Vairuotojo pagalbos funkcijos, tokios kaip adaptyvioji kruizo kontrolė, automatinis avarinis stabdymas, eismo juostos centravimas ir aklosios zonos stebėjimas, kurios yra laisvų rankų įrangos sistemų sudedamosios dalys, reikalauja, kad transporto priemonė „matytų“ aplinką. Šis dirbtinis matymas atliekamas naudojant įvairių tipų jutiklius, o automobilių gamintojai juos naudoja skirtingai. Šiame pradžiamokslyje paaiškiname, kaip veikia kiekviena jutiklių kategorija ir kam ji naudojama. Gali būti, kad daugiau niekada nebežiūrėsite į savo automobilį, žiūrintį į jus taip pat.
Radaras
Radijo aptikimo ir nuotolinio veikimo, geriau žinomo kaip radaras, elektromagnetinės bangos naudojamos objektų vietai nustatyti ir jų greičiui nustatyti. Radaro jutiklis yra ir siųstuvas, ir imtuvas. Laikas, per kurį banga atsitrenkia į objektą ir grįžta atgal, parodo jo atstumą, o bangos dažnio pokytis kelionės metu naudojamas objekto greičiui nustatyti. Skirtingai nuo besisukančių radaro siųstuvų ir (arba) imtuvų, naudojamų, pavyzdžiui, oro eismo valdyme, automobilių radarai yra stacionarūs. Jie paprastai būna ant priekinio automobilio bamperio, skirti adaptyvioms kruizo kontrolės sistemoms arba automatiniam avariniam stabdymui, ir už galinio ketvirčio skydelio, skirti aklosios zonos stebėjimui, kad būtų galima aptikti kitas transporto priemones; jie gali suklaidinti mažiau išmanius radaro detektorius. Radarą netgi galima pritaikyti aptikti trumpuoju arba ilguoju atstumu.
Sonaras
Garso navigacijos ir nuotolio nustatymo technologija, dar vadinama ultragarso arba ultragarsiniais jutikliais, jau dešimtmečius naudojama parkavimo jutikliuose. Sonariniai jutikliai automobiliuose būna kaip maži apskritimai buferiuose arba sparnuose. Tai dar vienas siųstuvo ir imtuvo prietaisas; jis skleidžia garso bangas, kurios atsitrenkusios į kokį nors objektą atšoka atgal, o bangų sklidimo laikas kartu su garso greičiu parodo atstumą iki objekto. Pasyvieji sonarai, t. y. visuose filmuose apie povandeninius laivus rodomos sistemos, tik klausosi, o automobiliuose naudojamos sistemos aktyviai siunčia impulsus.
Stiprioji sonaro pusė – aptikimas trumpais atstumais. Vienas sonaro jutiklis gali pasakyti tik tai, ar jo matymo lauke kas nors yra ir kaip toli; jis nieko nežino apie objekto formą ar jo greitį. Kelių jų išdėstymas išilgai transporto priemonės priekinės ar galinės dalies padeda gauti šiek tiek daugiau informacijos apie tai, į ką ruošiatės įvažiuoti ar į ką ketinate atsitrenkti, tikėkimės, kol dar nevėlu. Į šonus nukreipti jutikliai gali aptikti laisvas vietas automatinėms parkavimo sistemoms.
Ultragarsiniai jutikliai pastaruoju metu atsidūrė transporto priemonių salonuose. Valdymo gestais sistemose, t. y. gudriose funkcijose, leidžiančiose reguliuoti informacijos ir pramogų sistemos garsą, pavyzdžiui, sukant pirštą ore, ultragarso jutikliai naudojami įvesties signalams nustatyti. Tačiau mes to nepriskiriame prie vairuotojo pagalbinių funkcijų.
Kameros
Vaizdo įrašai naudojami įvairioms vairuotojo pagalbos funkcijoms, įskaitant automatinį avarinį stabdymą, pagalbinę eismo juostos palaikymo sistemą ir adaptyviąją kruizo kontrolę. Viena kamera sukuria 2D vaizdą, kurį kompiuteris gali naudoti tokiems dalykams, kaip eismo juostos linijos ir kelio ženklai, taip pat pėstiesiems ar dviratininkams aptikti. Kameras galima nustatyti taip, kad jos matytų arti arba toli.
