Актуальные технологии и применения датчиков автомобильных систем активной безопасности. Часть 5. Ультразвуковые датчики

Актуальные технологии и применения датчиков

автомобильных систем активной безопасности.

Часть 5. Ультразвуковые датчики

Светлана СЫСОЕВА

S.Sysoeva@mail.ru

В пятой части статьи подробнее рассказывается о рабочих принципах и технологиях современных ультразвуковых датчиков, актуальных для таких автомобильных применений, как системы помощи при парковке или защита пешеходов.

Введение

Разнообразные датчики являются неотъемлемой частью современных систем активной безопасности и будут служить важнейшими компонентами будущих систем. Многие современные автомобили оборудуются системами помощи водителю и датчиками от таких компаний, как Bosch, Denso, Eaton, Hella, Melexis, Mitsubishi, Osram, Valeo и Raytheon. И этот список постоянно расширяется.

Анализ взаимосвязи между столкновениями и временем реакции водителя показывает, что многих аварий удалось бы избежать, если бы имелось время для маневров. Полезную роль играют предупреждающие сигналы водителю или автоматический контроль по сигналам от датчиков, идентифицирующих опасные ситуации, объединяемых в сетевые связи, с человеко-машинным интерфейсом human-machine interface (HMI).

Выделяются следующие основные категории датчиков, обнаруживающих объекты, в зависимости от их дальности действия (диапазона):

• сверхдальнего диапазона — до 500 м:

ИК тепловые камеры;

• дальнего диапазона — до 200 м: радары 77 ГГц;

• среднего диапазона — до 150 м:

ИК датчики > 300 ГГц;

• ближнего диапазона — до 80 м: видеокамеры;

• короткого диапазона — 20 м: радары 24 ГГц;

• ультракороткого диапазона — до 4 м: ультразвуковые датчики >20 кГц. Рассмотренные в предыдущей статье тепловые камеры характеризуются максимальной дальностью действия, но их основное назначение — применение в системах ночного видения и мониторинг нагретых предметов.

В дневное время суток, в зависимости от назначения и автомобильной задачи, оптимальные результаты дают радары или лидары, видеокамеры, ультразвуковые датчики. Элементная база видеокамер также подробно рассматривалась в предыдущих частях статьи, а данная публикация открывает последовательный обзор следующих технологий активной безопасности, основанных на методах ранжирования или включающих таковые: ультразвуковых датчиков, радаров, ли-даров, 3D-камер, а также ИК систем ночного видения.

Ультразвуковые датчики

Основное назначение ультразвуковых датчиков — помощь при парковке, они применяются также для обнаружения и классификации пассажиров и пешеходов.

Ультразвуковые датчики систем помощи в парковке обычно монтируются на заднем бампере автомобиля. В рамках настоящего цикла публикаций акцент делается именно на этом применении, но не ограничивается им. Автомобильные применения также включают мониторинг положения пассажиров для систем пассивной безопасности, дорожных условий для контроля жесткости и высоты подвески, системы защиты пешеходов, измерения уровня.

В основе ультразвукового принципа обнаружения препятствий лежит принцип эха [78-104]. В состав датчика входят два преобразователя: один преобразователь излучает ультразвуковые волны, а отраженные волны обнаруживаются другим, одним или более, преобразователем. Тот же самый преобразователь, который передает ультразвуковые волны, может быть использован и для обнаружения отраженной волны. Основное назначение датчиков — обнаруживать присутствие или отсутствие препятствия, но дан-

ный принцип (time of flight) позволяет также по времени возвращения эха при известной скорости распространения звука рассчитывать расстояние до объекта.

Ультразвук представляет собой не что иное, как вибрацию на частотах >20 кГц. Большинство коммерчески доступных преобразователей работает на частотах в диапазоне 40-250 кГц.

Вариации акустических параметров датчиков, окружающая среда и различные цели значительно влияют на работу устройств [103].

Важно, что скорость звука является функцией состава и температуры среды (воздуха) и влияет на точность и разрешение датчика. Точность измерений расстояния прямо пропорциональна точности значения скорости звука, используемого в вычислениях, и варьируется в реальных условиях от 345 м/c при комнатной температуре до более чем 380 м/с при температуре порядка 70 °C. Длина звуковой волны X = с //является функцией скорости ультразвука с и взаимосвязана с его частотой / поэтому эти параметры (длина волны и частота) также влияют на разрешение и точность, а также минимальный размер целей и диапазон расстояний, измеряемых датчиком.

