CC BY
186
НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS» №5/2015 ISSN 2411-717Х
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Ермаков Виктор Васильевич
к.т.н., профессор ТГУ г. Тольятти, РФ E-mail: ateoevv@mail.ru
СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ПРЕПЯТСТВИЙ ПРИ ПАРКОВКЕ АВТОМОБИЛЯ
Аннотация
Актуальность работы посвещена вопросу обеспечения безопасности движения и парковки автомобиля. Предложен алгоритм работы парковочного радара с функцией сканирования «мертвых зон». Рассмотрены вопросы построения и схемные решения реализации парктроника.
Ключевые слова
Парковочный радар, "мертвая зона" видимости, ультразвуковой датчик, алгоритм работы.
Многие автолюбители сталкиваются с определенными трудностями во время парковки. Габариты автомобиля мешают водителю точно оценить расстояние до объектов, расположенных достаточно низко или в неудобных для обзора местах. А такие природные явления как дождь, снег, туман ещё больше осложняют процесс парковки. Нередко водители сами ухудшают задний обзор своего автомобиля, тонируя стёкла - это влечёт за собой практически нулевую видимость в тёмное время суток [1, с.40].
Приняв во внимание всё вышесказанное, трудно переоценить необходимость в устройствах, облегчающих процесс парковки, - системах обнаружения препятствий при парковке, которые так же называют парковочными радарами или парктрониками.
Парковочный радар — автомобильная система, состоящая из датчиков, устанавливаемых в бамперы автомобиля, электронного и информационного блока. Ультразвуковые парковочные радары работают по принципу эхолота [2, с.312]. Каждый из датчиков сначала излучает ультразвуковой сигнал, затем переключается на прием, чтобы уловить отраженный от препятствия сигнал. Электронный блок измеряет время прохождения сигнала, вычисляет расстояние до ближайшего объекта и оповещает водителя с помощью звукового сигнала, светового индикатора расстояния.
В списке опций автомобилей зарубежных марок, наряду с системами обнаружения препятствий при парковке, все чаще можно увидеть систему сканирования «мёртвых» зон. Принцип работы таких систем аналогичен принципу работы ультразвукового парктроника.
Нахождение автомобиля в «мертвой зоне» часто становится причиной попутных столкновений. Перед выполнением маневра, связанного с перестроением в другой ряд, водитель может повернуть голову и убедиться, что манёвр безопасен и не создаст помеху другим автомобилям, однако в это время впереди идущий автомобиль может начать экстренное торможение, что так же может привести к столкновению. Система сканирования мёртвых позволяет избежать описанных ситуаций. При обнаружении автомобиля находящегося в «мёртвой» зоне система проинформирует водителя об опасности перестроения.
Исходя из вышесказанного, следует вывод, что реализация функции сканирования «мертвых» зон в системе обнаружения препятствий при парковке за счет разработки нового алгоритма является актуальной.
Был разработан новый алгоритм работы автомобильной системы обнаружения препятствий при парковке отличающийся от известных ранее тем, что реализует функцию сканирования «мертвых» зоны с минимизацией ложных срабатываний, тем самым повышая потребительские свойства системы парковки и автомобиля в целом.
Автомобильная система обнаружения препятствий при парковке с функцией сканирования «мёртвых» зон имеет два режима работы: • «парковка»;
• «сканирование «мёртвых» зон».
В режиме «парковка» работают либо 4 передних, либо 4 задних датчика, в зависимости от направления движения автомобиля. В режиме «сканирование «мёртвых» зон» работают крайние передние и задние датчики (рисунок 1), установленные по углам бампера под углом 30-35° к продольной оси автомобиля. В данном режиме работы парктроника, датчики работают в режиме повышенной чувствительности, т.е. увеличивается дальность обнаружения препятствий с 1,5м до 3м.
