SAMOCHODOWY RADAR POWSZECHNEGO STOSOWANIA

Koncern Delphi opracował nowy, wielofunkcyjny, elektronicznie skanujący radar (ESR). Dzięki wykorzystaniu pozbawionej ruchomych części i sprawdzonej technologii monolitycznej, radar ESR zapewnia najlepsze w swojej klasie osiągi, miniaturyzację i niezawodność – a wszystko to za cenę, która sprawi, że oparte na technologiach radarowych systemy, zapewniające wygodę i bezpieczeństwo, staną się dostępne dla szerokiej rzeszy użytkowników samochodów.

Nowa technologia została opracowana wspólnie w amerykańskich centrach technicznych Delphi w Malibu (stan Kalifornia) i w Kokomo (stan Indiana). Urządzenie będzie produkowane w Singapurze. Pierwszą aplikacją używającą ESR jest, wchodzący do produkcji w połowie 2009 roku, czwartej generacji tempomat adaptacyjny (ACC) Delphi, instalowany w samochodach wprowadzanych na rynek w USA. W dalszych miesiącach 2009 roku system ten będzie również instalowany w kilku europejskich samochodach w modelach z roku 2010.

Największym wyzwaniem w projektowaniu ACC i systemów radarowych przewidujących i unikających kolizji jest połączenie szerokiego pola widzenia o krótkim zasięgu (aby wykrywać samochody nadjeżdżające z sąsiednich pasów ruchu i pieszych znajdujących się na wysokości samochodu) z wysokiej rozdzielczości pomiarem o dużym zasięgu, służącym do dokładnej oceny odległości i prędkości, umożliwiającym skuteczne rozróżnianie obiektów.

Aktualnie stosowane rozwiązania wykorzystują w tym celu radary z wieloma wiązkami, zarówno w połączeniu z mechanicznym skanowaniem, jak i nakładaniem na siebie kilku nieruchomych wiązek. Systemy mechanicznego skanowania drogi są bardzo dokładne, ale wymagają precyzyjnych i delikatnych urządzeń instalowanych w najbardziej narażonych na zniszczenie i silne wibracje miejscach samochodu. Systemy wykorzystujące nakładanie na siebie kilku nieruchomych wiązek są bardziej trwałe niż system skanowania mechanicznego, ale zwykle ich pole widzenia i rozdzielczość kątowa pozostawiają wiele do życzenia.

„Elektroniczne systemy skanujące są znacznie lepszym rozwiązaniem, ponieważ łączą one w sobie wyjątkowe osiągi z trwałością i małymi rozmiarami”, stwierdził dr Andreas Teuner, główny inżynier ds. systemów bezpieczeństwa w europejskim oddziale Delphi. „Systemy te są już od pewnego czasu wykorzystywane przez wojsko, ale dotąd były zbyt drogie, by można je było stosować w motoryzacji. Przełom dokonany przez Delphi, to zaprojektowanie urządzenia, które może być produkowane z wykorzystaniem procesów, które są już dobrze dostosowane do masowej produkcji układów sterowania silnikiem”.

Według dr. Teunera, to innowacyjne rozwiązanie spowoduje spadek ceny do tak atrakcyjnego poziomu, że po raz pierwszy technologia ta zacznie być wykorzystywana na masową skalę.

Nowy system wykorzystuje szyk antenowy zbudowany z elementów promieniujących opartych na liniach mikropaskowych. Pole widzenia wynika z konstrukcji elementów. Dwa odrębne zestawy antenowe są wykorzystywane do realizacji dwóch trybów pomiaru: długiego zasięgu, o polu widzenia 20 stopni i średniego zasięgu o polu widzenia 90 stopni. Sygnały z tych elementów łączone są w celu stworzenia wąskiego promienia, który może być skanowany elektronicznie w całym polu widzenia. Projekt szyku antenowego zapewnia kąt równy 3,5 stopnia i skanuje 64 pozycje wiązki. Czas pomiarowy dla każdego trybu to 25 milisekund, co daje częstotliwość aktualizacji równą 20 Hz.

Firma Delphi wybrała pasmo częstotliwości 76GHz, aby móc wdrożyć swój system na całym świecie oraz aby zminiaturyzować antenę. Jednoczesna transmisja i odbiór impulsu metodą Dopplera (STAR PD) dostarcza niezależny pomiar odległości i szybkości jego zmian, co umożliwia precyzyjną detekcję nieruchomych grup obiektów. Wraz z elektronicznie skanującym układem, właściwości te zapewniają doskonałe rozróżnienie różnorodnych celów, precyzję oceny odległości, prędkości zbliżania się obiektu i kąta, pod jakim znajduje się dany obiekt.

Kompletny moduł radaru, łącznie z układem elektronicznego sterowania, ma wielkość jedynie 13 cm x 9 cm x 3,9 cm. Niewielkie wymiary urządzenia umożliwiają umieszczenie czujnika pod maską samochodu i pozwalają na zintegrowanie go tak, aby dopełniał stylizację samochodu lepiej niż istniejące konsrukcje. Ponieważ urządzenie nie ma żadnych ruchomych części, jest całkowicie odporne na wibracje i niezwykle trwałe.

Jakość danych dostarczanych przez urządzenie Delphi umożliwia skuteczne funkcjonowanie tempomatu adaptacyjnego typu stop-and-go oraz złagodzenie kolizji poprzez usprawniony system samoczynnego hamowania, wyposażony w wykrywanie obecności pieszych i możliwość szybkiego reagowania na zbliżające się obiekty.

Ponadto, rozszerzając funkcje bezpieczeństwa dostępne w poprzedniej generacji radarowego systemu Delphi, który zawierał układ wczesnego ostrzegania i wspomagania hamowania, nowy system pozwoli układom hamowania i ochrony pasażerów być wstępnie gotowym i doprowadzi do powstania systemów pełnego hamowania awaryjnego samochodu, aby pomagać w unikaniu kolizji.

„Wierzymy, że ten atrakcyjny cenowo, działający w wielu trybach elektronicznie skanujący radar jest technologią, która zmieni obecną rzeczywistość i spowoduje znaczne obniżenie ceny różnorodnych systemów wspomagania kierowcy w czasie jazdy”, stwierdził dr Teuner. „Podobnie jak w przypadku tempomatu adaptacyjnego z wczesnym ostrzeganiem, systemem stop-and-go i systemem ostrzegania przed kolizją, który monitoruje ruch przed samochodem, widzimy zastosowanie tego urządzenia w systemach ostrzegania przed zderzeniami bocznymi, następującej po tym integracji z systemami wizyjnymi, celem otrzymania bardzo wysokiej jakości danych, co w konsekwencji sprawi, że szeroka oferta nowych funkcji bezpieczeństwa będzie osiągalna w przystępnej cenie. Ta technologia wprowadzi nową generację systemów bezpieczeństwa do produkcji”.

Elektroniczne systemy skanujące są wykorzystywane do realizacji dwóch trybów pomiaru: długiego i średniego zasięgu. Ich zaletą są wyjątkowe osiągi połączone z trwałością i małymi rozmiarami.

Kompletny moduł radaru, łącznie z układem elektronicznego sterowania, ma wielkość jedynie 13 cm x 9 cm x 3.9 cm. Niewielkie wymiary urządzenia umożliwiają umieszczenie czujnika pod maską samochodu.

Materiały źródłowe:
Delphi
(16.04.2009)