pds что это в автоматики
НОВЫХ ОБЪЯВЛЕНИЙ: 0 за час | 0 за день | 0 за месяц
За сегодня продано 7 автомобилей. За месяц продано 284 автомобилей.
Серов (Свердловская область)
Ростов-на-Дону (Ростовская область)
Пенза (Пензенская область)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Челябинск (Челябинская область)
Красногорск (Московская область)
Пермь (Пермский край)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Пушкино (Московская область)
Москва (Московская область)
Кашира (Московская область)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Москва (Московская область)
Статьи
PDS – система отслеживания пешеходов
PDS – что это за система и для чего нужна?
В последние десятилетия всё больше людей стали приобретать автомобили, и в связи с этим загруженность на дорогах увеличивается с каждым годом. Само собой, соразмерно повышается количество аварий, из-за увеличения риска возникновения опасных ситуаций. Причины могут самые разные. Это и недобросовестность водителей, и неисправности в автотранспорте, а также невнимательность или легкомысленность пешеходов, переходящих дорогу в неположенном месте.
Ввиду этого, специалисты крупных автомобильных компаний постоянно занимаются исследованиями и разработками в своей сфере, дабы усовершенствовать автомобили, наделив их технологиями, способствующими созданию максимального уровня безопасности. К таким разработкам также относится весьма полезная – система отслеживания пешеходов, которая вышла в свет относительно недавно. Её сокращённая аббревиатура – PDS, и, стоит отметить, что данная технология получила немало положительных отзывов. Изначально разработками в данной системы занимались специалисты с целью её применения в военной сфере, ещё в девяностых годах прошлого столетия.
В автомобильной же промышленности впервые разработка стала внедряться, начиная с 2010 г., когда её представил крупный автопромышленник – компания Вольво. Предназначение технологии – это автоматическое отслеживание пешеходов, и, если они находятся в опасной близости от авто, включение функции экстренного торможения.
Принцип функциональности технологии PDS.
Автомобиль, оснащённый данной системой, бесспорно, имеет преимущества перед автотранспортом, не имеющим такого оборудования. Её основное назначение – защитить пешеходов от получения травм и даже от смертельных исходов. Также при столкновении автомобиля с пешеходом, опасности подвергается и сам водитель авто, и транспортные средства, находящиеся в непосредственной близости от аварии.
Система PDS имеет свои компоненты, которые выполняют различные функции. В качестве идентификаторов здесь выступают:
Видеокамера в данном случае способна распознать пешехода на расстоянии до сорока метров. Затем, результат, который выдала видеокамера, подтверждается специальным радаром. Электронная система выполняет отслеживание траектории, по которой движется пешеход, анализирует данные, а также делает прогнозирование его дальнейшего движения. В случае, если система посчитает, что возникла высокая вероятность того, что автомобиль может наехать на пешехода, она подаёт соответствующий сигнал в управляющий блок. Далее скорость автомобиля замедляется или же срабатывает функция торможения.
Следует отметить, что автоматическая регулировка скорости автомобиля происходит только в том случае, если водитель не отреагировал на полученный звуковой сигнал, выполняющий предупреждающую функцию, и не занизил скорость. Но не стоит при управлении автомобилем, оборудованным PDS, полностью полагаться на автоматику, и вести себя за рулём невнимательно. Ведь полностью избежать столкновения можно лишь на скорости до тридцати пяти километров в час. При более высоких показателях скорости авто, риск столкновения и нанесения травм, несомненно, снижается. Но полная безопасность не гарантируется.
Достоинства и недостатки PDS.
К числу достоинств и преимуществ PDS можно отнести:
Но здесь существуют и свои недостатки:
В настоящее время специалистами данной сферы ведутся исследования, и разрабатывается усовершенствованная система, которая будет более точно и надёжно определять риск столкновения с пешеходами. Это будет уже более высокотехнологичное изобретение, связанное с мобильными операционными системами.
