Система освещения беспилотного транспортного средства
UNMANNED VEHICLE LIGHTING SYSTEM

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к системам освещения преимущественно интеллектуальных автоматических "беспилотных" транспортных средств, повышающим безопасность их движения как в условиях движения совместно с транспортом, управляемым водителями, так и в условиях возможного нахождения вблизи людей или животных. Изобретение может быть использовано при доставке грузов в труднодоступных местах и (или) в условиях бездорожья в местах, где люди могут не ожидать появления движущихся объектов - в полях, лесах, горах, и не быть готовыми к потенциальной опасности оказаться на пути движущегося беспилотного транспортного средства, особенно в темное время суток, такое как безлунная и беззвездная ночь. Система освещения может быть использована и на дорогах общего пользования как в дополнение к традиционной системе освещения, содержащей габаритные, ходовые огни и фары ближнего и дальнего света, так и самостоятельно при условии предварительных согласований. Также система освещения может быть использована и на прицепных транспортных средствах.
Известна система освещения автономной рабочей машины Honda3E-D18, которая представляет собой автономную мобильную платформу, подходящую для различных целей путем выбора соответствующих навесных приспособлений, оборудованная слабыми ходовыми огнями небольшой мощности (https://global.honda/innovation/CES/2019/autonomouswork_vehicle.html).
Однако такая система дает недостаточное представление о габаритах машины в условиях отсутствия дополнительного освещения.
Известна система освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством, содержащее источник инфракрасного света, выполненный с использованием импульсно-периодического полупроводникового излучателя, дисплей, видеокамеру, установленный совместно с электронно-оптическим преобразователем, электронная система стробирования и блок автоматизированного сканирования по дальности, сопряженный с электронной системой стробирования (Патент на полезную модель RU 89039, B60Q 1/20, 27.11.2009).
Система освещения обеспечивает безопасное вождение транспортных средств и снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций в условиях ограниченной прозрачности атмосферы (туман, дождь, снег и т.д.), особенно в условиях недостаточной освещенности (темное время суток), однако не делает транспортное средство более заметным для других участников дорожного движения.
Известна также система фар для транспортного средства, содержащая правый и левый блоки фар и управляющее устройство. Эта система фар позволяет обеспечить возможность горизонтального поворота относительно друг друга оптических осей блоков фар, чем достигается обеспечение хорошей видимости дороги, лежащей перед транспортным средством и одновременно эффективное предотвращение ослепления других участников движения (Патент на изобретение RU 2475382 B60Q 1/14, 29.10.2009).
Однако такая система фар обладает сложностью устройства.
Известна также система подсветки наружной области транспортного средства, содержащая, расположенные на заднем спойлере транспортного средства фотолюминесцентные части, и источник света. Фотолюминесцентные части подсвечивают различные области вокруг транспортного средства, чем достигается повышение качества местного освещения (Патент на изобретение RU 2702375, B60Q 1/24, B60Q 1/26, B60Q 1/30, F21S 41/16, F21S 43/13, F21S 43/145, 03.08.2017).
Недостатком такой системы подсветки для транспортного средства является недостаточная заметность транспортного средства, связанная с тем, что освещается дорожная поверхность, расположенная под транспортным средством, что делает это транспортное средство плохо заметным издалека.
Наиболее близким аналогом является система освещения транспортного средства, содержащая источник света, направленный на обращенную вниз нижнюю часть поверхности транспортного средства, содержащую участок двери, дополнительно покрытый фотолюминесцентным материалом (Патент на изобретение RU 2675768, B60Q 3/00, 02.07.2014).
Однако такае система освещения обеспечивает недостаточное освещение транспортного средства, особенно во время его движения.
Проблемой, на которую направлено изобретение, является создание системы освещения беспилотного транспортного средства, делающее его более заметным в условиях темного времени суток или тумане и других атмосферных явлениях, ухудшающих видимость в условиях отсутствия другого освещения, при этом не ослепляющей людей и (или) животных направленным вперед светом, и повышающей безопасность движения беспилотного транспортного средства.
