Russian Federation
Russian Federation
Voronezh, Voronezh, Russian Federation
Russian Federation
The main factors of integration of electronic systems into modern passenger cars are considered. The description of the features of operation and the most important functions of the adaptive cruise control system is given. The operating principle and advantages of the road sign recognition system, working together with the intelligent dynamic cruise control, as well as the automatic system that regulates the speed of the car when passing turns depending on the angle of the steering wheel and the current speed of the car are presented.
electronic systems, passenger cars, adaptive cruise control, recognition system, active safety, road signs, speed, turning angle
В последние годы возрастающая плотность городского и шоссейного движения в сочетании с ростом скоростей движения автомобильного транспорта послужила причиной резкого увеличения спроса на адаптивные электронные системы, которые используются в современных легковых автомобилях. Такие системы за счет возможности изменения способа вождения и улучшения общего впечатления при вождении быстро стали неотъемлемой составляющей современных легковых автомобилей [1-11].
Адаптивные электронные системы являются передовыми технологиями, которые обеспечивают постоянную адаптацию к изменяющимся дорожным условиям, а также сценариям вождения. Такие электронные системы за счет датчиков, исполнительных механизмов, а также сложных алгоритмов мониторинга и реагирования анализируют информацию о скорости движения автомобиля, плотности движения и условиях окружающей среды. Это позволяет снизить утомляемость водителя, повысить безопасности движения автомобиля, а также оптимизировать расход топлива.
Интеграция рассматриваемых адаптивных электронных систем в современные легковые автомобили связана со следующими факторами. Во-первых, возрастающая сложность городского, а также шоссейного движения значительно затруднила водителям автомобилей безопасную и эффективную навигацию. Использование адаптивной системы круиз-контроля (АСС) и адаптивной системы предупреждения о выезде автомобиля за пределы полосы движения (LDW), упрощают водителям навигацию, за счет обратной связи и ее корректировки в реальном времени.
Во-вторых, осознание негативного воздействия от эксплуатации автомобилей на окружающую среду способствовало возникновению необходимости снижению расхода топлива и сокращения вредных выбросов. Адаптивные электронные системы управления коробкой передач (ATC) и системы «старт-стоп», дают возможность оптимизировать расход топлива, сократить вредные выбросы, и, как следствие создать более устойчивую транспортную систему [1-11].
В-третьих, быстрый прогресс в области сенсорных и вычислительных технологий позволил разработать более сложные и надежные адаптивные системы. Эти системы теперь могут обрабатывать огромные объемы данных в режиме реального времени, что позволяет им вносить более точные и своевременные корректировки.
Преимущества адаптивных электронных систем многочисленны. Во-первых, они помогают повысить безопасность за счет снижения риска аварий и столкновений. Постоянно отслеживая и адаптируясь к изменяющимся дорожным условиям, эти системы могут помочь предотвратить или смягчить последствия потенциальных аварий.
Кроме того, адаптивные электронные системы помогают снизить утомляемость водителя за счет автоматизации определенных задач вождения и предоставления водителю обратной связи в режиме реального времени. Это может помочь снизить физические и умственные нагрузки во время вождения, что приведет к более комфортному и приятному вождению.
Кроме того, адаптивные электронные системы помогают оптимизировать топливную экономичность и снизить выбросы. Постоянно регулируя скорость и мощность автомобиля, эти системы могут помочь минимизировать расход топлива и снизить выбросы [1-11].
Необходимо отметить, что интеграция адаптивных электронных систем в современные автомобили стала революционным событием в автомобильной промышленности. Постоянно адаптируясь к изменяющимся дорожным условиям и сценариям вождения, эти системы помогли повысить безопасность, снизить утомляемость водителя и оптимизировать топливную экономичность. Поскольку спрос на более сложные и устойчивые транспортные системы продолжает расти, роль адаптивных электронных систем, вероятно, станет еще более важной в будущем.
В данном исследовании основное внимание уделяется системе адаптивного круиз-контроля (ACC), в частности реализации этой технологии компанией Toyota в рамках пакета Toyota Safety Sense. Toyota Safety Sense – это набор систем активной безопасности, который входит в стандартную комплектацию почти всех автомобилей Toyota и отражает стремление компании повысить безопасность и снизить риск несчастных случаев на дороге.
Система адаптивного круиз-контроля (DRCC) со следующей функцией является ключевым компонентом Toyota Safety Sense. Эта система предназначена для обнаружения близлежащих транспортных средств и автоматической регулировки скорости автомобиля для поддержания безопасного расстояния до впереди идущего автомобиля. Постоянно отслеживая расстояние и скорость ведущего автомобиля, система ACC может помочь снизить риск аварий и столкновений, особенно в условиях интенсивного движения или на высоких скоростях [1-11].