Затухание звука является функцией частоты и влажности, что влияет на максимальное расстояние, детектируемое датчиком. Длинные волны (с меньшей частотой) характеризуются меньшим затуханием. На частотах свыше 125 кГц максимальное затухание случается при относительной влажности 100%, на частотах 40 кГц — уже при влажности в 50%. Так как датчик должен работать при любых значениях влажности, в расчетах используется максимальное затухание для каждой частоты.

Фоновые шумы являются функцией частоты и уменьшаются с ее увеличением, также оказывая влияние на максимально детек-

Рис. 43. Классические ультразвуковые преобразователи [78]:

а) размещение устройства на бампере автомобиля;

б) поперечное сечение: 1 — бампер автомобиля, 2 — основание для крепления преобразователей,

3, 4 — передающий и принимающий ультразвуковые преобразователи, соответственно, 5, 6 — упругие основания;

в) пример устройства с деталями выполнения преобразователей 3, 4: 7 — диафрагма, 8 — пьезоэлектрический преобразователь напряжение — ультразвуковые колебания или давление — напряжение с одним электродом, контактирующим с диафрагмой 7, 9 — вывод, контролирующий электрод пьезопреобразователя, 10 — провод, подсоединяемый к диафрагме, 11, 12 — терминалы устройства, 13 — металлический колпачок,

14 — опора из изолирующего материала, 15 — защитное упругое основание,

16 — 0-образное уплотнительное кольцо, 17 — край диафрагмы, нагофрированный в кольцевидной конфигурации; г, д) преобразователь, встраиваемый в бампер автомобиля: 1 — бампер автомобиля, 3 — преобразователь,

5 — упругое основание, 18 — сенсорное основание; е) вариант конструкции устройства со сниженной толщиной, уменьшенными шумами и увеличенной защитой от загрязнений: 19 — железная поддерживающая плата, 20 — заклепка, 21 — контакт, электрически соединенный через заклепку 20 с диафрагмой 7 и преобразователем 8, а также с платой 19, 22 — упругое резиновое основание, 23 — тонкий алюминиевый лист, 24 — магнитная плата (с полюсными короткими сторонами), 25 — уплотняющие гибкие резиновые участки, 26 — отверстие для вывода провода 9, 27 — заземляемый электрический терминал,

28 — заклепка, PH — высота колпачка (порядка 2 мм), ВН — высота планарной части без магнитной платы,

ЕН — отверстие для монтажа устройства в бампере

тируемое расстояние и минимальный размер цели. Разрешение и точность на высоких частотах выше, тогда как диапазон выше с более длинными волнами1.

В ультразвуковом датчике преобразователь генерирует короткий импульс, направляемый на цель и возвращающийся обратно. Форма излучателя значительно влияет на угол распространения луча и максимальное расстояние до цели. Амплитуда эха также является функцией расстояния до цели, геометрии трансмиттера и цели, свойств поверхности и размера цели. Идеальная цель должна быть максимально большой, плоской, неподвижной и располагаться перпендикулярно направлению передачи луча.

На автомобильном рынке присутствует широкий ряд датчиков, отличающихся друг от друга по конфигурации монтажа, степени защиты от окружающей среды, схемотехническим характеристикам (частоте), и имеющих различные излучатели.

Классические примеры — варианты автомобильных ультразвуковых преобразователей, представленные на рис. 43а,б [78]. Для того чтобы избежать влияния механических вибраций корпуса автомобиля на работу устройства, передающие и принимающие ультразвуковые преобразователи 3, 4 располагаются на дополнительных упругих основаниях 5, 6 в основании 2 корпуса датчика, устанавливаемого на бампере 1 автомобиля.

Конструкция преобразователей 3 и 4, детализированная на рис. 43в, включает диафрагму 7 со значительными размерами в направлении излучения и получения ультразвуковой волны или выводов 11, 12, опору 14 увеличенной толщины для поддержки упругой структуры — основания 16 и О-образного кольца

17 (в дополнение к упругим участкам 5 и 6).