2.1 Сигнальные модули (модули ввода/вывода)
Модули ввода/вывода бывают 4 типов:
1) Сигнальные модули аналогового ввода (AI, analogue input). Они принимают от датчиков, подключенных к его входам, электрические сигналы унифицированного диапазона, например:
Допустим, у нас есть датчик давления с диапазоном измерений 0-6 бар и токовым выходом 4-20 mA. Датчик измеряет давление P, которое в данный момент равно 3 бар. Так как датчик линейно преобразует значение измеряемого давления в токовый сигнал, то на выходе датчика будет:
Вход сигнального модуля AI, настроенный на те же диапазоны (4-20 mA и 0-6 бар), принимает сигнал 12 mA и делает обратное преобразование:
Соответствие диапазона электрического сигнала между входом модуля и выходом подключенного к нему датчика обязательно для корректной работы системы.
2) Сигнальные модули дискретного ввода (DI, discrete input). Принимают от датчиков дискретный электрический сигнал, который может иметь только два значения: или 0 или 24 V (в редких случаях 0 или 220 V). Вход модуля DI также может реагировать на замыкание/размыкание контакта в подключенной к нему цепи. К DI обычно подключают датчики контактного типа, кнопки ручного управления, статусные сигналы от систем сигнализации, приводов, позиционирующих устройств и т.д.
Допустим, у нас есть насос. Когда он не работает, его статусный (выходной) контакт разомкнут. Соответствующий дискретный вход сигнального модуля DI находится в состоянии “0”. Как только насос запустили, его статусный контакт замыкается, и напряжение 24 V идет на клеммы входа DI. Модуль, получив напряжение на дискретном входе, переводит его в состояние “1”.
3) Сигнальные модули дискретного вывода (DO, discrete output). В зависимости от внутреннего логического состояния выхода (“1” или “0”) устанавливает на клеммах дискретного выхода напряжение 24 V или 0 V соответственно. Есть вариант, когда модуль в зависимости от логического состояния выхода просто замыкает или размыкает внутренний контакт (модуль релейного типа). Модули DO могут управлять приводами, отсечными клапанами, зажигать светосигнальные лампочки, включать звуковую сигнализацию и т.д.
4) Сигнальные модули аналогового вывода (АО, analogue output) используются для подачи токового управляющего сигнала на исполнительные механизмы с аналоговым управляющим сигналом. Допустим, регулирующий клапан с управляющим входом 4-20 mA необходимо открыть на 50 %. В этом случае на соответствующий выход АO, к которому подключен вход клапана, подается ток I вых:
Под действием входного тока 12 mA клапан переходит на 50 % открытия.
Соответствие диапазона электрического сигнала между выходом модуля и входом подключенного к нему исполнительного механизма обязательно. Модуль ввода/вывода также характеризуются канальностью – числом входов/выходов, а, следовательно, и количеством сигнальных цепей, которые к нему можно подключить. Например, модуль AI4 — это четырехканальный модуль аналогового ввода. К нему можно подключить 4 датчика. DI16 — модуль дискретного ввода, имеющий шестнадцать каналов. К нему можно подключить 16 статусных сигналов от технологических агрегатов.
В современных системах расположение модулей ввода/вывода на базовой плате строго не регламентировано, и их можно устанавливать в произвольном порядке. Однако один или несколько слотов, как правило, зарезервированы под установку коммуникационного модуля. Иногда возможна установка сразу двух коммуникационных модулей, работающих параллельно. Это делается для повышения отказоустойчивости системы ввода/вывода.
Одним их жестких требований, предъявляемых к современным подсистемам ввода/вывода, является возможность “горячей” замены модулей без отключения питания (функция hot swap).
Коммуникационные модули обеспечивают обмен данными между ПЛК, станциями распределенной периферии, интеллектуальными датчиками и исполнительными устройствами. Модули поддерживают один из коммуникационных протоколов:
Обмен информацией, как правило, осуществляется с использованием механизма ведущий-ведомый (master-slave). Только ведущее устройство на шине может инициировать обмен данными. Ведомые устройства пассивно прослушивают все данные, идущие по шине, и только в случае получения запроса от ведущего устройства отправляют обратно ответ. Каждое устройство на шине имеет свой уникальный сетевой адрес, необходимый для однозначной идентификации. Узлы ввода/вывода, как правило, являются ведомыми устройствами, в то время как контроллеры — ведущими.