Одной из наиболее инновационных особенностей системы Toyota DRCC является ее способность автоматически регулировать скорость автомобиля для поддержания заданной безопасной дистанции до впереди идущего автомобиля. Это достигается за счет использования датчиков и передовых алгоритмов, которые могут определять расстояние и скорость ведущего автомобиля в режиме реального времени. Когда ведущий автомобиль замедляет ход или останавливается, система ACC автоматически снижает скорость следующего автомобиля, чтобы поддерживать безопасную дистанцию. При необходимости система может даже полностью остановить автомобиль, не требуя никаких действий со стороны водителя.
Система Toyota DRCC также спроектирована так, чтобы быть очень удобной и интуитивно понятной. Водители могут легко установить желаемую скорость и расстояние следования, используя интерфейс сенсорного экрана автомобиля или голосовые команды. Затем система автоматически регулирует скорость и расстояние следования по мере необходимости, позволяя водителям сосредоточиться на дороге впереди.
Помимо повышения безопасности и снижения риска аварий, система Toyota DRCC также предлагает ряд других преимуществ. Например, автоматически регулируя скорость автомобиля, система может помочь снизить утомляемость и стресс водителя, особенно в условиях интенсивного движения или в длительных поездках. Система также может помочь оптимизировать топливную экономичность и сократить выбросы, сводя к минимуму внезапное ускорение и торможение [1-11].
Система адаптивного круиз-контроля (DRCC) является ключевым компонентом Toyota Safety Sense, набора систем активной безопасности, который входит в стандартную комплектацию почти всех автомобилей Toyota. Автоматически регулируя скорость и дистанцию следования автомобиля, эта система может помочь повысить безопасность, снизить утомляемость водителя и оптимизировать топливную экономичность (рис. 1). Поскольку спрос на более сложные и устойчивые транспортные системы продолжает расти, роль адаптивных электронных систем, таких как система Toyota DRCC, вероятно, станет еще более важной в будущем.
Рисунок 1 – Следование за движущимся впереди автомобилем
Конфигурация системы позволяет включать или отключать функцию, которая контролируется соответствующим переключателем. Дополнительно расстояние можно регулировать с помощью отдельной кнопки со следующими опциями: 30 метров; 40 метров; 50 метров.
С увеличением скорости автомобиля расстояние также увеличивается и, наоборот, уменьшается с уменьшением скорости. Важно отметить, что интеллектуальный динамический круиз-контроль работает совместно с системой распознавания дорожных знаков (RSA), упрощая движение с максимально разрешенной скоростью на конкретном участке дороги.
Система распознавания ограничения скорости (RSA) является важнейшим компонентом Toyota Safety Sense, работающим в тандеме с интеллектуальным динамическим круиз-контролем для обеспечения безопасного и эффективного вождения. Во время работы система RSA постоянно сканирует дорогу впереди на наличие знаков ограничения скорости, используя передовые датчики и алгоритмы для точного обнаружения и интерпретации этих знаков [1-11].
Когда система RSA обнаруживает знак ограничения скорости, она передает эту информацию водителю посредством визуального оповещения на дисплее приборной панели. Затем водителю предлагается соответствующим образом отрегулировать скорость с помощью удобно расположенного переключателя скорости на рулевом колесе. Это позволяет быстро и легко регулировать скорость автомобиля, не отвлекая водителя от дороги.
Однако важно отметить, что пакет Toyota Safety Sense не является автономной системой управления автомобилем. Скорее, это набор систем активной безопасности, предназначенных для помощи водителю в различных сценариях вождения. Водитель несет ответственность за безопасную эксплуатацию транспортного средства и всегда должен быть готов взять на себя управление транспортным средством в случае необходимости [3].
Система RSA – лишь один пример того, как Toyota Safety Sense помогает повысить безопасность и снизить риск аварий на дороге. Постоянно отслеживая дорогу впереди и обеспечивая обратную связь и корректировки в режиме реального времени, эти системы могут помочь улучшить общее впечатление от вождения, а также способствовать созданию более устойчивой и эффективной транспортной системы (рис. 2).
Рисунок 2 – Принцип работы системы RSA
Toyota Safety Sense – это комплексный пакет активной безопасности, который объединяет отдельные системы помощи водителю в единый алгоритм для повышения безопасности и комфорта во время повседневного вождения [2]. Новой функцией, представленной в TSS поколения 2.5, является iDRCC, которая автоматически регулирует скорость автомобиля при прохождении поворотов в зависимости от угла поворота рулевого колеса и текущей скорости (рис. 3).
Работа iDRCC заключается в следующем: во время движения с активированной iDRCC система постоянно отслеживает текущую скорость, отклонение
Рисунок 3 – Принцип работы функции iDRCC
угла поворота рулевого колеса от нулевой точки и скорость движения рулевого колеса. Когда все три параметра соответствуют запрограммированным критериям, система автоматически задействует тормоза при входе автомобиля в поворот. При выходе из поворота скорость автомобиля автоматически увеличивается до заданного значения [1-11].