Упругое основание 16 и O-образное кольцо 17 эффективно выполняют защитные функции и обеспечивают уплотнение между диафрагмой 7 и опорой 14, препятствуя проникновению пыли, воды и интерференции колебаний диафрагмы 7. Когда напряжение ультразвуковой частоты подается на терминалы 11 и 12, пьезоэлемент 8 расширяется или уменьшается в диаметральном направлении, вызывая колебания диафрагмы, образующие ультразвуковую волну, которая распространяется в направлении внешней и внутренней сторон диафрагмы 7.

Значительная толщина основания 2 (рис. 43б) устройства, выступающая в проекции от внешней поверхности бампера 1, и возможные столкновения могут быть причиной сбоев работы преобразователей 3, 4. Обнаружение препятствия датчиками гарантировано, но аварийные ситуации возможны даже при мойке. Причиной сбоев датчика могут стать загрязнения, оседающие в пространстве между внутренней поверхностью отверстия в основании 2 и внешней поверхностью диафрагмы 7, что также может вызывать деградацию функциональности диафрагмы 7.

Для того чтобы обеспечивалась возможность примыкания объектов к бамперу и снижалась вероятность сбоев преобразователя, существует способ встраивания преобразователя 3 в бампер 1 (рис. 43г, д). Сенсорное основание

18 выполняется в форме рупора, причем преобразователь 3 размещается в его узком конце — для того чтобы обеспечивать ограниченный угловой диапазон распространения ультразвуковой волны. Проникновение пыли и грязи в сенсорное основание 18 вероятно и может повлиять на работоспособность устройства, но этот способ все же более надежен.

Ультразвуковые преобразователи характеризуются также низким уровнем отраженного сигнала. Для того чтобы обеспечить высокий SNR сигнала датчика, поступающего к процессору в обрабатывающем блоке, стандартной практикой является применение предусилителя, который хотя усиливает и шумы, но помогает повысить сигнал до уровня, устойчивого к помехам на этапе его передачи.

Запатентованное устройство [78] характеризуется уменьшенной толщиной, повышенной защитой ультразвукового преобразователя от пыли, грязи и возможностью удаления загрязнений, а также минимизированными шумами. Диафрагма устройства 7 (рис. 43е) из алюминия включает часть, сформированную в виде колпачка, который определяет пространство для колебаний, и фланцевую планарную часть. Преобразователь напряжения/колебания 8 примыкает к внутренней поверхности колпачка. Первый электрод находится в контакте с диафрагмой, второй примыкает к противоположной стороне пьезопреобразователя и провода 9.

1 Это справедливо для плоских целей. Для сферических целей, например, на частоте в 200 кГц снижение максимального диапазона составит 33%, на 40 кГц — 67% [103].

Рис. 44. Ультразвуковые преобразователи Bosch с увеличенной жесткостью корпуса:

а) вид сверху;

б) разрез;

в) вид снизу;

г, д) варианты констукций в разрезе [95]: 1 — ультразвуковой преобразователь, 2 — горшкообразный корпус с относительно толстой стенкой, 3 — вибрирующая диафрагма, 4 — внутренняя поверхность корпуса,

5 — вибрирующая диафрагма, 6 — стабилизирующее кольцо, 7 — звуконаправляющее устройство; е) детализированная конструкция устройства [94]: 1 — горшкообразный корпус с относительно толстой стенкой, 2 — пьезоэлемент, 3 — выводы, 4 — кольцо (из силикона) для крепления в автомобиле,

5 — демпфирующий материал

Планарная часть опирается на железную поддерживающую плату 19, с внешней стороны которой добавлено упругое основание из пористой резины, тонкий заземленный алюминиевый лист 23 и магнитная плата 24 для облегчения крепления устройства в бампере автомобиля. Терминалы выводятся с боковой стороны устройства.

Достигается меньшая толщина устройства и его размещение заподлицо с бампером в отверстии EH, а увеличенное пространство за счет наличия планарной части между стенами углубления EH и внешней поверхностью вибрирующей диафрагмы облегчает удаление загрязнений. Преобразовательный элемент и проводящий лист, размещенные вдоль проводов, подсоединяются к «земле», что электрически экранирует преобразовательный элемент, делая устройство менее подверженным шумам.

Патент Bosch [95] представляет ультразвуковой преобразователь в горшкообразном корпусе с внешней донной поверхностью, являющейся частью вибрирующей диафрагмы (рис. 44). На дне «горшка» располагается пьезокерамический вибрирующий (сенсорный) элемент. Ультразвуковой преобразователь согласно настоящему изобретению имеет преимущество: большая жесткость благодаря стабилизирующему кольцу 6, зафиксированному на стене «горшка», так что как вибрирующая диафрагма 3 функционирует только оставшаяся часть донной области, а из-за большей массы стенки сокращается время колебаний после передачи импульса и достигаются лучшие характеристики вибрации. Сокращенное время колебаний после импульса (период реверберации) позволяет

измерять малые расстояния и полезно для парковки даже при очень малых расстояниях до препятствия.

