Вы просматриваете: Главная > Авторемонт разное > Инспектор-невидимка: «черный…
Post Icon

Инспектор-невидимка: «черный…

Опубликовано в Авторемонт разное
22 мая 2009

Инспектор-невидимка: «черный...

Инспектор-невидимка: «Тёмный ящик» для автомобиля

    В состав импровизированного «черного ящика» входят пара твердотельных гироскопов и акселерометров для учета наклонов Эта маленькая коробочка отслеживает и записывает ускорения, а после этого согласно этой информации вычисляет скорость и траекторию транспортного средства. И все это документируется — фиксируется в энергонезависимой памяти для предстоящего применения

Юрий Фирсаев вышел на эту идею под впечатлением ставших рутинными картин автопроисшествий. С его соседом был случай. Разъезжаясь на перекрестке, автомобили чиркнули одна другую.

Никаких преимуществ при расхождении не было ни у одного из ездоков.

Но потому, что оба не дали согласие на «обоюдку», дело дошло до суда. Действительно, и в том месте ничего не выяснилось. Несколько раз дело отправлялось на доследование, но наконец-то закрылось за отсутствием документированных данных: кто первым надавил на газ, кто по какой отправился траектории. (Точка зрения закона, вероятнее, на данный счет будет такова: оба виноваты, как минимум, в нарушении п. 9.10 ПДД — несоблюдение бокового промежутка. — Прим. «ПМ».)

Вопрос «Кто виноват?», подумалось Фирсаеву, тут, на удивление, решается со слов самих участников ДТП. Плюс противоречивые показания свидетелей.

Фиксируя статику конечной фазы аварии, стражи порядка вручную создают измерения, на глазок выводят информацию о скорости, навскидку — о длине тормозного пути. Пресловутый плюс-минус тут может исчисляться уже не в сантиметрах, а в десятках метров. И уж совершенно верно чуть ли кто сообщит, сколько секунд было у водителя на исполнение спасительного маневра.

Посочувствовав другу, Фирсаев поразмыслил: «Бывает и хуже». Иногда чужую вину вам припишут просто так, за здорово живешь. Спорным вопросам несть числа.

Трудился ли у вас стоп-сигнал, в то время, когда следовавший за вами автомобиль разбил вам багажник?

В случае если трудился — невиновны. (Нет, невиновны фактически неизменно. Дело в том, что и в том и другом случае яркой обстоятельством ДТП будет нарушение водителем автомобиля, едущего позади, п. 9.10 ПДД — несоблюдение надёжной расстоянии до движущегося впереди транспортного средства. — Прим. «ПМ».) Но трудился ли?

Сможете ли вы доказать, что он был исправен? Вы станете жутко уязвлены несправедливостью, поскольку тысячу раз правы.

Во многих случаях человек на дороге совсем не защищен от фальшивых обвинений и ему негде забрать доказательных материалов о собственной невиновности в метрах и в секундах. Изобретатель засел за работу.

Новорожденный ждёт имени

На журнальном столике перед нами единственный интересующий нас с Юрием в данную 60 секунд объект. Это тёмная коробочка размером с карманный калькулятор, количеством приблизительно в 120 куб. см.

Главная его задача — документировать скоростной режим транспортного средства и траекторию его перемещения в секунды, предшествовавшие столкновению. Посредством этого прибора возможно снять вопрос о субъективности при выяснении событий ДТП.

Основная работа для того чтобы самописца — расчет ускорения, получаемого транспортным средством перед аварией. Зная его, мы можем вычислить и скорость, и траекторию.

Макет устройства еще десять мин. назад трудился на испытательном стенде. По окончании снятия крышки глазу раскрываются размещенные в узлы и элементы. Для контроля работы на прибор установлен жидкокристаллический дисплей, по которому скользят цифры.

Самое незначительное перемещение руки провоцирует изменение скорости бега цифр. Совершенно верно так же прибор поведет себя в деле. Сердце прибора — его силовой сенсор, микросхема акселерометра.

В этом мелком устройстве чувствительный элемент фиксирует ускорение по двум осям.

Само собой разумеется, акселерометр изобретен не сейчас, говорит изобретатель. В механическом варианте это был подпружиненный по оси железный шарик. Зная его массу, по степени отклонения от центрального положения возможно было измерять ускорение.

На сбор данных трудятся и другие компоненты устройства. В связке с акселерометром действует таковой электронный прибор, как пьезокерамический гироскоп. Это также микросхема, рассчитывающая угловую скорость.

Юрий растолковывает, что роль гироскопа — убрать ускорения, вызванные проекцией притяжения Почвы на негоризонтальные участки дороги. При езде с горы шофер может притормаживать, выполняя скоростной режим, но на акселерометр действует притяжение Почвы, и он завысит скорость.

Гироскоп вносит коррективы в эти сведенья: «тёмный ящик» продемонстрирует совершенно верно, сколько было на самом деле. Микроконтроллер — мозг устройства, узел, несущий ответственность за хранение и сбор информации, снимаемой с датчиков, в энергонезависимой памяти.

