Автореферат (1173096), страница 2
Текст из файла (страница 2)
На данный момент отсутствует общепризнанная методика оценкиэффективности указанных систем автомобилей категории М1 и N1.Существующие методики испытаний предполагают проведение тестовых заездовв идеализированных условиях (отсутствие осадков, сухая поверхность тестовойасфальтобетонной площадки, дневное освещение, положительная температуравоздуха) и не охватывают весь диапазон реальных условий эксплуатации.По результатам проведѐнного обзора сформулированы цель и задачиисследования.Во второй главе описывается программа экспериментальной оценкиэффективности действия САЭТ, включающая в себя 9 испытательных тестов.Заезды проводились на различных опорных поверхностях и с различными типами«целей» - объектов, создающих препятствие движению.
В качестве «целей» былизадействованы:мягкая стена;автомобиль;макет мотоцикла;велосипед;надувной манекен.Тесты 1 – 6: функциональные – они предназначены для получения данных офункциональных характеристиках САЭТ (способности к обнаружению различныхпрепятствий, дистанции до препятствия, на которой срабатывает сигналпредупреждения о столкновении; замедление объекта при отсутствии реакцииводителя на сигнал предупреждения о столкновении).Тесты 7 – 9: провокационные – они предназначены для получения данных оспособности САЭТ противостоять ложным срабатываниям.В качестве объектов испытаний были использованы: Infiniti QX 60 и Subaru XV,7оборудованные САЭТ Forward Emergency Braking и Pre-Collision Braking Systemсоответственно.В процессе исследования измерялись и регистрировались следующиепоказатели движения объекта испытаний:время (t);пройденный путь (S);модуль вектора скорости автомобиля относительно опорнойповерхности (Va);окружная скорость левого переднего колеса (VЛП);усилие на тормозной педали (FТ);момент на рулевом колесе (Mр);угол поворота рулевого колеса (α);продольное, поперечное и вертикальное ускорения автомобиля(jx,jy,jz);угловая скорость автомобиля относительно трех координатных осей(ωx, ωy, ωz);географические координаты 2 точек автомобиля по даннымGPS/ГЛОНАСС.Рисунок 1 – Параметрическая запись заезда (пример): 1 –скорость объектаиспытаний; 2 – усилие на педали тормоза объекта испытаний; 3 – продольноеускорение объекта испытаний; 4 –угол поворота рулевого колеса объектаиспытаний; 5 – дистанция между объектом испытаний и «целью»; 6 –моментактивации функции предупреждения о столкновении;7 – условное столкновение объекта испытаний с «целью».Также во время экспериментальных заездов производилась видеозаписьприборной панели объекта испытаний, с целью фиксации момента срабатыванияаудиовизуального сигнала предупреждения о возможном столкновении.
В8процессе последующей обработки зарегистрированных данных производиласьсинхронизация видеозаписи с параметрической записью.В результате обработки экспериментальных данных были полученыграфические зависимости для каждого заезда (Рисунок 1). Анализ данныхзависимостей позволил определить не только дистанцию активации сигналапредупреждения водителя о возможном столкновении, но и оценить замедлениеобъекта испытаний на этапе автоматического торможения.По результатам проведенного экспериментального исследования былипроанализированы характерные особенности функционирования САЭТ объектовиспытаний.
В частности были получена статистика отказов – полного отсутствия«реакции» системы на «цель», выражающейся в не активации сигналапредупреждения о возможном столкновении (Таблица 1).Таблица 1Количество заездов/отказов САЭТ в зависимости от типа «цели»Тип «цели»Количество проведенных заездов/отказовInfiniti QX60Subaru XVМягкая стена78/145/0Автомобиль40/318/0Макет мотоцикла10/30/0Велосипед9/39/0Надувной манекен18/517/9ИТОГО155/2849/9По результатам «провокационных» тестов, ни в одном из заездов не былозафиксировано ложных срабатываний САЭТ объектов испытаний.Эффективность действия САЭТ определялась своевременностью активациифункции предупреждения о возможном столкновении – дистанцией допрепятствия, на которой включается сигнал предупреждения водителя. Этадистанция зависит от относительной скорости сближения ТС с препятствием.Данный параметр – время до столкновения (англ: Time to collision).Время до столкновения (ТТС) – время в секундах, через которое ТСкоснется препятствия при условии, что относительная скорость сближения будетнеизменна.В случае применения неподвижной «цели», время до столкновения (наэтапе предупреждения водителя) может быть рассчитано по следующей формуле:ср,(1)сргде:Dср – дистанция до препятствия (м), на которой произошла активацияаудиовизуального сигнала предупреждения о возможном столкновении;Vср – скорость (м/с) ТС, на которой произошла активацияаудиовизуального сигнала предупреждения о возможном столкновении.9Своевременность предупреждения водителя о возможном столкновениитакже зависит от скорости его реакции на сигнал предупреждения.Время реакции водителя учитывается в известной формуле остановочногопути транспортного средства.Сравнение величины остановочного пути с дистанцией до препятствия, накоторой был активирован сигнал предупреждения о возможном столкновении,позволит определить своевременность его подачи.