Преимущество состоит также в том, что вследствие удаленного размещения стабилизирующего кольца от стены вибрирующей диафрагмы сенсорная головка может быть уменьшена до минимальных размеров, поэтому при установке в бампер достигается оптимальное соответствие.

Стабилизирующее кольцо 6 устанавливается во время производства корпуса, поэтому цена устройства оказывается низкой.

Для того чтобы оптимальным образом сформировать луч распространения, с внеш-

ней стороны стенки в области вибрирующей диафрагмы размещено звуконаправляющее устройство 7 (рис. 44г, д), конфигурирование которого позволяет получить не только самый широкий луч распространения в горизонтальном направлении, но и максимально узкий — в вертикальном. Звуконаправляющее устройство выполнено в виде кольца, включающего диафрагму. В дополнение, за счет дизайна, может быть настроен и диапазон звукового устройства.

Звуконаправляющее устройство должно совпадать с плоскостью вибрирующей диафрагмы, альтернативно может быть также реализовано в конической форме для большего влияния на распространяющиеся и полученные лучи. Для лучшей инсталляции поперечное сечение звукового направляющего устройства выполняется прямоугольной или конической формы.

В [94] описывается также устройство с горшкообразным корпусом с кольцевой стенкой и донной поверхностью, являющейся диафрагмой (рис. 44е). Пьезоэлемент, подсоединенный к выводам, размещен на внутренней стороне донной поверхности. На крае, удаленном от боковой поверхности, находится объединяющее кольцо, представляющее собой держатель для выводов.

Аналогичное устройство с горшкообразной диафрагмой и вибрирующей донной частью запатентовано Valeo [100]. Модель отличается уменьшенным числом компонентов сборки, повышенной точностью монтажа без специального внешнего носителя.

В противоположность обычному датчику 1 (рис. 45а), датчик 41 (рис. 45б) включает диафрагму 45 со стенкой 51, выполняющей одновременно функции диафрагмы 11, носителя 7 и корпуса 3.

Еще один вариант конструкции устройства, разработанный и запатентованный Mitsubishi [96], показан на рис. 46. Ультразвуковой преобразователь 1 включает: ультразвуковой дат-

Рис. 45. Ультразвуковые преобразователи Valeo [100]

а) стандартная конструкция: 1 — ультразвуковой преобразователь, 3 — пластмассовый корпус, 5 — горшкообразная диафрагма из алюминия, 7 — резиновый носитель, 9 — донная часть диафрагмы, 11 — стенка диафрагмы,

13 — пьезокерамическая плата, 15, 17 — электрические выводы, 19 — демпфирующий материал, 21 — отверстие, 23 — резиновая часть, 25 — силиконовый компаунд, 27 — крышка, 29 — средства крепления в бампер;

б) датчик, характеризующийся сниженным числом компонентов и повышенной точностью монтажа: 45 — диафрагма, 49 — донная часть, 51 — стенка

5

Рис. 46. Ультразвуковой преобразователь Mitsubishi [96]: 1 — ультразвуковой преобразователь (трансивер), 2— ультразвуковой датчик; 3— контролирующая плата, связанная с ECU, 4— проводные электрические соединения, 5 — резиновый корпус, 6 — пружинные элементы (защелки), 7 — внутренние проводные соединения для подключения датчика к плате,

S— резиновый держатель для защиты от передачи колебаний к корпусу 5, 9 — коническая часть для отражения передаваемых волн (минимизации утечки) и защиты датчика от окружающей среды (снега, загрязнений), 10 — пьезоэлектрический преобразовательный элемент

чик 2, контролирующую плату 3 с усилителем, связанную с ECU, проводные выводы 4, корпус 5, упругое резиновое основание 8 между корпусом и датчиком.

Как видно из предыдущих примеров, конструкции ультразвуковых преобразователей просты для понимания, но их разработка требует искусства.

Такой же является и схемотехника этих устройств, проиллюстрированная в [102].