На рисунке 5 показана цифровая полевая шина, объединяющая один контроллер (с монитором) и четыре узла ввода/вывода. Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой уникальный адрес. Пусть, например, ПЛК с адресом 1 хочет считать показание датчика давления. Датчик подключен к станции распределенной периферии с сетевым адресом 5, к модулю AI, расположенному в слоте 6, входной канал 12. Тогда ПЛК формирует и отправляет по шине запрос следующего содержания:
Рис. 5 Подключение ПЛК и станций распределенной периферии к полевой шине
Каждый узел прослушивает все запросы на шине. Узел 5 узнает, что запрос адресован ему, считывает показание датчика и формирует ответ в виде следующего сообщения:
Контроллер, получив ответ от ведомого устройства, считывает поле данных с датчика и выполняет соответствующую обработку. Пусть, например, после обработки данных ПЛК вырабатывает управляющий сигнал на открытие клапана на 50 %. Управляющий вход клапана подключен к второму каналу модуля AO, расположенного в слоте 3 узла 7. ПЛК формирует команду следующего содержания:
Узел 7, прослушивая шину, встречает адресованную ему команду. Он записывает уставку 50 % в регистр, соответствующий слоту 3, каналу 2. При этом модуль AO формирует на выходе 2 необходимый электрический сигнал. После чего узел 7 высылает контроллеру подтверждение успешного выполнения команды.
Контроллер получает ответ от узла 7 и считает, что команда выполнена. Это всего лишь упрощенная схема взаимодействия контроллера с узлами ввода/вывода. В реальных АСУ ТП, наряду с рассмотренными выше, используется множество диагностических, управляющих и сервисных сообщений. Хотя сам принцип “запрос-ответ” (“команда-подтверждение”), реализованный в большинстве полевых протоколов, остается неизменным.
Напомним еще раз, что наряду с рассмотренной выше схемой ввода/вывода в АСУ ТП могут применяться схемы ввода/вывода через сигнальные модули, установленные непосредственно в слоты (или на профильную рейку) ПЛК (без использования станций распределенной периферии).
Система обнаружения пешеходов: устройство, принцип работы
В статье рассмотрен принцип работы системы обнаружения пешеходов, устройство, основные детали и методы работы. В конце статьи видео-обзор примера работы системы PDS. В статье рассмотрен принцип работы системы обнаружения пешеходов, устройство, основные детали и методы работы. В конце статьи видео-обзор примера работы системы PDS.
Безопасность в современном автомобиле одна из главных деталей, за которую не редко приходится платить высокую стоимость. Специалисты разделяют два основные направления систем безопасности – пассивные и активные. Именно к активному классу относят систему обнаружения пешеходов. В зависимости от производителя, система может иметь разные называния, поэтому рассмотрим более подробно её предназначение и основные детали.
Для чего нужна система обнаружения пешеходов
С самого названия становится понятно, что основным предназначением системы обнаружения пешеходов является избежание ДТП с пешеходами, или его минимизация к минимальным последствиям. Многие спросят, насколько эффективна технология? Как показывают данные статистики, система не может на 100% гарантировать контроль всевозможных ситуаций, но показатель в 20% спасенных жизней это уже хороший прогресс.
Это позволяет в значительной мере сократить последствия наезда на пешехода, или же вовсе избежать такового, если придерживаться правил дорожного движения. Впервые о системе обнаружения пешеходов заговорили в 2010 году, когда компания Volvo представила рабочий прототип и результаты тестирования под названием Pedestrian Detection System (PDS). Разработка такого механизма было весьма нелегким процессом для инженеров, так как предсказать рост, характеристики и куда сложней поведение человека было основной проблемой.
В первую очередь такой активный механизм требовал мощностей программного обеспечения, а значит и хорошую техническую часть. Суммарно все это тянуло немалые затраты, что так же вело к увеличению общей стоимости автомобиля. Так же перед инженерами была проблема распознавания наложенных фигур (то есть самой фигуры пешехода от других элементов: машин, разных вещей в руках и прочих вариаций). Такая комбинация существенно затрудняла распознавание пешеходов, а значит, сводила суть работы всего механизма к нулю.
