СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТА
ROAD TRAFFIC SAFETY SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к области обеспечения безопасности движения транспортных средств.
Уровень техники
Из уровня техники известна система обеспечения безопасности движения, состоящая из светофоров, устанавливаемых на регулируемых перекрестках. Данная система обеспечивает сравнительно невысокий уровень безопасности, поскольку является пассивной и в своей работе опирается на добросовестность участников движения, т.е. в полной степени зависит от характеристик или уровня реакции каждого конкретного водителя.
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является система обеспечения безопасности движения автотранспорта, включающая в себя автомобили с установленными на них датчиками контроля слепых зон, при этом датчики каждого автомобиля соединены с электронным блоком управления (ЭБУ) автомобиля, соединенным с устройствами оповещения (US 2013043990, 21.02.2013).
Недостатком данной системы также является зависимость работы системы от реакции и внимательности водителя. Например, уставший водитель может не заметить сигнал от устройства оповещения и совершить столкновение с другим автомобилем.
Задачей настоящего изобретения является преодоление известного недостатка уровня техники и создание активной системы безопасности, которая не зависит от человеческого фактора и позволит обеспечить повышенный уровень безопасности движения автотранспорта, в большинстве случаев исключая столкновения транспортных средств.
Раскрытие изобретения
Поставленная выше задача решается тем, что предлагается система безопасности движения автотранспорта, включающая в себя по меньшей мере два автомобиля с установленными на них датчиками контроля слепых зон, при этом датчики каждого автомобиля соединены с электронным блоком управления (ЭБУ) автомобиля, соединенным с устройствами оповещения, отличающаяся тем, что на каждом автомобиле дополнительно установлен приемопередатчик, соединенный с ЭБУ по CAN-шине и выполненный с возможностью принимать от ЭБУ информацию о скорости автомобиля и угле поворота колес, полученных ЭБУ от соответствующих датчиков, принимать по спутниковому каналу информацию местоположения автомобиля и на основании полученной информации генерировать сигнал, содержащий информацию прогнозирования движения автомобиля, передаваемый им по беспроводному каналу приемопередатчику, установленному на другом автомобиле, при этом приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью приема по беспроводному каналу информации прогнозирования движения автомобиля от приемопередатчика другого автомобиля, анализа указанной информации и, в случае если указанный анализ показывает прогнозируемое пересечение траекторий движения по меньшей мере двух автомобилей, генерирования сигнала с высоким приоритетом, передаваемого к ЭБУ и содержащего информацию для экстренного изменения направления и/или скорости движения автомобиля таким образом, чтобы исключить пересечение траекторий, при этом указанное изменение выполняется исполнительными устройствами под управлением сигнала, получаемого ими от ЭБУ.
Указанная ваше совокупность существенных признаков позволяет обеспечить активное участие системы безопасности в управлении автомобилем, что позволяет исключить человеческий фактор и соответственно существенно повысить уровень безопасности движения автотранспорта.
Влияние данных признаков на технический результат будет подробнее объяснено далее в разделе "осуществление изобретения".
Осуществление изобретения
Далее приводится описание работы предложенной системы безопасности движения автотранспорта.
Известно, что современный автомобиль является сложным техническим устройством, многие блоки которого управляются посредством использования электронных средств. В связи с этим для передачи и приема сигналов в автомобиле широко применяются так называемые CAN (Controller Area Network) шины, обычно представляющие собой пару проводов, по каждому из которых проходят сигналы с разным уровнем напряжения. Разный уровень напряжения в проводах используется для защиты от помех, возникающих, например, из-за работы различных электронных устройств.
Электронный блок управления (ЭБУ) автомобиля предназначен для обеспечения работы устройств, подсоединенных к CAN-шине. Такими устройствами могут быть, например, электронные педали газа или тормоза, управление подвеской, системы стабилизации, круиз-контроль и другие. ЭБУ принимает, обрабатывает и отправляет сигналы подключенным устройствам и системам.
Кроме CAN-шин в автомобилях также используют LIN (Local Interconnect Network) шины, которые используются для соединения ЭБУ с такими устройствами, как зеркала, сиденья, люк и т.п.
CAN- и LIN-шины отличаются скоростью передачи данных, поэтому необходимо, чтобы системы, требующие немедленной обработки информации, были подключены к более скоростному каналу передачи данных, такому, как, например, CAN-шина. Это позволит обеспечить оперативную передачу служебной информации и соответственно позволит повысить уровень безопасности, обеспечиваемый подключенной системой.
В автомобиле существует несколько независимых контуров указанных шин, сигналы в которых обрабатываются собственными ЭБУ. Это позволяет обеспечить повышенную надежность функционирования систем, поскольку выход из строя одной из шин не повлияет на работу систем, подключенных к другим шинам.
Кроме того, сигналы по указанным шинам должны передаваться с разным приоритетом, т.е. сигнал от систем, являющихся критичными для функционирования автомобиля, например, сигналы от датчиков двигателя, должны передаваться с более высоким приоритетом, чем сигналы, например, от датчика дождя, поэтому для повышения безопасности необходимо обеспечить передачу сигналов системы безопасности с более высоким приоритетом.
Кроме того, необходимо обеспечить такое управление автомобилем, чтобы по возможности исключить влияние человеческого фактора на безопасность.
Предложенное изобретение обеспечивает указанный технический результат тем, что производится усовершенствование системы безопасности автотранспорта, включающей в себя по меньшей мере два автомобиля с установленными на них датчиками контроля слепых зон, при этом датчики каждого автомобиля соединены с электронным блоком управления (ЭБУ) автомобиля, соединенным с устройствами оповещения.