«Проводя обкатку, — продолжает Фирсаев, — мы записываем показания от бортового регистратора в память, дабы отработать порядок отзыва востребованной информации в совокупность восстановления параметров перемещения (СВПД) постфактум. Для чего все и затевалось.

До тех пор пока отработана совокупность документирования двух главных параметров: скоростного режима транспортного его траектории и средства. Но я обязан заявить, что и с названными главными параметрами самописец уже прозрел; он способен проливать свет на тонкие, чуть уловимые вещи.

К примеру, он продемонстрирует, что при скорости в 100 км/ч автомобиль, что следовал по прямой линии, внезапно поменял направление перемещения по дуге с радиусом в 2 км. В этом случае поворот движущейся автомобили так мелок, что сторонний наблюдатель, да и пассажир, его не увидит.

Поворот будет воспринят как перемещение по прямой. Но при анализе действий участников аварии эти сведенья сообщат о многом. Превышение скорости, страшное подрезание, резкое торможение — фиксируется все».

Детище «Формулы-1»

На Западе мысль зародилась шесть лет тому назад в кузнице новых разработок автостроения, каковой считаются гонки «Формулы-1». (Мысль, вероятнее, показалась намного раньше. К примеру, компания Дженерал моторс комплектует кое-какие собственные серийные модели в полной мере полноценными «тёмными коробками» еще с 1990 года.

По всей видимости, создатель имеет в виду необходимое оснащение. — Прим. «ПМ».) На сегодняшний сутки в Соединенных Штатах и в Японии прошли опробования моделей «тёмных коробок» для массового пользователя. на данный момент последовательность компаний уже устанавливают их на некую часть собственной серийной продукции.

Очевидно, интерес компаний простирается дальше заботы о безопасности. Заодно с решением проблем страховых компаний «тёмный ящик» задним числом содействует обнаружению не сильный мест в конструкции автомобили, дает пищу для размышлений при отработке моделей.

Так, самописцы помогли экспертам Ford поменять в кузовах конструкцию пола. Как результат, информирует вице-президент работы инжиниринга компании Джон Вэлентайн, у попавших в аварию обладателей быстро сократилось число коленей и травм ног.

«Подсказки смогут быть различными по степени сложности, — вычисляет Фирсаев. — Ну, скажем, возможно, устанавливать недостатки в конкретных автомобилях. Возможно, накопив статистику, укоротить либо видоизменить форму капота, дабы шофер лучше видел участок дороги, по которому он едет.

Возможно добыть данные, верно ли спроектирован тот либо другой перекресток. Меня, соглашусь, прибор иногда уводит в область автомобильной футурологии: он помог бы сконструировать фары, каковые следовали бы за поворотом рулевого колеса, — это понадобилось бы на вираже ночью. (Такие фары не вопрос будущего. Подобной системой уже оснащены многие серийные представительские автомобили: Mercedes Eкласса, «пятерка» BMW, Lexus RX330. А по большому счету первые поворотные фары показались еще во второй половине 60-ых годов XX века на автомобиле Citroen DS21, в том месте они поворачивались за рулем посредством совокупности механических тяг. — Прим. «ПМ».)

А нам это нужно?

В Российской Федерации неприятность документирования последствий дорожных трагедий может обостриться кроме того раньше, чем мы думаем. Обращение о введенном необходимом порядке страхования личного транспорта.

Одно дело, в то время, когда тяжба идет между физическими лицами, и второе — между тяжеловесами в лице страховых компаний. Возможно, компании будут не прочь приобретать максимум информации об авариях с участием их клиентов.

«Тёмный ящик» легко снимает появляющиеся вопросы. Ключом к истине становятся информацию о фактических действиях водителя до точки невозврата, в частности — о степени агрессивности вождения, о времени принятия ответа, о скоростном режиме, тормозном пути, работе трансмиссии, электрооборудования, о том, что происходит с автомобилем за десять, пять, три, одну секунду до столкновения. И все это в метрах, в секундах, в единицах понятных экспертам физических размеров.

Фирсаев уверен, что будущее за автосамописцами. На самолетах, говорит он, продолжительное время «тёмных коробок» не ставили. Для чего их придумали?

Людям пригодилось совершенствовать конструкцию самолетов, сопровождения и способы навигации наземными работами, навыки пилотов. Что объединяет автомобиль и самолёт? Оба — транспортного средства, у каждого из которых, действительно, собственная опора.

Но, как мы видим, загруженность земных автострад не идет ни в какое сравнение с загруженностью автострад небесных.

Так что вопрос скептика «А нам это нужно?» нужно будет переадресовать квалифицированному законопослушному водителю. Уж он-то совершенно верно останется от новшества в выигрыше. Но в конечном счете оно благотворно отразится и на остальных. «Тёмный ящик» будет их перевоспитывать.

