или Blind Spot Information System) – у Вольво;
BLISTM (Blind Spot Infomation System) – на автомобилях Форд.

Система помощи водителю при перестроении от Аudi, которая получила название Side Assist, работает по принципу отслеживания участков движения, находящихся в непосредственной близости к автомобилю сбоку и сзади. С использованием радара и предупреждающего сигнала устройство информирует водителя об угрозе при попытке покинуть свою полосу.

Как работает система помощи водителю при перестроении

Система состоит из следующих автономных устройств:
1. Кнопки для включения системы, которая расположена на ручке переключения поворотов.
2. Радаров, вмонтированных в наружные зеркала заднего вида.
3. Электронные блоки управления по одному на каждую сторону.
4. Предупреждающие световые датчики (сигнальные лампочки), расположенные на наружных зеркалах заднего вида.
5. Лампочки контроля, расположенного на панели приборов.

Управление системой осуществляется с помощью переключателя в автоматическом режиме при превышении скорости движения 60 км/час. При этом для определения автомобилей в непосредственной близости начинает работать радар, датчики которого посылают радиоволны, облучающие «слепую» зону около автомобиля. Стоит заметить, что в некоторых системах возможна замена радаров установленными видеокамерами или датчиками ультразвукового излучения.

Установленные по одному на каждую сторону электронные блоки управления производят анализ отраженных лучей, служащий основанием для следующих показателей:
1. Контроль за движущимися автомобилями.
2. Определение неподвижных объектов, куда могут входить ограждения, столбы, автомобили на стоянке т. д.
3. Во время срабатывания системы загорается индикатор.
Индикатор контроля, расположенный на щитке приборов функционирует в двух режимах: информирования и предупреждения.

При информировании контрольная лампочка находится в режиме постоянного свечения при поиске автомобиля в невидимой зоне.
В режиме предупреждения при попытке изменения ряда движения лампочка начинает мигать, сигнализируя о присутствии постороннего объекта в невидимой зоне.

В отличие от Side Assist система от Volvo BLIS контролирует зону невидимости не радаром, а цифровой камерой, которая производит съемки со скоростью 25 кадров/мин. Особенно хороший результат показывает цифровая камера в условиях ограниченной видимости. А вот система RVM от Mazda при выявлении в слепой зоне другого автомобиля издает звуковой сигнал.

Автомобильные системы помощи при перестроении

Очень часто причиной дорожно-транспортного происшествия становится маневр перестроения из одного ряда в другой. На многих современных автомобилях появились системы, которые позволяют выполнять эти маневры с большей безопасностью. Это так называемые системы помощи при перестроении. Еще их называют системами информирования о «мертвых» зонах, системами безопасного перестроения и т.д. Все они служат для одной цели – предупредить об опасности столкновения с автомобилями, находящимися в «слепой» зоне.

Какие производители предлагают системы помощи при перестроении?

Разные автоконцерны используют собственные разработки в сфере помощи при перестроении. Volkswagen и Audi в своих авто применяют систему Side Assist. На машинах марки BMW стоит система LCW (Lane Change Warning). В японском концерне Mazda разработали систему Rear Vehicle Monitoring. Американский автомобильный гигант Ford использует систему BLISTM (Blind Spot Information System). Volvo – BLIS (Blind Spot Information System). Концерн Mercedes-Benz – систему Blind Spot Assist или BSA. В премиум сегменте качественную систему помощи при перестроении разработал Porshe – она называется SWA.

Side Assist – система концерна Audi

Систему Side Assist, которую разработала Audi, несколько раз признавали самой надежной. Например, Европейский независимый комитет по автомобильной безопасности в 2010 году признал Side Assist лучшей подобной системой. В качестве датчиков в системе Side Assist применены радары. Они контролируют пространство сзади и по бокам от автомобиля. Если водитель начинает маневр перестроения, то система, если есть помехи для движения, запускает предупредительный сигнал.

Конструктивно Side Assist выполнена следующим образом. На ручке включения поворотных сигналов установлена кнопка включения/выключения системы. Радары расположены в боковых зеркалах слева и справа. Туда же встроены и сигнальные светодиоды, включающиеся при опасности столкновения при выполнении маневра. На панели приборов также установлен сигнальный индикатор.

Чтобы включить систему, необходимо щелкнуть на кнопку на рычаге поворотников. При этом работать Side Assist начнет только при скорости не ниже 60 км/ч. Специальные радары, установленные в корпусе боковых наружных зеркал заднего вида, излучают радиосигнал в мертвые зоны. По отражению сигнала система определяет наличие автомобилей, мешающих маневру. Кроме радаров могут быть установлены ультразвуковые датчики или видеокамеры.

Радары с левой и с правой сторон автомобиля работают отдельно. Они способны анализировать поступающую информацию. Например, система может отличать подвижные объекты, то есть автомобили, и неподвижные – ограждения, заборы, столбы, деревья, припаркованные машины и так далее. Если электроника Side Assist примет решение, что маневр опасен, включится лампа. Работает сигнальная лампа в двух режимах. Если индикатор горит постоянно, то какой-то объект находится в мертвой зоне. А если начать перестроение при наличии препятствий, то лампа будет мигать. Момент перестроения система определяет по включению поворотников. Если выполняется поворот в левую полосу, то информация с правого радара не будет принята во внимание. Такая индикация очень удобна, так как позволяет контролировать обстановку все время, чтобы выбрать заранее момент для безопасного выполнения маневра.

Особенности системы BLIS от Volvo

Система BLIS от концерна Volvo работает по другому принципу. Функцию радара в ней выполняет миниатюрная цифровая камера, которая может снимать до 25 кадров в секунду. У такой реализации есть существенный недостаток – камера будет иметь низкую эффективность при плохих погодных условиях, например, в ливень или метель. Включается система BLIS при помощи кнопки, расположенной на панели приборов. Работать автоматика начинает со скорости в 10 км/ч.