Naujas kelių kamerų išdėstymas leidžia suvokti gylį taip, kaip tai daro žmogaus akys. „Subaru“ sistemoje, kuri taikliai pavadinta „EyeSight“, kaip nebrangi radaro alternatyva naudojama pora taip išdėstytų kamerų.
Vairuotojui stebėti transporto priemonėje taip pat naudojamos kameros. Šios sistemos paprastai yra sujungtos su infraraudonųjų spindulių skleidėjais, kad kameros galėtų „matyti“ naktį ir nustatyti, ar vairuotojas kreipia dėmesį į kelią. Panaši sistema su infraraudonųjų spindulių kameromis, nukreiptomis į išorę, taip pat gali užtikrinti naktinį matymą transporto priemonės išorėje, kad būtų lengviau pastebėti žmones ir gyvūnus tamsoje. Tuo tarpu tiesioginiai saulės spinduliai gali kelti problemų regėjimu pagrįstiems jutikliams.
Kalbant apie kameras, reikia nepamiršti vieno dalyko: Dažnai jos būna įmontuotos už priekinio ar galinio automobilio stiklo, todėl bet koks šio stiklo keitimas gali tapti nedideliu rūpesčiu. Įsitikinkite, kad tas, kas keičia stiklą, taip pat gali atlikti reikiamą kalibravimą.
Lidaras
Radarų ir sonarų šviesos spinduliuotės giminaitis yra vienas iš naujesnių automobilių jutiklių arsenalo papildymų. Lidaras siunčia šviesos impulsus, dažnai naudodamas šviesai saugų lazerį, kurie taškų debesies pavidalu kartografuoja aplinką. Laikas, per kurį grįžta impulsas, kartu su šviesos greičiu suteikia atstumo komponentą, o atstumo pokytis nuo vieno nuskaitymo iki kito gali būti naudojamas objekto greičiui nustatyti. Rezultatas – tam tikras topografinis žemėlapis, kuriame matoma, kas yra aplink transporto priemonę.
Brangūs besisukantys lidariniai įrenginiai gali būti įrengti 4 lygio autonominėse transporto priemonėse, pavyzdžiui, „Cruise“ ir „Waymo“, ir aplink jas. Kai kuriuose serijinės gamybos automobiliuose, įskaitant „Audi“, „Lexus“ ir „Mercedes“ automobilius, pradėta montuoti nebrangesnius statinius jutiklius, kurie turi mažesnį matymo lauką.
Lidar jutikliai ne tik naudojami automobilyje, bet ir padeda sudaryti HD žemėlapius, kuriais naudojasi 2 ir 3 lygių automatizuotos sistemos, kad tiksliau nustatytų buvimo vietą fiksuotų atskaitos taškų atžvilgiu, o tai savo ruožtu parodo, kur yra eismo juostos ir kiti atributai. Naudojantis šiais anksčiau žemėlapiuose užfiksuotais duomenimis sutaupoma didelių išlaidų, susijusių su transporto priemonėje įmontuotu lidariniu jutikliu.
Jutiklių sintezės koncepcija
Automatizuotos transporto priemonės posistemius galima įsivaizduoti kaip mėgstamą beisbolo būrį ar specialistų grupę. Kiekviena jų turi savo stipriųjų ir silpnųjų pusių.
Jutiklių sintezės koncepcija – tai kai kelių rūšių jutikliai (biznyje vadinami „modalitetais“) veikia kartu, kad įveiktų savo individualius trūkumus. Jutiklių sintezė taip pat užtikrina tam tikrą perteklių – jei vienas jutiklis ko nors nepastebi arba sugenda, kitas gali tai padaryti.
Kadangi automobilių gamintojai toliau kuria sudėtingas automatizuotas sistemas, turinčias daugiau funkcijų, jutiklių sintezė tampa vis dažnesnė. Ryški išimtis yra „Tesla“, kuri savo autopiloto ir visiško savarankiško vairavimo funkcijose naudoja tik kameras. Tikimasi, kad ir kiti automobilių gamintojai, progresui tęsiantis, ir toliau pridės daugiau ir įvairesnių tipų jutiklių.
