РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ

January 8, 2013 by admin Комментировать »

Зайцев А. А., Ковбаса А. П., Шайда В. А. Научно-исследовательский институт «Квант-Радиоэлектроника» Тел.:287-0798, e-mail: V. Shayda@ktrans.kiev.ua

Аннотация – Рассматривается структура и технические характеристики радиотехнической интеллектуальной транспортной системы предупреждения столкновений (РИТСП), предназначенной для формирования информации о ситуации на пути следования транспортного средства. РИТСП реализована на основе миллиметрового псевдошумового радара, дополненного телевизионной системой.

I.                                       Введение

За последние годы количество транспортных средств на магистралях и улицах городов и населенных пунктов Украины увеличилось в десятки раз. Это привело к значительному увеличению количества аварий. Причина большинства аварий – недостаточная информированность водителя о ситуации на пути движения, особенно в сложных погодных условиях. Процесс управления движением транспортного средства базируется на информации

о  ситуативном состоянии окружающего транспортное средство пространства, выработке суждения на основе анализа ситуации и произведению действий по управлению транспортным средством с целью изменения его положения.

В мире в настоящее время ведутся интенсивные разработки интеллектуальных транспортных систем (ИТС), способных обеспечить водителя необходимой информацией и подсказать ему возможные пути адаптации к ситуации на пути движения. Наиболее интенсивно разрабатываются радиотехнические интеллектуальные транспортные системы предупреждения столкновений (РИТСП) среди которых есть как простейшие – сенсорные, предупреждающие о наличии спереди (сзади) движущегося транспортного средства или других опасных объектов [1], так и более сложные, решающие комплекс задач оптимизации поведения транспортного средства в сложившихся условиях движения.

В рассматриваемой системе информация о состоянии пространства получается с помощью двух сенсоров: радиолокационного и телевизионного, определяющих, соответственно, ситуацию в дальней (до 200 м) и ближней (до 50 м) зоне. Анализ состояния пространства, окружающего транспортное средство, производится в центральном вычислителе, где вырабатываются варианты адаптации к сложившейся ситуации на пути движения транспортного средства.

II.                              Основная часть

в состав РИТСП (Рис.1) входят: радиолокационный сенсор -1, измеряющий местоположение объектов, составляющих потенциальную опасность транспортному средству, и скорость сближения, телевизионный канал наблюдения, в том числе за дорожными знаками, светофорами и разметкой на дороге – 2, и центральный вычислитель с бортовым дисплеем и панелью управления – 3.

Радиолокационный сенсор 1, выполненный на базе моноимпульсной миллиметровой РЛС, определяет дальность и угловую координату целей в дальней зоне, телевизионный канал наблюдения

2   используется в ближней зоне, например при парковке, прохождении через узкие места. Центральный вычислитель 3 выполняет обработку сигналов от радиолокационного сенсора и телевизионного канала и формирует управляющие сигналы, которые передаются в системы транспортного средства через контроллер CAN-интерфейса 10 и информационную шину, в качестве которой используется CAN- интерфейс. Центральный процессор 9 формирует информацию для отображения на бортовом дисплее 11, а также принимает команды управления от водителя через панель управления 12.

Рис. 1. Структурная схема автоматизированной системы обеспечения безопасности движения. 1 – радиолокационный сенсор, 2 – телевизионный канал наблюдения, 3 – центральный вычислитель,

4 – антенная система, 5 – приемопередающее устройство, 6 – блок цифровой обработки, 7 – видеокамера, 8 – видеопроцессор, 9 – центральный процессор, 10 контроллер CAN-интерфейса, 11 – бортовой дисплей, 12- панель управления.

Fig. 1. Automated safety control system flowchart. 1 – radar, 2 – vision circuit, 3 – central processor, 4 – antenna, 5 – transceiver, 6 – digital processing block, 7

–     camera, 8 – video processor, 9 – central processor circuit, 10- CAN interface controller, 11 – display, 12- control panel

Радиолокационный сенсор 1 включает антенную систему 4, состоящую из приемных и передающей антенн, приемо-передающее устройство 5 и блок цифровой обработки 6. Приемо-передающее устройство 5, в свою очередь, имеет передающий и приемный каналы. Сверхвысокочастотный сигнал модулируется по фазе псевдослучайной последовательностью. Результирующий ФКМ сигнал излучается ан-

темной системой 4. Отраженный от препятствия сигнал принимается приемными антеннами 4 и, далее, приемным каналом, с выхода которого сигнал поступает в блок обработки 6. В блоке обработки 6 из принятого сигнала выделяются данные о дальности и угловой координате целей, которые поступают в центральный вычислитель 3.