Под слепой зоной в уровне техники понимается пространство вокруг корпуса автомобиля, которое не просматривается водителем в штатные зеркала заднего вида и в оконные проемы.
Для контроля таких зон устанавливают датчики, выполненные, например, в виде радаров, диаграмма направленности которых ориентированы для излучения преимущественно в области слепых зон.
При появлении препятствия в какой-либо из этих зон датчики фиксируют отраженное излучение и передают сигнал в ЭБУ, который управляет сигнальными устройствами (например, световой и/или звуковой сигнализацией), позволяющими водителю определить, что с какой-либо стороны автомобиля в слепой зоне присутствует препятствие, что является предупреждением при маневрировании.
Настоящее изобретение направлено на усовершенствование такой системы для повышения уровня безопасности управления автомобилем за счет введения в систему приемопередатчика, соединенного с ЭБУ по CAN-шине. Присоединение приемопередатчика по CAN-шине позволяет обеспечить высокоскоростную передачу данных от приемопередатчика к ЭБУ, а также обеспечить передачу сигналов с высоким уровнем приоритета, что также увеличивает быстродействие системы в целом.
Высокий уровень приоритета в данном случае может означать то, что сигналы, генерируемые приемопередатчиком и передаваемые к ЭБУ, имеют приоритет, более высокий, чем сигналы, передаваемые к ЭБУ от датчиков контроля слепых зон. Таким образом, данные сигналы будут обработаны ЭБУ в первую очередь.
Включенный в систему приемопередатчик имеет спутниковый канал связи, работающий в системах GPS и/или ГЛОНАСС и позволяющий принимать сигналы местоположения.
Точность определения местоположения системы GPS IIF составляет величину от 1 м, что является достаточным для использования заявленного изобретения на дорогах общего пользования. Использование канала GSM совместно с каналом ГЛОНАСС позволяет еще более увеличить точность определения местоположения.
Данные сигналы поступают в модуль обработки информации приемопередатчика и используется совместно с информацией сигналов угла поворота колес и скорости автомобиля для расчета и генерирования сигнала прогнозирования движения автомобиля.
Сигналы угла поворота колес и текущей скорости ЭБУ получает от соответствующих датчиков, подключенных к ЭБУ. Такими датчиками могут быть, например, датчик угла поворота (ДУП) и датчик скорости автомобиля (ДСА).
Сигнал прогнозирования движения автомобиля может содержать информацию, показывающую оценку, в каком местоположении будет находиться автомобиль при сохранении текущей скорости и угла поворота колес через заданный промежуток времени, т.е. определять траекторию движения. Промежуток времени задают таким образом, чтобы прогноз траектории был произведен на предпочтительное пройденное расстояние. В данном случае, если предпочтительное расстояние является постоянным, то он зависит от скорости движения автомобиля. В качестве примера можно обозначить предпочтительное расстояние, заданное в диапазоне от 10 до 150 см. Данная информация рассчитывается в режиме реального времени и передается по беспроводному каналу таким образом, чтобы была возможность приема этой информации другим подобным приемопередатчиком, установленным на другом автомобиле, находящемся в зоне распространения указанного сигнала.
В случае приема сигнала прогнозирования от другого приемопередатчика, расположенного во втором автомобиле, приемопередатчик, находящийся в первом автомобиле, проводит анализ принятой информации, которая содержит прогноз по траектории движения второго автомобиля и сравнивает ее с информацией, полученной путем обработки сигналов, использованных для расчета прогноза движения первого автомобиля. В случае если такой анализ показывает, что в при сохранении указанных скорости и угла поворота колес траектории движения двух автомобилей пересекаются, приемопередатчик генерирует сигнал с высоким приоритетом, который передает на ЭБУ по CAN-шине. ЭБУ в дальнейшем использует информацию, содержащуюся в данном сигнале, для управления исполнительными устройствами, соединенными с ЭБУ. Такими устройствами могут быть, например, электронные педали газа и тормоза, электроусилитель руля, электрический стояночный тормоз и другие. Например, в случае если сигнал, переданный от приемопередатчика в ЭБУ, содержит информацию, показывающую что для снижения вероятности столкновения, т.е. пересечения траекторий необходимо увеличить скорость на 10%, ЭБУ выдает управляющий сигнал на электронную педаль газа, выполняющую соответствующее действие.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения сигнал приемопередатчика передается по беспроводному каналу WiFi или Bluetooth.
Приемопередатчик может быть выполнен на известной в уровне техники элементной базе, позволяющей обеспечить для устройства интерфейсы связи с CAN-шиной, обеспечить прием спутникового сигнала и прием/передачу беспроводного сигнала по указанным выше протоколам. Модуль обработки информации, содержащийся в приемопередатчике, содержит микропроцессор, работающий под управлением программного обеспечения, расположенного на встроенной памяти или на внешнем носителе информации. В него поступает информация, принятая по спутниковому каналу, информация от ЭБУ и информация, принятая по беспроводному каналу. Модуль обеспечивает генерирование сигнала для передачи на ЭБУ, а также для передачи по беспроводному каналу.
Как видно из изложенного выше, использование предлагаемого изобретения позволяет исключить человеческий фактор в экстренных аварийных ситуациях, когда неопытный водитель может не успеть среагировать на изменившуюся дорожную обстановку либо сам спровоцировать ДТП. Кроме того, использование CAN-шины с применением сигналов с высоким приоритетом позволяет повысить быстродействие предложенной системы, что также положительно влияет на повышение безопасности движения автотранспорта. Применение такой системы на нескольких автомобилях одновременно также существенно повышает безопасность, поскольку каждый автомобиль под управлением такой системы будет стремиться избежать столкновения с другим автомобилем.