Техническим результатом является повышение видимости беспилотного транспортного средства за счет освещения поверхности его кузова
Проблема решается и технический результат достигается за счет того, что в системе освещения беспилотного транспортного средства включающей по крайней мере один источник света, направленный на наружную поверхность кузова транспортного средства, источник света размещен на консоли, установленной на кузове транспортного средства и выступающей за его габариты в переднюю сторону, и направлен на переднюю сторону кузова, преимущественно на ее верхнюю часть. В предпочтительном варианте источник света выполнен в виде светодиодной лампы с направленной полуширокой кривой силы света, консоль размещена на продольной оси транспортного средства, а длина консоли с источником света на ней составляет 0,15-0,20 от ширины транспортного средства. Как вариант в предпочтительном варианте источник света может быть выполнен в виде светодиодной лампы с направленной широкой кривой силы света, консоль размещена на продольной оси транспортного средства, а длина консоли с источником света на ней соответственно составляет 0,07-0,10 от ширины транспортного средства. Система освещения беспилотного транспортного средства может включать второй источник света, установленный на второй консоли, при этом консоли расположены по разные стороны от продольной оси кузова транспортного средства, со смещением к боковым сторонам кузова транспортного средства и направлением источника света преимущественно на ту же половину передней стороны кузова. В этом случае консоли могут быть смещены к боковым сторонам кузова транспортного средства, а источник света размещен на углу между передней и боковой сторонами кузова транспортного средства с возможностью направления источника света как на переднюю сторону, так и частично на граничащую с ней боковую сторону кузова транспортного средства. Для этого источник света должен быть размещен на углу между передней и боковой сторонами кузова с зазором, который составляет 0,05-0,1 от продольного габарита источника света. Источник света может быть выполнен протяженным и размещенным параллельно поверхности передней стороны кузова. Консоль системы освещения беспилотного транспортного средства может быть выполнена в виде кронштейна, закрепленного на передней стороне кузова. Также консоль системы освещения беспилотного транспортного средства может быть выполнена в виде балки, закрепленной на крыше кузова.
Размещение источника света на консоли, установленной на кузове транспортного средства и выступающей за его габариты в переднюю сторону, и направление его на переднюю сторону кузова, преимущественно на ее верхнюю часть, позволяет осветить его переднюю по ходу движения сторону, со стороны которой транспортное средство несет наибольшую потенциальную опасность окружающим, причем ее наиболее видимую, верхнюю часть. Размещение источника света напротив верхней части передней стороны его кузова и направление света на ее верхнюю часть наиболее целесообразно, так как верхняя часть поверхности кузова видна с большего расстояния, нежели нижняя, которая может загораживаться неровностями местности, кустарниками, травой, и транспортное средство становится заметным на большем расстоянии. Размещение источника света на консоли позволяет отодвинуть его от освещаемой поверхности и осветить максимальную площадь поверхности. Расположение консоли в передней части кузова при этом позволяет расположить его, не выходя за боковой габарит транспортного средства. Выполнение источника света в виде светодиодной лампы с направленной полуширокой кривой силы света, установленной на размещенной на продольной оси транспортного средства консоли, длина которой с источником света на ней составляет 0,15-0,20 от ширины транспортного средства, с получает получить направленный широкий поток света, освещающий всю переднюю сторону кузова. Также получить направленный широкий поток света, освещающий всю переднюю сторону кузова можно при выполнении источника света в виде светодиодной лампы с направленной широкой кривой силы света, консоль размещена на продольной оси транспортного средства, а длина консоли с источником света на ней соответственно составляет 0,07-0,10 от ширины транспортного средства. Снабжение системы освещения беспилотного транспортного средства вторым источником света, установленным на второй консоли, с расположением при этом консолей по разные стороны от продольной оси кузова транспортного средства, со смещением к боковым сторонам кузова транспортного средства и направлением источника света преимущественно на одну половину стороны кузова позволяет акцентировать боковой габарит транспортного средства. Размещение источника света на углу между передней и боковой сторонами кузова транспортного средства с возможностью направления источника света как на переднюю сторону направления источника света как на переднюю сторону, так и частично на граничащую с ней боковую сторону кузова транспортного средства лучше передаст объем транспортного средства, в том числе продольный габарит движущегося транспортного средства, что способствует улучшению его заметности. Размещение источника света на углу между передней и боковой сторонами кузова с минимальным зазором, который составляет 0,05-0,1 от продольного габарита источника света, позволяет осветить одновременно две стороны кузова, но при этом незначительно выступать за габариты транспортного средства. Выполнение источника света протяженным и размещенным параллельно поверхности передней стороны кузова способствует лучшему восприятию его габаритов. Выполнение консоли системы освещения беспилотного транспортного средства в виде кронштейна, закрепленного на передней стороне кузова или в виде балки, закрепленной на крыше кузова - варианты ее исполнения.
