Сенсоры для «умных» автомобилей

 

В России начались продажи первых «подключенных» автомобилей (connected vehicles) Toyota. Новые модели оснащены комплексом современных систем, обеспечивающих обмен информацией между автомобилями на дороге и инфраструктурой, а также связь с мобильными устройствами водителя и пассажиров. Рассказываем о принципах функционирования «умных» систем в современных автомобилях и актуальных решениях от DENSO в этой области.

 

 

 

 

В основе функционирования новейших систем безопасности, обмена данными и автономного вождения, внедренных в современные «подключенные» автомобили, лежит работа с информацией, полученной от разнообразных датчиков. Основным поставщиком подобных сенсоров для автомобилей Toyota является компания DENSO — один из лидеров в области производства современных технологий для автомобильной отрасли.

 

Средства радиоэлектронного обнаружения

 

Еще в 1997 году DENSO представила исключительно сложный на тот момент продукт — активный инфракрасный сканирующий сенсор, получивший название LIDAR (Light Detection and Ranging). В 2012 году его улучшенная и более компактная версия была интегрирована в систему защиты от столкновений, устанавливавшуюся на автомобили марки Daihatsu. LIDAR — это прибор, «выпускающий» инфракрасные лучи в различных направлениях и улавливающий их отражение от окружающих объектов. На основе специфики отражений лучей ЭБУ LIDAR выстраивает объемную виртуальную картину реального окружения автомобиля, позволяя функционировать системам экстренного автоматического торможения и удержания в полосе, которые, в свою очередь, являются основой систем автономного вождения. Однако инфракрасные лучи LIDAR могут быть рассеяны водяными каплями дождя или тумана. По этой причине DENSO дублирует устройство рядом не менее продвинутых датчиков. В их числе традиционные радары миллиметрового и субмиллиметрового диапазона. В 2003 году компания DENSO первой в мире разработала и вывела на рынок миллиметровый радарный датчик для применения на автомобилях. В 2018 году был представлен образец серийного субмиллиметрового автомобильного радара. Оба эти сенсора функционируют на основе принципа цифрового формирования луча. Фазорегулятор радаров DENSO способен переключать направление чувствительности и диапазон датчика для точного обнаружения других транспортных средств при движении как передним, так и задним ходом.

 

Такие устройства устанавливаются на ряд серийных моделей Toyota. Радар является частью системы, помогающей водителю видеть другие автомобили и маневрировать в потоке при смене полосы движения или при движении задним ходом на парковке. Эта же система управляет функцией экстренного торможения для предотвращения столкновений. Компания DENSO уделяет большое внимание защите новейших сенсоров от вибрации и ударов, которыми неизбежно сопровождается эксплуатация автомобиля. К примеру, при производстве продвинутых датчиков используются стандарты и способы защиты, хорошо зарекомендовавшие себя для других изделий, подверженных подобным нагрузкам — лямбда-зондов, датчиков расхода воздуха и датчиков температуры отработавших газов. Кроме того, важно отметить, что единые производственные стандарты применяются как для оригинальных автокомпонентов, так и для продукции для независимого рынка автозапчастей — это один из основных принципов DENSO.

 

Оптические сенсоры

 

Поскольку речь идет о системах, от которых сильно зависит безопасность движения, радарные и лазерные датчики, так или иначе подверженные влиянию помех, нуждаются в дублировании. Поэтому для надежной поддержки систем автономного вождения компанией DENSO был разработан ряд оптических датчиков.

 

 

Инженерам DENSO еще в 2016 году удалось разработать и внедрить в серийное производство компактную стереокамеру с интегрированным вычислительным блоком. Устройство способно определять препятствия перед автомобилем, например, пешеходов, машины и элементы дорожного ограждения. Помимо обнаружения, стереодатчик измеряет расстояние от автомобиля до объектов, а также находит свободные участки дороги, куда машина сможет при необходимости сманеврировать. Благодаря этому при объединении с активной автоматической рулевой системой оптический датчик способен дать информацию для автоматического уклонения от препятствий в случае экстренной ситуации. Кроме того, сенсор может эффективно работать в условиях низкой освещенности и способен, к примеру, уверенно распознавать пешеходов ночью. Наиболее современные версии оптических датчиков DENSO обладают возможностью считывания дорожной разметки и других элементов инфраструктуры.

 

Оптические датчики DENSO используются в системах автопилотирования, взаимодействия с другими автомобилями и инфраструктурой, в системах автоматического экстренного торможения. Компактные сенсоры устанавливаются за лобовым стеклом автомобиля, обычно за зеркалом заднего вида. Кстати, в том числе, поэтому компания DENSO, в ассортименте которой также присутствуют современные и технологичные щетки стеклоочистителя, подчеркивает важность качественной очистки лобового стекла — именно так оптический датчик будет работать максимально корректно.

 

Система связи автомобилей

 

Информация от всех датчиков DENSO, установленных на автомобиле, обрабатывается вычислительным блоком, который в зависимости от конкретной модели автомобиля обладает теми или иными функциями автоматического пилотирования. Помимо использования информации от датчиков для собственных нужд, блок управления обладает возможностью обмениваться информацией с другими машинами и инфраструктурой. Для реализации этой функции компания DENSO в 2015 году выпустила на рынок блок связи V2X (Vehicle to Vehicle и Vehicle to Infrastructure), работающий на частоте 760 МГц. Устройство поддерживает стандарт ITS Connect, принятый в Японии для связи «подключенных» автомобилей друг с другом и с дорожной инфраструктурой.

 

Компания DENSO уверена в том, что развитие систем автономного вождения и взаимодействия станет ключевым фактором в деле снижения аварийности и повышения безопасности на дорогах. Возможно, появление на российском рынке автомобилей, оснащенных технологичными системами на основе датчиков DENSO, в скором времени также улучшит дорожную ситуацию, сделав передвижение на автомобиле более безопасным и комфортным.