От редакции «ПМ»

«Тёмный ящик» — это не только а также совсем не инерциальная измерительная совокупность, про которую говорится в статье. Подобные системы, именуемые IMU (Inertial Measurement Unit), в далеком прошлом выпускаются серийно и вольно продаются в магазинах бытовой техники по цене от $100−200 (в IMU входят три акселерометра и при необходимости три кожный покров, часы, и память, в которую записываются эти). Но применение таких совокупностей в гражданских навигационных целях фактически невозможно: за один час набежавшая неточность позиционирования может быть около 1 км!

Исходя из этого такие совокупности применяют для позиционирования только на «маленьких расстояниях». Для правильного позиционирования существует совокупность GPS.

Настоящий «тёмный ящик» обязан записывать не только ускорения и повороты, но и, самое основное, действия водителя и сигналы всех бортовых совокупностей автомобиля: вводы рулем, педалями, данные от совокупности управления двигателем, АБС, фар, подушек и ремней безопасности, круиз-контроля и т. д. Без этого информацию об ускорениях, скорости и позиционировании полностью ненужны. Возвращаясь к приведенным в статье примерам, окажет помощь ли запись ускорений, скорости и пройденного расстояния узнать, горели ли у вас стоп-сигналы?

Либо обстоятельство поворота по дуге радиусом 2 км — шофер развернул руль либо легко под колесо попал камень? Либо какой свет горел на перекрестке, в случае если по окончании столкновения оба водителя утверждают, что они ехали «на зеленый»? Нет, на эти вопросы сможет ответить только полноценная бортовая совокупность регистрации.

Исходя из этого фактически все «тёмные коробки», уже давно устанавливаемые многими зарубежными изготовителями (таковых уже более десятка) машин в серийные автомобили, записывают не только и не столько эти акселерометров, но и документируют работу всех совокупностей автомобиля, действия водителя а также ведут запись. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) занимается разработкой единого стандарта записи информации для автомобильных бортовых регистраторов.

Введение глобальной базы и подобного стандарта информации об автокатастрофах Global Safety Data LLC, предложенной компаниями IBM, Insurance Services Office и Safety Intelligence Systems, разрешит изготовителям машин совершенствовать конструкцию автомобилей и существенно повысить их безопасность. И это, непременно, полезно для всех нас.

Как устроен современный акселерометр

    устройство и Схема емкостного акселерометра устройство и Схема термоконвекционного акселерометра Как устроен колебательный твердотельный гироскоп

Современные акселерометры на большом растоянии ушли от конструкции «грузик с пружинкой»: они относятся к классу устройств, именуемых MEMS (Micro Electromechanical Systems — микроэлектромеханические совокупности).

Самый распространенная на данный момент схема — емкостные акселерометры. Тут, как и в хорошей схеме, употребляется «грузик» (массой 0,1 микрограмм!) в виде гребенки, подвешенный на упругих элементах.

Под действием ускорения гребенка отклоняется довольно неподвижных элементов, нанесенных на кремниевую подложку. подвижная гребенка и Неподвижные элементы являются обкладками конденсатора, включенного в измерительную схему.

По трансформации емкости конденсаторов возможно вычислить отклонение гребенки довольно неподвижных обкладок, соответственно, и ускорение на протяжении оси перемещения. Для чувствительности по двум осям на схеме располагают два перпендикулярно ориентированных конденсатора.

Последнее достижение микроэлектромеханики — акселерометры, основанные на принципе термоконвекции: «грузиком» тут есть газ (воздушное пространство). В акселерометра в центре каверны расположен нагревательный элемент.

Около него с четырех сторон (по двум осям) расположены термодатчики, измеряющие распределение температуры, создаваемое конвекционным потоком воздуха. В случае если ускорения отсутствуют, распределение симметрично довольно вертикальной оси. При наличия ускорения распределение смещается, и термодатчики фиксируют это, а расположенная на данной же подложке микросхема

пересчитывает полученные данные в ускорения.

Как устроен колебательный твердотельный гироскоп

Хороший гироскоп — поворачивающийся диск в кардановом подвесе — не всегда эргономичен. Исходя из этого для бытового применения придумали второй датчик угловой скорости (коим, фактически, и есть гироскоп). В колебательном гироскопе нет вращающихся частей.

Он основан на наличии Кориолисового ускорения. Эта сила действует на тело, движущееся во вращающейся совокупности отсчета, ее направление определяется как векторное произведение скорости тела во вращающейся угловой скорости и системе вращения самой совокупности — перпендикулярно плоскости, в которой лежат скорость тела и угловая скорость.

Колебательный гироскоп является колеблющуюся пластину (в большинстве случаев треугольную призму из пьезо-электрика). В случае если пластину развернуть, то за счет Кориолисового ускорения она отклонится в плоскости, перпендикулярной начальной плоскости колебаний.

Измеряя это отклонение посредством сигналов, снимаемых с электродов на гранях, и обрабатывая полученные эти, возможно взять скорость вращения около одной оси. В случае если необходимо отслеживать вращение в нескольких плоскостях, применяют пара соответственно расположенных гироскопов.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№12, октябрь 2003).

Photography Technique: The Invisible Black Background


Записи по принципу Рандом:

самые интересные для Вас статьи, подобранные по важим запросам:

Метки: ,

Комментирование закрыто.