Изобретение поясняется графическими материалами, где:
- на фиг. 1 изображено беспилотное транспортное средство, оснащенное одним источником света на консоли, закрепленной на крыше кузова, вид сбоку;
- на фиг. 2 изображено беспилотное транспортное средство, оснащенное одним источником света на консоли, закрепленном на крыше кузова, вид спереди;
- на фиг. 3 изображено беспилотное транспортное средство, оснащенное одним источником света на консоли, закрепленном на крыше кузова, вид сверху;
- на фиг. 4 представлено беспилотное транспортное средство, оснащенное двумя источниками света, размещенными симметрично по краям передней стороны кузова беспилотного транспортного средства, на консолях, закрепленных на передней стороне кузова, вид сбоку;
- на фиг. 5 представлено беспилотное транспортное средство, оснащенное двумя источниками света, размещенными симметрично по краям передней стороны кузова беспилотного транспортного средства, на консолях, закрепленных на передней стороне кузова, вид спереди;
- на фиг. 6 представлено беспилотное транспортное средство, оснащенное двумя источниками света, размещенными симметрично по краям передней стороны кузова беспилотного транспортного средства, на консолях, закрепленных на передней стороне кузова, вид сверху;
- на фиг. 7 изображено беспилотное транспортное средство, оснащенное двумя протяженными источниками света, размещенными симметрично по краям передней стороны кузова напротив границ с боковыми сторонами, на консолях, закрепленных на крыше кузова, вид сбоку;
- на фиг. 8 изображено беспилотное транспортное средство, оснащенное двумя протяженными источниками света, размещенными симметрично по краям передней стороны кузова напротив границ с боковыми сторонами, на консолях, закрепленных на крыше кузова, вид сверху;
- на фиг. 9 изображено беспилотное транспортное средство, оснащенное двумя протяженными источниками света, размещенными симметрично по краям передней стороны кузова напротив границ с боковыми сторонами, на консолях, закрепленных на крыше кузова, вид в аксонометрии;
- на фиг. 10 изображено крепление консоли на крыше кузова, увеличенный вид сверху;
- на фиг. 11 изображено крепление консоли на крыше кузова, увеличенный вид в аксонометрии;
- на фиг. 12 представлено наглядное изображение беспилотного транспорт- ного средства в освещенном состоянии, результаты численного эксперимента.
Система освещения беспилотного транспортного средства включает по крайней мере один источник света 1, размещенный на консоли 2, установленной на кузове 3 транспортного средства. (Фиг. 1, 2, 3). Консоль 2 выступает за габариты транспортного средства в переднюю сторону, а источник света 1 направлен на переднюю сторону 4 кузова 3 назад, преимущественно на ее верхнюю часть. Поскольку источники направленного света 1 направлены назад, их тыльная сторона направлена вперед. В предпочтительном варианте источник света 1 выполнен в виде светодиодной лампы с направленной полуширокой кривой силы света. В этом случае консоль 2 размещена на продольной оси транспортного средства, а длина  консоли 2 с источником света 1 на ней составляет 0,15-0,20 от ширины В транспортного средства. Как вариант в предпочтительном варианте источник света 1 может быть выполнен в виде светодиодной лампы с направленной широкой кривой силы света, консоль 2 размещена на продольной оси транспортного средства, а длина  консоли 2 с источником света на ней соответственно составляет 0,07-0,10 от ширины В транспортного средства. Система освещения беспилотного транспортного средства может включать второй источник света 1, установленный на второй консоли 2, при этом консоли 2 расположены по разные стороны от продольной оси кузова транспортного средства, со смещением к краям 5 передней стороны 4 кузова 3 транспортного средства и направлением источника света 1 преимущественно на одну половину передней стороны 4 кузова 3 (Фиг. 4, 5, 6). Источник света 1 может быть размещен на углу между передней и боковой сторонами кузова транспортного средства с возможностью направления источника света 1 как на переднюю сторону 4, так и частично на граничащую с ней боковую сторону 6 кузова 3 транспортного средства (Фиг. 7-11). Для этого источник света должен быть размещен на углу между передней 4 и боковой 6 сторонами кузова 3 с зазором, который составляет 0,05-0,1 от продольного габарита источника света 1. Источник света 1 может быть выполнен протяженным, ориентированы вертикально и размещенным на консолях 2 по краям передней стороны 4 кузова 3 беспилотного транспортного средства параллельно