Долгие и самые разнообразные варианты создания механизма привели к тому, что система обнаружения пешеходов смогла не только распознавать людей, но и предупреждать водителя, а так же рассчитывать за доли секунды самые разные ситуации ухода от столкновений. Самые современные варианты системы обнаружения пешеходов могу просчитать поведение пешехода, в крайнем случае, взять на себя управление автомобилем, чтоб избежать столкновения.
Как устроен механизм обнаружения пешеходов
Учитывая свойства и результат работы системы обнаружения пешеходов, становится понятно, что само устройство весьма тонкое и включает в себя не пару элементов. Основными элементами считаются камера (в автомобилях Subaru две камеры), радар и электронный блок управления. Современные системы включают в набор так же разные датчики, сенсоры и подключают иные системы безопасности, для лучшего эффекта работы.
Самым основным и самым дорогим элементом системы обнаружения пешеходов считается электронный блок управления. Именно он распознает пешехода, подает сигналы водителю и принимает окончательное решение относительно последующих действий автомобиля. Если от водителя нет никакой реакции, то система задействует экстренное торможение. Таким образом, получается, что система обнаружения пешеходов, это не отдельный узел с определенным набором деталей, а целый комплекс, способный предотвращать ДТП и самостоятельно принимать решения.
Как еще называют систему обнаружения пешеходов
Несмотря на то, что первой систему обнаружения пешеходов разработала компания Volvo. Найти подобный механизм можно и на других дорогих автомобилях. Соответственно, и название системы будет отличаться:
В зависимости от производителя, набор деталей и элементов системы может отличаться. В частности компания Subaru использует две камеры вместо одной, как у Volvo. Несмотря на это большая часть деталей и элементов одинаковы, аналогично, как и суть работы всего механизма.
Как работает система обнаружения пешеходов
На первый взгляд, кажется, что распознать пешехода и подать сигнал водителю весьма не сложно и с таким смогла б справиться любая система безопасности. Но на самом деле все намного серьезней и малейшая ошибка может стоить человеческой жизни. Поэтому перед инженерами стала задача разработать систему, которая не давала сбой и работала с максимальной эффективностью.
Чтоб понять, насколько все сложно устроено, рассмотрим принцип работы системы обнаружения пешеходов, а так же градацию критериев, соблюдая которые можно добиться лучшего эффекта. Первое с чего все начинается, это распознавание самого пешехода. Камера, получив изображение, передает его в электронный блок управления, в это же время параллельно с камерой работает радар и так же передает информацию в блок управления. Если пешеход распознан, оба сигнала с камеры и радара подтвердили это, то система начинает отслеживать движение пешехода.
Благодаря доработкам инженеров, новые механизмы обнаружения пешеходов так же прогнозируют последующие действия пешехода, его перемещение и реакцию. Так же параллельно оценивается вероятность столкновения, и рассчитываются возможные варианты выхода из состоявшейся ситуации. Результат обнаружения мгновенно выводится на дисплей мультимедийной системы.
В случае, если система распознала неизбежную ситуацию столкновения с пешеходом, водителю посылается соответственный звуковой сигнал о немедленном, экстренном торможении. После чего система снова оценивает ситуацию с пешеходом, а так же реакцию водителя на торможение или изменение траектории автомобиля. Если же нет никакой реакции, автоматически задействуется система экстренного торможения, чтоб минимизировать последствия столкновения. По имеющейся информации, современные системы PDS, могут так же просчитывать траекторию, состояние дороги и помехи, чтоб маневрировать, уводя автомобиль от пешехода. Вплоть до полной останови транспортного средства.
Самой эффективной скоростью для срабатывания считают до 35 км/час, избежание столкновения практически равно 100%. Дальность срабатывания камеры и радара, по словам производителей, до 40 метров, свыше этого расстояния могут быть ошибки в распознавании. От момента распознавания пешехода, до оповещения водителя и реакции системы в автономном режиме проходят доли секунды. Если же скорость будет выше 35 км/час, водителю не гарантируют полное предотвращение столкновение, но минимизация последствий будет однозначно.Как показывает статистика, с разных ДТП, а так же расчеты инженеров, при скорости 65 км/час вероятность столкновения пешехода с автомобилем составляет 85%. При скорости 50 км/час – 45%, а снизив до 30 км/час, вероятность составляет 5%. Так же многие производители начали устанавливать на автомобили систему защиты пешеходов, специальный эластичный капот и бампер, а так же подушку безопасности для пешеходов, спрятанную между ветровым стеклом и капотом.
