Obraz6

Czujniki położenia (drogi i kąta) Radar regulacji odstępu

37

Jeszcze jeden czujnik?

Radar regulacji odstępu (rys, 1) jest naturalnie czujnikiem mierzącym odległość, prędkość względną i boczne położenie nadjeżdżających pojazdów. W tym celu radar (Radiation Detecting and Ranging) wysyła wiązki fal o długości milimetrowej. W celu jego wykorzystywania w ruchu drogowym, we wszystkich rozwiniętych krajach świata pasmo o częstotliwości 76...77 GHz (długość fali ok. 4 mm) pozostawia się nie zajęte. Wysyłane wiązki fal odbijają się od powierzchni metalowych oraz wykonanych z materiałów dielektrycznych i są odbierane przez człon odbiorczy radaru w postaci echa. Odebrane fale odbite są „porównywane” z wysyłanymi co do czasu lub częstotliwości.

Aby porównanie mogło być wykorzystane do właściwej interpretacji, wiązka wysyłanych fal jest odpowiednio modulowana czasowo i częstotliwościowo.

Najbardziej powszechnie stosuje się modulację impulsową o czasie trwania 10...30 ns (odpowiadającej długości 3...10 m) oraz modulację częstotliwościową, która przy emisji fal zmienia (chwilowo) częstotliwość w czasie.

Aby sygnał odbierany mógł dostarczyć żądaną informację, musi być demodulowany. Na podstawie pomiaru czasu r, który upłynął od wysłania zmodulowanego impulsowo sygnału do jego odebrania, znając prędkość światła ( c = 300 000 km/s) odległość od przeszkody ustala się za pomocą wzoru:

d = tc/2

Dzielnik 2 uwzględnia przebieg sygnału do i od przeszkody (na przykład czas: r = 1 ms odpowiada odległości d = 150 m). Modulacja częstotliwościowa, zmienia się w czasie przesyłu. Gdy zmiany są liniowe, wówczas wiadomo, że czas biegu sygnału do i od przeszkody odpowiada proporcjonalnej różnicy częstotliwości (na przykład przy zmianie 100 MHz/ms odległości 150 m odpowiada zmiana częstotliwości o 100 kHz).

Na podstawie opisanych pomiarów możliwe jest wyznaczenie także względnej prędkości obserwowanego obiektu, lecz pomiar tej prędkości może być znacznie bardziej pewny i dokładny na podstawie pomiarów wykorzystujących efekt Dopplera. Przy zbliżaniu się pojazdów częstotliwość odbieranych fal zwiększa się o 510 Hz na każde 1 m/s prędkości względnej (przy 76 GHz).

Trzecią wielkością wyjściową jest kątowe położenie namierzanego obiektu. Można je zidentyfikować wówczas, gdy promienie radarowe są emitowane w różnych kierunkach. Właściwy kierunek położenia obiektu odpowiada największej sile sygnału odbitego. Do identyfikacji kierunku położenia obiektu jest niezbędny nadajnik o szybkim ruchu obrotowym albo wyposażony w kombinację anten kierunkowych.

A może to już nie czujnik?

Naturalnie radar regulacji odstępu jest czymś więcej niż tylko czujnikiem. Oprócz wykrywania odległości, prędkości względnej oraz bocznego położenia wyprzedzanych pojazdów tak, jak to jest w przypadku rozwijanego w firmie Bosch urządzenia SCU (Sensor & Control Unit), można za jego pomocą sterować dalszą obróbką sygnałów w celu adaptacyjnej regulacji napędu i hamowania samochodu (rys. 2). Funkcje tego urządzenia polegają na regulacji odstępu od innego pojazdu za pomocą programu ACC (Adaptive Cruise Control) dopasowującego prędkość jazdy

Radar kontroli odległości