поверхности передней стороны 4 кузова 3 (Фиг. 7-11). Консоль 2 системы освещения беспилотного транспортного средства может быть выполнена в виде кронштейна, закрепленного на передней стороне 4 кузова 3. (Фиг. 4, 5, 6). Также консоль 2 системы освещения беспилотного транспортного средства может быть выполнена в виде балки, закрепленной на крыше 7 кузова 3 (Фиг. 1, 2, 3, 7-11). Оборудованное системой освещения транспортное средство оснащают автоматизированной системой навигационного контроля и управления транспортом, например, с использованием спутниковой системы навигации ГЛОНАСС/GPS и участие в его движении водителя не предусмотрено. Транспортное средство содержит двигатель, систему его запуска и соединенную с системой запуска систему освещения. Система освещения может быть оснащена датчиком света, реагирующим на достаточное внешнее освещение, например, на яркий солнечный свет.
Система освещения беспилотного транспортного средства работает следующим образом. Транспортное средство перемещается под управлением автоматизированной системы навигационного контроля и управления транспортом, например, с использованием спутниковой системы навигации ГЛОНАСС/GPS, без участия в его управлении водителя. Поэтому оснащать транспортное средство фарами для освещения дороги перед ним для лучшей видимости дороги из кабины не нужно. Вместе с тем, функция обозначения транспортного средства остается необходимой. Беспилотное транспортное средство должно быть хорошо заметно на дороге в темное время суток и на затемненных участках (например, под неосвещенными эстакадами, мостами), чтобы не представлять опасности для других транспортных средств и возможных пешеходов на пути его движения ввиду его незаметности. Источник света 1, размещенный на консоли 2, установленной на кузове 3 транспортного средства напротив его передней стороны 4 и направленный на нее, освещает эту переднюю сторону 4 кузова 3, со стороны которой транспортное средство несет наибольшую потенциальную опасность для оказывающихся в зоне его движения и в непосредственной близости к нему людей и животных. Поскольку в транспортном средстве нет водителя, он не будет ослеплен своими же фарами, направленными на переднюю часть 4 кузова 3, туда, где у пилотируемых транспортных средств располагается лобовое стекло. Закрепление консоли 3 с источником света 1 на передней стороне 4 кузова 2 или крыше 6 беспилотного транспортного средства обеспечивает сохранение бокового габарита транспортного средства. Направление источника света 1, преимущественно на ее верхнюю часть передней стороны поверхности 4 кузова 3 обеспечивает максимальную видимость светящейся передней стороны кузова транспортного средства, поскольку верхняя часть кузова заметна на большем расстоянии, нежели нижняя, которая к тому же, может быть закрыта движущимся впереди транспортом, а также, например, травой при движении по бездорожью. Поскольку источники направленного света 1 направлены назад, а их тыльная сторона направлена вперед, источник света меньше подвержен загрязнению, и следовательно, будет замедлен процесс уменьшения потока света со временем. Грязь, оседающая на передней стороне кузова, незначительно повлияет на светимость поверхности кузова, поскольку в этом случае светиться отраженным светом будет этот слой грязи. Размещение источника света 1 на консоли 2, установленной на кузове 3 транспортного средства и выступающей за его габариты в переднюю сторону, позволяет отодвинуть его от освещаемой поверхности, и осветить ее потоком света с минимальными углами падения, тем самым обеспечить максимальный отраженный поток света с максимальным коэффициентом отражения, значение которого, в общем случае зависит от угла падения. При угле расхождения силы света α для обеспечения освещения передней поверхности корпуса транспортного средства по всей его ширине В длина консоли  из геометрических соображений должна составлять
В случае выполнения источника света в виде светодиодной лампы с направленной полуширокой кривой силы света (Технические характеристики светодиодных источников света, https://system-pe.fosite.ru/wiki), имеющей угол расхождения силы света в пределах α=70° длина консоли 2  или при ширине транспортных средств В, не превышающей 2,55 м (ГОСТ 33987-2016 Транспортные средства колесные. Массы и размеры. Технические требования и методы определения) длина консоли должна составлять
При  часть передней стороны поверхности кузова не будет освещена. При  часть светового потока от источника света будет направлена мимо кузова и не будет его освещать.