Параллельно с радиолокационным сенсором 1 работает телевизионный канал наблюдения 2, который включает видеокамеру 7 и видеопроцессор 8, обрабатывающий видеосигналы от видеокамеры 7, выделяя из них сигналы от объектов и определяющий их положение относительно транспортного средства. Из видеопроцессора 8 данные о размерах целей и их положении поступают в центральный процессор 9.

Центральный процессор 9 построен по архитектуре IBM (ISA 16 разрядов), для которой имеется возможность использования широкого спектра процессорных плат, которые изготавливаются серийно, а также совместимы с системами, использующимися в настоящее время на транспортных средствах.

Центральный процессор 9 на основании данных, полученных от радиолокационного 1 и телевизионного 2 сенсоров, формирует для отображения на бортовом дисплее предложения по адаптации к ситуации на пути движения транспортного средства.

III.                                  Заключение

РИТСП обеспечивает водителя информацией о ситуативном состоянии окружающего транспортное средство пространства и вырабатывает предложения о вариантах адаптации к ситуации на трассе движения, парковке, проезде в узких местах и т. д. на различных стадиях движения. Выделяются следующие режимы работы:

Начало движения – вычисление пространства маневрирования, осмотр задней полусферы, предупреждающие сигналы опасного сближения, сигналы блокирования при опасных действиях водителя.

Калибровка – измерение скорости движения, определение разделительных полос, правого бордюра, реакцию транспортного средства на действия систем управления и т. д.

Крейсер-контроль – ограничение маневра движения по полосам, предупреждение о внезапных препятствиях, опасном сближении, расшифровка дорожных знаков и светофоров, рекомендации режимов движения.

Парковка – содержит функции, аналогичные операции начало движения.

Аварийная ситуация – рассчитанное пространство безопасного маневра, осмотр задней и передней полусфер, предупреждающие и аварийные сообщения.

Наименование параметра

Значение

Дальность действия, м

150…200

Сектор обзора по азимуту, град

14 (в дальней зоне)

60 (в ближней зоне)

Разрешающая способность по дальности, м

0,06 (в ближней зоне)

0,6 (в дальней зоне)

Разрешающая способность по углу, град

1…1,2

Диапазон измеряемых скоростей, км/час

0…300

Точность определения дальности, м

0,2

Точность определения угла, град

1

РИТСП обеспечивает технические параметры, указанные в таблице.

[1]   /. Gresham, N. Jain, Т. Budka, А. Alexanian, Ν. Kinayman,

В.         Ziegner, S. Brown and P. Staecker A Compact Manufacturable 76 – 77 – GHz Radar Module for Commercial ACC Applications. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 49, no. 1, January 2001.

AUTOMATED SYSTEM OF TRAFFIC ACCIDENTS PREVENTION

Kovbasa A. P., Pidgurskiy A. М., Shayda V. A.

Science and Research Institute «Kvant-Radioelectronika»

UI. Dimitrova, 5, Kiev, 03150, Ukraine

Ph.: 287-0798, e-mail: V.Shayda@ktrans.kiev.ua

I.                                          Introduction

structure and characteristics of radar intelligent transport system has been designed. System operates in far (up to 200m) and near (50m) fields.

II.                                         Main Part

System includes obstacles determination circuit, vision system which tracks road signs, traffic lights and lines, and central processor with display and controls. Radar sensor finds objects in the far field; television channel operates in the near field, for example during parking. Central processor shows data via display and receives orders from driver via control panel. CAN interface is used for connection with vehicle systems. Simultaneous phase and frequency shift keying is used in radar for distance and angle determination. Central processor is based on ISA architecture with great number of processors and expansion boards available.

III.                                        Conclusion

System can evaluate space required for vehicle, watch rear view, warn driver about hazards, block hazardous driver’s actions. It is also able to measure speed, find road lines, right border, and estimate vehicle reaction on driver’s actions. During movement, it can warn about approaching obstacles, approaching vehicles, decipher road signs and traffic lights, and recommend motion modes. Under conditions close to accidental system is able to evaluate space available for manoeuvre, watch front and rear, produce warnings and alerts.

The main system parameters are listed in the table below.

Parameter

Value

Range, m

150…200

Angle of view, degrees

14 (in far field)

60 (in near field)

Distance distinguishing, m

0.06 (in near field)

0.6 (in far field)

Angle distinguishing, grad

1…1,2

Speed range, km/h

0…300

Accuracy of distance determination, m

0,2

Accuracy of angle determination, grad

1

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты