Zelenograd.ru продолжает рассказывать о самых ярких проектах для жизни мегаполиса, которые портал наградил на Шестой ярмарке научно-технических и инновационных проектов молодежи «РИТМ Зеленограда — 2015».
Павел Куроедов, 10 класс лицея 1557
— Сегодня в некоторых иномарках есть встроенные системы экстренного торможения, но они несовершенны, некоторые работают в очень маленьком диапазоне скоростей — до 36 км/ч, они довольно дорогие и не универсальные. Я постарался учесть их недостатки и разработал систему, которую можно ставить на разные виды транспорта, не только на легковые автомобили, но и на грузовики или квадроциклы. Главное, чтобы у машины была система ABS, которая не позволяет ей при торможении войти в неуправляемый занос.
Моя система получает данные о скорости транспортного средства, в ней задаётся нужное ускорение торможения — из курса физики 7 класса знаем его формулу (как формулу ускоренного движения). Можно рассчитать тормозной путь машины, который зависит от влажности дороги или гололёда, поэтому я предусмотрел два режима работы: нормальный и «гололёд». Тормозной путь изменяется в зависимости от режима и измерений влажности, при этом меняется ускорение торможения.
В основе моей модели — отладочная плата Arduino Mega с микроконтроллером Mega 2056. На машине стоит дисплей, ультразвуковой датчик, датчик влажности воздуха и контактный датчик влажности для измерения влажности дорожного покрытия. Машинку я взял готовую, на радиоуправлении, и поставил в неё свою систему. Есть также ультразвуковой датчик, который измеряет расстояние до возможных препятствий перед автомобилем. В машине стоит реле, которое отключает питание автомобиля, а специальный сервопривод затормаживает ось привода машины и замедляет автомобиль — я испытывал это на свое модели.
Система срабатывает автоматически: если водитель отвлекся, неспособен в данный момент быстро среагировать на препятствие, например, с ним что-то произошло, или препятствие появляется неожиданно. Если тормозной путь равен или больше расстояния до препятствия, тогда система берет управление на себя, производит экстренное торможение и не допускает аварии. В крайнем случае, она позволяет смягчить последствия столкновения.
Я знаю устройство автомобилей, сам вожу мотоцикл, правда, о том, чтобы поставить такую систему на двухколёсный транспорт, пока не думал — там всё сложнее. С микроконтроллерами меня познакомили в ЦТПО МИЭТ, а дальше я начал заниматься ими сам, под руководством моего учителя Владимира Петровича Батуры. С поступлением в вуз я еще не определился… видимо, это будет микроэлектроника или что-то связанное с программированием.
Как у взрослых
Автомобильные системы экстренного торможения привлекают сегодня внимание серьёзных разработчиков. Зеленоградская компания «ЭЛВИС-НеоТек», запустившая весной бизнес-инкубатор для стартапов, которые готовы построить бизнес на базе технологий компьютерного зрения и видеоаналитики — в этом направлении работает сам «ЭЛВИС-НеоТек» — рассматривала в качестве одного из кандидатов проект по разработке системы экстренного торможения транспортного средства с помощью технологии распознавания аварийных ситуаций.
Существующие системы Electronic Braking System (EBS) используют радар (лидар) или видеокамеру для обнаружения впереди идущего автомобиля или препятствия. В случае вероятной аварии, при интенсивном сокращения расстояния между автомобилями, система реализует частичное или максимальное тормозное усилие, замедляет или останавливает автомобиль. Конструктивно система автоматического экстренного торможения построена на других системах активной безопасности — системе адаптивного круиз-контроля (контроль расстояния) и системе курсовой устойчивости (автоматическое торможение).
Первый в России тест автомобилей, оснащенных системой автоматического торможения, организовала и провела весной 2015 года — тоже в межсезонье — команда журнала «За рулем». Испытанию подверглись девять машин разных марок. Максимальные оценки в тестах получили автомобили BMW, Cadillac и Volvo.
«Автопроизводители несколько лет назад дружно начали разрабатывать превентивные системы безопасности, которые готовы вместо водителя остановить машину — в автоматическом режиме. Поначалу ими стали оснащать дорогие машины, но после того как в прошлом году „автостопом“ одарили Ford Focus, стало ясно: технологии пошли в народ!», — пишет журнал.
Общий вывод испытаний — большинство систем автоматического торможения еще не совершенны, но уже вполне полезны: «Их вмешательство в экстренных ситуациях избавляет от недешевого кузовного ремонта, а иногда даже спасает жизнь. Поэтому польза от них, безусловно, есть, а четче работать они научатся со временем — так было со всеми электронными помощниками, которые уже стали массовыми».
В США Национальное управление безопасностью движения на трассах (NHTSA) включает системы экстренного торможения в список рекомендуемых дополнительных функций безопасности Программы оценки новых автомобилей. Для покупателей это дополнительный стимул купить автомобиль, оснащенный такими системами, поощряя таким образом производителей. По данным NHTSA причиной третьей части всех аварий в 2013 году были удары сзади — водители либо слишком поздно нажимали на тормоза, либо вообще не успевали ими воспользоваться.
В Европе с 2009 года стала обязательной установка систем экстренного торможения Brake Assist (ВА) для всех новых легковых автомобилей и грузовиков. Такие системы помогают водителям в критических ситуациях: при резком нажатии на педаль тормоза система увеличивает тормозное давление, сокращая тормозной путь и помогая предотвратить столкновение. То есть, эффективно останавливает автомобиль — исследования показали, что 90% процентов водителей в экстренных случаях тормозят не достаточно сильно. А с ноября 2015 года на все грузовики в Евросоюзе будут устанавливать прогностические системы экстренного торможения, способные распознавать объекты перед транспортным средством.