Рисунок 1 - Работа парковочного радара в режиме сканирования «мертвых» зон
Автомобильный парктроник в режиме «парковка» имеет три зоны обнаружения препятствия, имеющие определенный метраж:
• критическая зона: 0,2.. ,0,35м;
• оптимальная зона: 0,35. 0,75м;
• безопасная зона: 0,75 .1,5 м;
При обнаружении объекта в той или иной зоне происходит индикация, причем каждой зоне соответствует определенный цвет:
• критическая зона: красный;
• оптимальная зона: оранжевый;
• безопасная зона: зеленый.
В режиме «сканирование «мёртвых» зон» две зоны обнаружения препятствия, так же имеющие определенный метраж:
• критическая зона: 0,2.1,5м;
• опасная зона: 1,5.3м.
При обнаружении объекта в той или иной зоне происходит индикация, причем каждой зоне соответствует определённый режим работы индикатора:
• критическая зона: частое мигание;
• опасная зона: постоянное свечение.
Рисунок 2 - Алгоритм работы автомобильной системы обнаружения препятствий с функцией сканирования «мертвых» зон
Алгоритм работы парктроника (рисунок 2) реализуется в зависимости от выполнения или невыполнения определенных условий. Он начинается с определения направления движения автомобиля, что определяет режим работы парктроника - сканирование пространства впереди автомобилем, или сканирование пространства позади автомобиля. При движении автомобиля вперед со скоростью движения > 20км/ч включается режим сканирования «мертвых» зон. При этом работают только угловые задние и угловые передние датчики, после чего идет сканирование «мёртвой» зоны и вычисление расстояния до находящихся в ней объектов. Если препятствие находится в зоне сканирования одновременно переднего и заднего датчиков - система «молчит». Если препятствие сначала попадает в зону сканирования переднего датчика, затем заднего - система «молчит» (обгон автомобиля). Если препятствие сначала находится в зоне сканирования переднего датчика, затем заднего и объект находится в зоне сканирования заднего датчика более 5 секунд, система начнет информировать водителя о наличии препятствия в «мертвой» зоне. Если в зоне сканирования переднего датчика не обнаружено препятствий, а в зоне сканирования заднего появился объект - система будет информировать водителя о препятствии в "мертвой" зоне (именно тот самый опасный случай, о котором система и должна информировать водителя). Передача информации водителю о препятствии и расстоянии до него, передаётся с помощью светодиодов размещенных на стойках ветрового окна. В режиме «парковка» (при скорости движения < 20км/ч) в зависимости от направления движения в работу вступает передняя или задняя группа УЗ-датчиков. После чего идет вычисление расстояния до объекта и передача информации водителю о расстоянии до препятствия. В данном режиме работы парктроника водитель получает информацию по средствам светового индикатора.
Функциональная схема автомобильного парктроника с функцией сканирования мёртвых зон представлена на рисунке 3.
Для того чтобы УЗ датчик был способен воспринимать входные воздействия и представлять их в
виде, приемлемом для дальнейшей обработки, ему необходимо добавить некоторые дополнительные компоненты.
Излучающий тракт включает в себя электронный ключ (ЭК), формирователь (Ф) и усилитель (У). Генератором является сама однокристальная микроЭВМ. Электронный ключ включает и выключает генератор в зависимости от длительности импульса запуска, тем самым формируются последовательности импульсов излучения разной длины [3, c.214].
Излучающий тракт состоит из ключа (ЭК), формирователя (Ф) и усилителя (У). Генератором является сама однокристальная микроЭВМ. Ключ коммутирует генератор и формируюет последовательность импульсов излучения разной длины.Приёмный тракт включает группу усилителей: селективного (СУ) и выходного каскадов (У); фильтра и компаратора (К). Сигнал, снимаемый с ультразвукового преобразователя, имеет разброс в в диапазоне от сотен микровольт до едениц вольт.
Фильтр отсекает амплитуды до значений, не превышающих ±2,5 В; это также защищает усилитель от слишком высокого напряжения. Селективный усилитель допускает к обработке только полезный сигнал. Сигнал демодулируется, детектируется и затем огибающая усиливается. Амплитуда огибающей сравнивается с порогом компаратора. При превышении порога на схему обработки выдается импульс.