Устройство, запатентованное Denso [102], включает пьезоэлектрический вибратор, а также измерительное и компенсирующее реверберацию устройства.

Для ультразвуковых преобразователей требуется температурная компенсация и усиление. Их недостаток состоит также в том, что после нормальной вибрации случается реверберация (послезвучание после выключения источника звука вследствие прихода запоздавших отраженных или рассеянных

волн). Снижение периода реверберации полезно для повышения вероятности и точности обнаружения и измерения расстояний до препятствий, располагаемых на коротких дистанциях от автомобиля, особенно если реверберация сохраняется в течение длительного времени.

Схемотехника [102] позволяет компенсировать емкость пьезоэлектрического вибратора и регулировать период реверберации в пределах определенного диапазона (рис. 47).

Датчик включает пьезоэлектрический вибратор 1, конденсаторы 2, 3, 4, переключатели 5, 6, 7, управляющую вибратором схему 8, схему обработки сигнала 9 и схему управления переключателями 10.

Конденсаторы, соединенные в параллели с пьезоэлектрическим вибратором, помогают снижать температурный дрейф или различия в резонансных характеристиках при серийном выпуске датчиков. При изменении температуры электрическая емкость конденсаторов также изменяется, что исключает емкостные изменения вибратора. Переключатели, управляемые схемой, подключают или отключают конденсаторы от вибратора. Выходной сигнал выводится в схему обработки сигнала с усилителем и вычислительным блоком с таймером, определяющим период реверберации и сравнивающим его с предустановленным пороговым значением, и вырабатывает сигналы ON/OFF для переключателей, компенсируя емкостные изменения.

Внешний вид большинства известных преобразователей и технологий парковки представлен на рис. 5 (см. КиТ № 8 '2006, с. 38).

На рис. 48 показан еще один преобразователь — TC30 MS Sedko, предназначенный для обнаружения автомобилей при правостороннем повороте или других функций, в частности, он рекомендован для использования при въезде в автоматические ворота или помощи при парковке. Регулировка датчика (настройка диапазона) осуществляется после инсталляции средствами внешнего контроля.

Таблица 4. Технические характеристики преобразователей TC30 MS Sedko

Метод обнаружения Ультразвуковое ранжирование

Рабочая частота,кГц 49,7

Излучатель Регулируемый

Режим детектирования Присутствие

Непрерывное детектирование

Время отклика, с 0,165

Входной ток, мА 850 максимум

Рабочий ток, мА 150

Потребление мощности, Вт 3,6 максимум

Скорость дискретизации, Гц 10

Тип выхода Реле

Напряжение питания, В (6-12) DC, (12-24) AC/DC

Электрический интерфейс 4-проводной

Рабочая температура, °С -35...+75

Размеры, мм 177,8x114,3x101,6

Вес,кг «1,3

Рис. 48. Внешний вид ультразвукового преобразователя ТС30 МБ Зв(Зко

Некоторые технические данные ТС30 приведены в таблице 4.

Более сложные системы [88] предполагают включение специальной аппаратуры для измерения расстояния до объекта и наличие нескольких ультразвуковых преобразователей (1-10), размещенных в автомобиле и распространяющих ультразвуковые импульсы; контроллера 13, включающего устройство для контролирования ультразвуковых преобразователей (для последовательного распространения ультразвуковых импульсов или согласно скорости автомобиля) (рис. 49). Длительности импульсов варьируются от 300 до 600 мс для регулирования диапазона. Отраженные после распро-

' г і

Управление \1 ; / /

вибратором Г 7-

* ÎV

\ г-У і 5 6 7

а O.y/C.'F

Обрабогив

-'Э

Упраалвк*«

переключа-

ло

Рис. 47. Схемотехника ультразвукового преобразователя Denso с сокращенным периодом реверберации [102]: 1 — пьезоэлектрический вибратор,

2—4 — конденсаторы, 5—7 — переключатели, 8 — управляющая вибратором схема, 9 — схема обработки сигнала, 10 — схема управления переключателями

Рис. 49. Аппаратура для измерения расстояния до объекта на основе нескольких ультразвуковых преобразователей Bosch [88]: 1 — 10 — ультразвуковые преобразователи, 11 — передняя часть автомобиля, 12 — задняя часть автомобиля, 13 — контроллер, 14—16 — предупреждающие элементы, 17 — системная шина

странения от объекта ультразвуковые импульсы получает, по крайней мере, один ультразвуковой преобразователь. Специальное устройство непрерывно оценивает отраженные ультразвуковые импульсы от объекта и активирует предупреждающие сигналы водителю.