Поскольку сравнение можетпроизводиться для достаточно широкого диапазона скоростей, можнопредставить величину остановочного пути при помощи параметра время достолкновения:ост(2)срНа основе экспериментальных данных были построены зависимости(Рисунок 2) TTCalarm объектов испытаний для скорости 40 км/ч.Рисунок 2 – Зависимость ТТС от коэффициента сцепленияАлгоритм работы САЭТ автомобиля Infiniti QX 60 не учитывает изменениесцепных свойств дорожного покрытия, автомобиль Subaru XV начинаеттормозить раньше на дорогах с низким коэффициентом сцепления, но при этом,тем не менее, происходит столкновение с препятствием на заснеженных дорогах.В третьей главе приводитсяматематическая модель алгоритмафункционирования существующей САЭТ, построенная на основе анализарезультатов экспериментального исследования.Модель существующей САЭТ (Рис. 3) состоит из трех блоков: блока «технического зрения» (БТЗ); блока управления (БУ); системы автоматического торможения (САТ).10Рисунок 3 – Функциональная схема САЭТБлок «технического зрения» определяет наличие препятствия движению идистанцию D до него.
Данные о дистанции поступают на вход блока управления.Также на вход блока управления поступает информация о собственной скоростиV движения автомобиля. На основе этих данных блок управления рассчитываетотносительную скорость Vотн сближения с препятствием. Далее происходитсравнение актуального значения дистанции до препятствия с расчетнымзначением остановочного пути Sост при данной относительной скоростисближения.
При возникновении условия:D ≥Sост , активируется сигнал Aпредупреждения водителя о возможном столкновении. При возникновенииусловия: D =Sторм , на вход системы автоматического торможения подается запросна активацию торможения с замедлением j.Дистанция активации сигнала предупреждения о столкновенииопределяется по величине остановочного пути, но с учетом коэффициента запасапо расстоянию (ks):ср(3)остПри отсутствии реакции водителя торможением на сигнал предупреждения,блок управления САЭТ рассчитывает необходимое замедление j с учетомактуального значения дистанции до препятствия и относительной скоростисближения. В случае неподвижного препятствия:тормгде:сн,(4)Sторм – тормозной путь автомобиля (м).Тормозной путь Sторм автомобиля задается характеристикой Sторм =f (Vотн ).В случае неподвижного препятствия, тормозной путь рассчитывается по формуле:тормсн(5)Коэффициент сцеплениязадается постоянным значением и неизменяется во время функционирования САЭТ, что не позволяет системеадаптироваться к меняющимся дорожным условиям.В целях расширения диапазона эффективной работы САЭТ, был предложенусовершенствованный алгоритм функционирования САЭТ, основным отличиемкоторого является назначение коэффициента сцепления шин с опорной11поверхностьюпеременной величиной, которая будет учитываться приопределении Sост , когда активируется сигнал предупреждения водителя овозможном столкновении.Посколькуне может быть точно определен на стадии, предшествующейторможению, предлагается создать алгоритм его прогнозирования на основеинформации, получаемой от датчиков расположенных на автомобиле.
В качествеисходных данных для прогнозирования предлагается использовать данные отемпературе окружающего воздуха tвозд (t) и интенсивности осадков w (t). Этиданные поступают на вход блока прогнозирования (БП), где обрабатываются и навыходе из БП формируется спрогнозированное значение коэффициента(Рисунок 4).Рисунок 4 – Функциональная схема усовершенствованной САЭТОсновное отличие усовершенствованного алгоритма заключается вовключении в функциональную схему блока прогнозирования, который подает навход блока управления САЭТ спрогнозированное значение коэффициентасцепления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