Информационные датчики представлены датчиком скорости автомобиля (ДСА) и датчиком включения задней передачи (ДВЗП). ДСА на эффекте Холла выдает сигнал частотно-импульсной формы. Сигнал с ДСА используется для управления работой двигателя, стидометра и т.д. ДСА устанавливается на коробке переключения передач. ДВЗП контактного типа, так же устанавливаемый на коробке переключения передач, предназначен для включения фонарей заднего хода.
Эти датчики сообщают блоку управления информацию о скорости движения автомобиля и о том, включена или нет задняя передача. По этим сигналам с датчиков организовывается алгоритм работы всей системы и выбор необходимого режима работы парктроника.
Блок управления (БУ). Ультразвуковой парктроник имеет электронную схему обработки сигнала и управления распределением временных интервалов и функционированием излучающего тракта. В качестве БУ используется однокристальная микроЭВМ. Однокристальная микроЭВМ используется для управления разнообразными излучающими трактами и выполняет функцию обработки сигналов с датчиков.
Рисунок 3 - Функциональная схема автомобильного парктроника с функцией сканирования мёртвых зон
НАУЧНОЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ «CETERIS PARIBUS» №5/2015 ISSN 2411-717Х
Типичными функциями являются генерирование тактовой частоты, управление длительностью излучаемого импульса, определение времени прохождения отражённого сигнала, распознавание сигналов помехи, управление индикацией и самодиагностика. Контроллер имеет связь с автомобильным компьютерным окружением посредством соответствующего протокола [4, c.81].
Звуковой и световые индикаторы служат для своевременного оповещения водителя и предупреждения о возможном столкновении с препятствием. Световой индикатор представляет собой дисплей, отображающий схематично автомобиль с четырьмя светодиодами по краям, которые в зависимости от близости к препятствию меняют свой цвет по схеме: зеленый - оранжевый - красный. Звуковой индикатор организует акустическое предупреждение водителя при критическом приближении. Светодиоды информирующие о наличие препятствий в режиме «сканирование «мёртвых» зон» устанавливаются на левую и правую передние стойки в салоне автомобиля и предупреждают водителя об опасности выполнения манёвра перестроения при возникновении препятствий в «мёртвой» зоне автомобиля.
Выводы
Предложен новый алгоритм работы системы, отличающиеся от известных ранее тем, что в нем реализована функция сканирования мертвых зон, оповещающая водителя о нахождении других транспортных средств в «мертвых» зонах при выполнении перестроений с минимизацией ложных срабатываний и двумя режимами индикации. Разработанный алгоритм повышает потребительские качества системы, а так же исключает возникновение аварийных ситуаций при перестроении. Список использованной литературы
1. Ермаков В.В., Пионтковская С.А., Пьянов М.А. Влияние электрооборудования на безопасность автотранспортного средства // Грузовик. 2011. № 6. С. 39-43.
2. Современные датчики: Справочник. Дж. Фрайден - М., Техносфера, 2005, -588с.
3. Пьезоэлектрические датчики. В.М. Шарапов, М.П. Мусиенко, Е.В. Шарапова - М., Техносфера, 2006, -632с
4. Козловский В.Н., Пьянов М.А. Развитие персонального навигационного оборудования для обеспечения надежности транспортного средства // Перспективы развития информационных технологий. 2014. № 18. С. 78-82.
© Ермаков В В., 2015
Ищукова Евгения Александровна
канд. техн. наук., доцент ЮФУ, г. Таганрог, РФ E-mail: uaishukova@sfedu.ru Алексеев Дмитрий Михайлович студент ЮФУ, г. Таганрог, РФ E-mail: alekseev_1994dima@mail.ru
АЛГОРИТМ АНАЛИЗА ШИФРА МАГМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА СЛАЙДОВОЙ
АТАКИ
Аннотация
Данная статья содержит результаты исследования блочного алгоритма шифрования данных Магма. Представлены подходы к реализации алгоритма поиска слайдовых пар для реализации слайдовой атаки на алгоритм шифрования Магма. Разработан параллельный алгоритм, предназначенный для повышения