Например, система помощи при парковке Toyota, устанавливаемая на автомобилях Sienna, использует ультразвуковые датчики, предупреждающие водителя о наличии препятствий в передней и задней части (рис. 50).

Когда препятствие обнаруживается системой back & clearance, вырабатываются соответствующие звуковые или оптические сигналы.

Скорость автомобиля для всех датчиков — приблизительно 8 км/ч (4,9 mph) ~ 15 км/ч (9,3 mph).

Согласно предупреждениям производителя, система может работать неправильно в условиях мороза, снега или загрязнений, воздействующих на датчики. Поблизости датчика не должно быть экранирующих ультразвук элементов. На диапазон действия устройств влияют также погодные условия.

Система может выполнять неправильное обнаружение в следующих случаях:

• на ухабистой дороге, при движении по гальке, гравию или траве;

• при интерференции ультразвука датчиков автомобиля с волнами, излучаемыми другими автомобилями, а также издаваемыми ими звуковыми сигналами (например, тормозов больших грузовиков);

• в условиях ливня или дождя;

• при значительном наклоне автомобиля;

• при наличии установленного в экстерьере автомобиля трансмиттера или антенны беспроводной связи;

• при наличии высокой обочины;

• при наличии буксируемой сцепки. Случаи, в которых объекты, перечисленные далее, не могут быть обнаружены:

• тонкие объекты наподобие проводов или веревок;

• объекты — поглотители ультразвуковых волн наподобие снежных сугробов, хлопка;

• объекты с острыми краями;

• объекты малой высоты;

• объекты высокие, но с верхней частью, искажающей отражение;

• объекты, размещаемые непосредственно под бампером или очень близко к датчикам;

• быстродвижущиеся или подверженные ударам объекты.

Таким образом, существенные ограничения технологии определили основную нишу ее применения именно в системах помощи парковки, обеспечивая водителю значительное удобство при ее осуществлении.

Так, система Mitsubishi (показанная на рис. 5, см. КиТ № 8 '2006, с. 38) обнаруживает пре-

Разрешение расстояния 5 см

Время цикла 20 мс

Диапазон скорости 0-30 км/ч

Рис. 51. Иллюстрация системы помощи при парковке от Hella

пятствия с ультразвуковым датчиком, закрепленным в бампере автомобиля, вырабатывая предупреждающий акустический (4 различных вида) или дисплейный сигнал. Максимальное детектируемое заднее расстояние — 2 м.

Предусмотрены системные остановы при превышении автомобилем скорости 16 км/ч (10 mph). Устройство обеспечивает цифровые выходные данные, поддерживает программируемый режим тревоги, диагностическую функциональность и компенсацию фоновых шумов. Плоская поверхность и минимальные размеры (длина корпуса — 30 мм, вес — всего 13 г без проводных соединений) обеспечивают легкую инсталляцию устройства.

Hella в 2006 году ввела в производство автоматизированную систему парковки, основанную на ультразвуковой технологии, для OEM-клиентов с расчетом на применение в моделях 2009 года. Эта система представляет собой менее дорогую альтернативу современной системы Hella, основанной на камерах, и включает ультразвуковые преобразователи класса smart, размещенные на каждой боковой стороне автомобиля и связываемые с центральным компьютером, АБС, электрическим рулевым управлением. При активации системы водителем ультразвуковой датчик измеряет место для парковки и, если оно достаточное, посылает аудио-или видеосигнал водителю (рис. 51). Ему в этой точке необходимо нажать педаль акселератора или тормоза, рулевое управление будет задействовано автоматически. Система от Hella вычисляет оптимальный путь автомобиля, необходимый для осуществления параллельной парковки, даже с учетом высоты обочины, используя также сигналы датчиков скорости колеса и угла поворота руля. В автомобилях без EPS система Hella может обеспечивать оптические или звуковые инструкции для водителя. В любых системах и ситуациях поддерживается приоритет водителя в управлении.

Компания Valeo уже начинает оснащать автомобиль VW Touran, дебютирующий в первой половине 2007 года, своей системой помощи парковки Park4U.

