Радар безопасности движения автомобильного транспорта
Изобретение относится к технике ближней радиолокации и может быть использовано, главным образом, в качестве датчика системы предупреждения водителей о возможном столкновении автомобиля с препятствием в возникающей аварийной ситуации, для обеспечения безопасности движения автомобиля в транспортном потоке или же для повышения эффективности действия процесса торможения автомобиля, снабженного, например, антиблокировочной системой, и в других случаях. Особенностью предлагаемого устройства является то, что в нем используется один генератор радиочастоты, часть сигнала которого облучает земную поверхность боковым лепестком однолучевой антенны, тем самым оценивается путевая скорость автомобиля по частоте Доплера, а другая часть радиосигнала формируется в виде коротких импульсов и направляемых той же радиоантенной в переднюю сторону движения автомобиля. Вычислительное устройство оценивает текущую дальность, скорость сближения с препятствием и путевую скорость, выдавая сигнализацию в случае достижения критического состояния этих величин, при которых неизбежно опасное столкновение как с подвижным, так и неподвижным препятствием. 1 ил.
Изобретение относится к технике ближней радиолокации и может быть использовано, например, в качестве датчика системы предупреждения водителей о возможном столкновении автомобиля с препятствием в возникающей аварийной ситуации, для обеспечения безопасности движения автомобиля в транспортном потоке или же для повышения эффективности действия процесса торможения автомобиля, снабженного антиблокировочной системой, и в других случаях.
Радар безопасности движения автомобильного транспорта работает следующим образом. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства. Генератор непрерывных колебаний 1 формирует непрерывные колебания радиочастоты, поступающие одновременно: на модулятор 2, в котором формируются радиоимпульсы, усиленные в первом усилителе мощности 3, поступающие на сумматор 4, а с него через циркулятор 5 излучаются через антенну 6 в пространство; на первый гетеродинный вход смесителя 7, на второй вход которого поступает через антенну 6 и циркулятор 5 радиосигнал, отраженный от препятствия; на вход второго усилителя мощности 12, выходной радиосигнал которого через сумматор 4, циркулятор 5 и антенну 6 также излучается в пространство. Таким образом, антенной 6 одновременно излучаются в пространство импульсный и непрерывный радиосигнал. Сигнал на выходе смесителя 7 несет информацию о дальности до препятствия и путевой скорости, если луч диаграммы направленности антенны 6 облучает препятствие, находящееся перед автомобилем, а боковой лепесток антенного луча соприкасается с земной поверхностью. Измерение дальности до препятствия и скорости сближения с ним после смесителя 7 осуществляется преобразователем частоты 8, с выхода которого сигнал, преобразуясь в детекторе 9, поступает на первые входы регистратора дальности 10 и первого регистратора скорости 11, на вторые входы которых поступают радиоимпульсы, сформированные в модуляторе 2. Первый регистратор скорости 11 выдает информацию на третий вход вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения 15, в котором скорость сближения автомобиля с препятствием вычисляется как скорость изменения приращения дальности во времени dt, так что . С регистратора 10 сигнал поступает на второй вход вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения 15. Оценка путевой скорости осуществляется выделением сигнала сформированного после смесителя 7, затем фильтром доплеровских частот 13, при помощи второго регистратора скорости 14. Численно величина путевой скорости движения автомобиля Vам прямопропорциональна доплеровской частоте Fд и при определенной длине волны радиосигнала и угле a облучения антенной дорожного покрытия находится по зависимостям откуда Таким образом, с выхода второго регистратора скорости 14 сигнал поступает на первый вход вычислителя опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения 15, на второй его вход сигнал поступает с выхода регистратора скорости 10 и на третий его вход сигнал поступает с выхода первого регистратора скорости 11, а с выхода вычислителя 15 подается команда на исполнительную схему, например звуковую или световую индикацию. Вычислитель опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения 15 производит вычисления и на его выходе появляется сигнал-команда при достижении опасного расстояния Rтор, т.е. между автомобилем и впереди находящимся препятствием (движущимся или неподвижным), при этом производится анализ трех текущих значений: 1) путевой скорости движения автомобиля (относительно земли) - Vам;2) скорости сближения с препятствием Vсбл;
3) текущей дальности до препятствия Rтек. Критические значения этих величин оцениваются при ситуациях:
1) автомобиль движется в сторону неподвижного или встречно движущегося препятствия;
2) автомобиль движется в потоке, в котором все транспортные средства движутся в одну сторону с одинаковой скоростью. При движении автомобиля в направлении на неподвижное препятствие или на препятствие движущееся встречно расчет опасного расстояния Rтор1 производится по классической формуле; опасное расстояние зависит от скорости сближения автомобиля с препятствием Vсбл, времени срабатывания тормозного привода t1, времени нарастания ускорения t2, коэффициента сцепления шин с покрытием дороги v величины уклона дороги - j, коэффициента эксплуатационных условий торможения Kэ следующим образом:
При использовании для расчетов вычислительной техники коэффициенты, характеризующие состояние тормозной системы автомобиля и дорожного покрытия, могут устанавливаться программно. При движении автомобиля в потоке, в котором все транспортные средства движутся в одну сторону, скорость относительного сближения двух движущихся транспортных средств может быть равна нулю (Vсбл=0), но расстояние Rтор2, на котором необходимо выдать команду об опасном расстоянии, должно быть не ниже значения R, которое зависит как от величин путевой скорости автомобиля Vам, так и от времени реакции водителя автомобиля tвод:
DR = vамtвод. Тогда общий тормозной путь может быть найден по формуле
Rтор2= Rтор1+ R. Следовательно, вычислитель опасного расстояния по дальности, путевой скорости и скорости сближения 15 выдает исполнительную команду по результатам вычислений совместных величин: текущей дальности до препятствия Rтек, скорости сближения с препятствием Vсбл и путевой скорости автомобиля Vам, только в случае достижения критического состояния этих величин, при которых неизбежно опасное столкновение как с подвижным, так и неподвижным препятствием.
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1