Аналогично при выполнении источника света 1 виде светодиодной лампы с направленной широкой кривой силы света (α=80°), длина консоли 2 с источником света на ней, размещенная на продольной оси транспортного средства, соответственно составляет
Или при ширине транспортных средств В, не превышающей 2,55 м
Включение в систему освещения беспилотного транспортного средства второго источника света 1, установленного на второй консоли 2, с расположением по разные стороны от продольной оси кузова транспортного средства позволяет направлять источники света каждый на одну половину передней поверхности кузова транспортного средства, позволяет акцентировать боковой габарит транспортного средства. Размещение источника света 1 на углу между передней и боковой сторонами кузова позволяет направить источник света 1 на консоли 3 как на переднюю 2, так и на боковую 5 стороны и подсветить боковую сторону кузова тем же источником света, что и переднюю (Фиг. 7-11). Освещение боковой поверхности, имеющей большую площадь, лучше передаст объем транспортного средства, в том числе его продольный габарит, что способствует улучшению его заметности на изгибах траектории движения. Минимальный зазор δ, который составляет 0,05-0,1 от продольного габарита источника света b, позволяет осветить одновременно две стороны кузова, но при этом не прислоняться к поверхности кузова и незначительно выступать за габариты транспортного средства. Выполнение источника света 1 протяженным и размещенным параллельно поверхности передней стороны кузова 3 позволяет более равномерно осветить большую площадь передней стороны кузова 3 и делает транспортное средство еще более заметным. Техобслуживание лампы производится с тыльной стороны источника света 1, доступ к которой совершенно свободный. Проведено компьютерное моделирование работы предлагаемой системы освещения беспилотного транспортного средства. На фиг. 12 представлены результаты моделирования освещения беспилотного транспортного средства с площадью лобового сечения B*H=500*600 мм двумя протяженными светодиодными лампами яркостью 1000 лм, мощность лампы - 5 вт, размещенными на консоли 2 с минимальным зазором δ, который составляет 0,05-0,1 от продольного габарита источника света b. Выполнение консоли 2 системы освещения беспилотного транспортного средства в виде кронштейна (Фиг. 4, 5, 6), закрепленного на передней стороне 4 кузова 3 или в виде балки, закрепленной на крыше 6 кузова 3 - варианты ее исполнения (Фиг. 1, 2, 3). Включение освещения происходит автоматически вместе с запуском его двигателя, а выключение вместе с остановкой двигателя. В случае оснащения системы освещения датчиком света, реагирующим на достаточное внешнее освещение, в условиях дневного яркого солнечного света система освещения может и не включаться.
Применение данного изобретения позволяет повысить безопасность движения беспилотного транспортного средства за счет повышения его заметности в условиях темного времени суток или тумане и других атмосферных явлениях, ухудшающих видимость. Применение предлагаемой системы освещения беспилотного транспортного средства позволяет сделать освещенной большую площадь транспортного средства (всю его переднюю по ходу движения сторону), что делает его хорошо заметным, и дает наибольшее представление о его форме и размерах, а тем самым повысить безопасность движения беспилотного транспортного средства за счет повышения его заметности в условиях темного времени суток или тумане и других атмосферных явлениях, ухудшающих видимость. Вместе с тем такая система освещения не создает направленного вперед света, что исключает ослепление пешеходов, а также домашних и диких животных. Система освещения транспортного средства, отличающаяся от традиционной используемой, в условиях нахождения на дорогах как пилотируемых, так и беспилотных транспортных средств поможет также окружающим оценить, что перед ним беспилотное транспортное средство.
Система освещения беспилотного транспортного средства разработана на стадии технического предложения.