При вождении со скоростью до 30 км/ч (18,6 mph) Park4U сканирует обе стороны улицы, подыскивая подходящее место парковки с учетом длины автомобиля. При обнаружении слота водитель паркует автомобиль задним ходом, активируя систему автоматического рулевого управления. Ассистируемый передними и задними датчиками ultrasonic park assist sensors (UPA), водитель имеет возможность ускорять или затормаживать, пока автомобиль самостоятельно направляется на стоянку. Маневры могут быть прерваны водителем в любое время с помощью торможения или ручного рулевого управления. Система Valeo, по оценкам компании, позволяет парковать автомобиль за 15 с.

Заключение

Различные улучшения в дорожной безопасности, внедряемые изготовителями автомобилей и, особенно, системы активной безопасности остаются в фокусе внимания как потребителей, так и правительств государств. Основное назначение этих систем — уменьшение числа аварий, которое все еще остается значительным. Так, согласно недавнему исследованию ABI Research в автомобильных авариях в США и Европе гибнут ежегодно более 40 000 людей. Анализ возможностей технологий безопасности, которые включают ультразвуковые, радарные, лидарные системы и видеодатчики, глобальных направлений, а также обсуждение существующей продукции в рамках данного цикла предназначены ответить на вопрос, какие из конкурирующих технологий и в каких применениях сегодня предлагают наилучшие характеристики — для того чтобы эта информация затем могла быть использована как разработчиками, так и потребителями этих технологий.

Литература

78. Object detecting system of reflection type. US Patent 4,542,489. Опубл. Sept 17, 1985

79. Ultrasonic transducer. US Patent 4,636,997. Опубл. Jan 13, 1987

80. Ultrasonic transducer. US Patent 4,433,398. Опубл. Feb 21, 1984

81. Ultrasonic transducer. US Patent 4,754,440. Опубл. June 28, 1988

82. Piezoelectric transducer for transmitting or receiving ultrasonic waves. US Patent 4,755,975. Опубл. July 5, 1988

83. Ultrasonic distance sensor. US Patent 4,918,672. Опубл. April 17, 1990

84. Ultrasonic obstacle sensor. US Patent 5,076,384. Опубл. Dec 31, 1991

85. Method and device for ultrasonic distance measuring. US Patent 5,508,974. Опубл. April 16, 1996

86. Method and device for operating an ultrasonic sensor. US Patent 5,531,118. Опубл. July 2, 1996

87. Ultrasonic sensor. US Patent 5,869,764. Опубл. Feb 9, 1999.

88. Apparatus for distance measurement by means of ultrasound. US Patent 6,166,995. Опубл. Dec 26, 2000

89. Ultrasonic sensor. US Patent 6,250,162. Опубл. June 26, 2001.

90. Ultrasound sensor for distance measurement. US Patent 6,181,645. Опубл. Jan 30, 2001.

91. Ultrasound sensor for distance measurement. US Patent 6,370,086. Опубл. April 9, 2002.

92. Ultrasonic sensor and obstruction detector having accurate obstruction detection capabilities. US Patent 6,085,592. Опубл. July 11, 2000.

93. Overpaintable bumper with ultrasound transducer. US Patent 6,039,367. Опубл. March 21, 2000

94. Ultrasonic transducer. US Patent 6,374,676. Опубл. April 23, 2002

95. Ultrasonic transducer. US Patent 6,465,935. Опубл. Oct 15, 2002

96. Ultrasonic transceiver and vehicle's surrounding obstruction sensor. US Patent 6,484,581. Опубл. Nov 26, 2002

97. Ultrasonic sensor system and method having input capture for echo processing. US Patent 6,338,028. Опубл. Jan 8, 2002

98. Ultrasound sensor. US Patent 6,520,019. Опубл. Feb 18, 2003

99. Ultrasound sensor. US Patent 6,532,193. Опубл. March 11, 2003

100. Ultrasonic sensor. US Patent 6,792,810. Опубл. Sept 21, 2004

101. Ultrasonic sensor assembly for a vehicle reversing radar. US Patent 6,909,670. Опубл. June 21, 2005

102. Ultrasonic sensor. US Patent 7,004,031. Опубл. Feb 28, 2006

103. Choosing an Ultrasonic Sensor for Proximity or Distance Measurement. Donald P. Massa, Massa Products Corp. Parts 1&2, Sensors, Feb—March 1999

104. Ultrasonic Sensing for Challenging Environments. Kassan J., Morelli J. Pepperl+Fuchs Inc. Sensors, July 2005