На основе информации из предоставленных источников в заключении научной статьи «Адаптивные электронные системы в автомобилях: адаптивный круиз-контроль» будет подчеркнуто значительное влияние и потенциал адаптивных технологий в повышении безопасности, комфорта и эффективности современных транспортных средств. Интеграция систем адаптивного круиз-контроля (ACC), таких как функция Toyota iDRCC, демонстрирует, как эти системы могут автоматически регулировать скорость автомобиля в зависимости от угла поворота рулевого колеса и текущей скорости, способствуя более безопасному вождению.
Кроме того, исследования систем адаптивного обучения в образовании подчеркивают важность персонализированных подходов, которые можно ис-пользовать в автомобильной промышленности. Подобно тому, как адаптивные системы обучения адаптируют образовательный контент к отдельным учащимся, адаптивные системы круиз-контроля корректируют параметры вождения в соответствии с конкретными дорожными условиями и сценариями вождения, в конечном итоге улучшая общее впечатление от вождения.
Развитие адаптивных электронных систем, как это проявляется в созда-нии адаптивных веб-сайтов и адаптивных образовательных платформ, подчеркивает растущую тенденцию к кастомизации и адаптируемости в различных областях. Эта тенденция согласуется со сдвигом автомобильной промышленности в сторону адаптивных технологий, которые могут динамично реагировать на меняющуюся среду и потребности пользователей.
В заключение, исследования адаптивных электронных систем в автомобилях, особенно с акцентом на адаптивный круиз-контроль, подчеркивают преобразующий потенциал этих технологий в повышении безопасности, комфорта и эффективности на дороге. Благодаря внедрению адаптивных функций, которые интеллектуально реагируют на внешние стимулы, автомобили, оснащенные адаптивными системами, могут предложить более персонализированный и оптимизированный опыт вождения, что в конечном итоге способствует созданию более безопасной.
1. Navigacionnye sistemy dlya sistem avtomaticheskogo upravleniya avtomobilem / A. V. Ivanov, V. O. Surkov, D. V. Komrakov, A. P. Negulyaeva // Issledovaniya molodyh uchenyh : materialy IV Mezhdunar. nauch. konf. (g. Kazan', noyabr' 2019 g.). – Kazan' : Molodoy uchenyy, 2019. – S. 14-19. – URL : https://moluch.ru/conf/stud/archive/350/15380/.
2. Kozorez, D. A. Sostav i struktura avtonomnyh sistem navigacii i upravleniya robotizirovannogo prototipa avtomobilya / D. A. Kozorez, D. M. Kruzhkov // Spectehnika i svyaz'. – 2012. – № 3.
3. Ivanov, A. V. Adaptivnoe ocenivanie i identifikaciya signalov sputnikovyh radionavigacionnyh sistem v navigacionnyh sistemah / A. V. Ivanov, O. V. Surkov, S. P. Moskvitin // Vestnik Tambovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. – 2018. – T. 24, № 1. – C. 44-57.
4. Ivanov, A. V. Algoritmy adaptivnogo ocenivaniya i identifikacii dlya navigacionnyh sistem podvizhnyh nazemnyh ob'ektov na osnove sputnikovyh radionavigacionnyh sistem / A. V. Ivanov, O. V. Surkov // Uspehi sovremennoy radioelektroniki – 2019 – № 5 – S. 25-39.
5. Barcev, S. I. Adaptivnye seti obrabotki informacii / S. I. Barcev, V. A. Ohonin. – Krasnoyarsk : In-t fiziki SO AN SSSR, 1986. Preprint N 59B. – 20 s.
6. Barcev, S. I. Nekotorye svoystva adaptivnyh setey (Programmnaya realizaciya) / S. I. Barcev. – Krasnoyarsk : In-t fiziki SO AN SSSR, 1987. Preprint No.71B. – 17 s.
7. Belousov, B. N. SAU dvizheniem avtomobilya postanovka zadachi / B. N. Belousov, V. V. Demik, S. B. Shuhman // Avtomobil'naya promyshlennost'. 2000. №4. – S. 17-18.
8. Grunauer, A. A. Primenenie EVM dlya izucheniya dinamiki SAR DVS : uchebnoe posobie / A. A. Grunauer, I. D. Dolgih. – Kiev, 1989. – 170 s.
9. Izerman, R. Cifrovye sistemy upravleniya / R. Izerman ; per. s angl. pod red. I. M. Markova. M., Mir, 1984. – 541 s.
10. Tarasik, V. P. Intellektual'naya sistema upravleniya avtomobilem / V. P. Tarasik, S. A. Rynkevich // Avtomobil'naya promyshlennost'. – 2002. – № 2. – S. 10-13.