Лучший эффект работы система обнаружения пешеходов показала в городском цикле, где скорость движения небольшая, а вот вероятность увидеть пешехода, выбежавшего на дорогу, очень большая.
Пока что в системы есть два основных минуса, которые производители обещают исправить по мере разработок. Система обнаружения пешеходов неработоспособная в ночное время суток или же в плохую погоду (особенно во время дождя или снега). Камера и радар попросту не могут распознать пешехода, при этом каждый раз предлагая недостоверную информацию. Поэтому в такие моменты производитель рекомендует отключать и не пользоваться системой обнаружения пешеходов. Зачастую датчики и сенсоры системы инженеры располагают за центральным зеркалом на ветровом стекле, хотя могут быть исключения.
Методы распознавания пешехода
Как уже говорили, для работы системы обнаружения пешеходов требуются большие ресурсы, мощный процессор, безотказное программное обеспечение и, конечно же, настроенная технология (методы) распознавания тех самых пешеходов. Выделяют 4 основные методы, рассмотрим каждый более подробно.
Целостное обнаружение пешехода
Как правило, это самый распространенный и частый метод, который использует система во время отработки. Если радар и камера засекли движущийся объект, программное обеспечение заключает его в рамку, согласно габаритам и контуров объекта. Далее система анализирует запрограммированные параметры и сравнивает с информацией полученной с камеры. Источником для сравнения и анализа может быть самая разная информация, например уровень тепла (инфракрасное излучение), дающее сигнал о том, что объект излучает тепло, а значит в 95% случаев живое существо.
Альтернативный способ целостного распознавания – анализ гистограммы оттенков, попавших в рамку. После чего система сравнивает с имеющимися в базе образцами и делает соответственный вывод. Огромный минус такого метода в том, что в рамку постоянно попадают помехи или посторонние предметы, которые портят гистограмму, а значит и вывод системы будет не самым эффективным.
Частичное обнаружение (распознание) пешеходов
Многие поговаривают, что метод не самых эффективный, между тем алгоритм имеет меньшую вероятность ошибки, в сравнении с предыдущим. Полученное изображение с камеры система анализирует на наличие отдельных фрагментов или совокупность частей, обводя их контуром.
Собрав все необходимые фрагменты, система формирует одно общее изображение и на его основе делает вывод, сравнивает с образцами в базе данных. Минус такого способа в том, что он требует больших технических ресурсов, соответственно и цена автомобиля будет значительно дороже.
Распознавание по образцам в базе
Принцип работы данного метода распознавания пешеходов, тесно переплетается с предыдущим, но так же есть свои плюсы и минусы. Алгоритм весьма свежий, так как разработали его относительно недавно, но вот сам принцип работы требует доработок. Изначально создается база данных, в которую вносят образцы, информация о форме тела человека, отдельные фрагменты тела, а так же образцы фигур, сфотографированные в самых разных условиях (на дороге, на пешеходном переходе, возле машин и прочее).
Огромный плюс такой системы обнаружения пешеходов в том, что она способна обучатся, или как говорят «натаскивается» на определенные ситуации и реакцию водителя. Таким образом, запоминая те или иные моменты, чтоб в дальнейшем не повторять ошибок.
Распознавание за счет нескольких камер
Такой метод присущий автомобилям компании Subaru, которые используют 2 камеры в системе обнаружения пешеходов. Камеры реагируют на переходящие дорогу объекты, при этом на каждый обнаруженных, наводится отдельная камера (одновременно ведется два объекта независимо от их направления).
Система разбивает полученную картинку на фрагменты, после чего каждый из фрагментов оценивается и рассматривается отдельно на наличие в нем пешехода. Минус такого метода, в том, что при пересечении объектов система может вывести фрагмент, как одно целое. В результате вариант маневра автомобиля или же траектория торможения может быть неправильной.
Пример установки системы обнаружения пешеходов можно найти на автомобилях Volvo S60, Subaru Legacy или Outback, а так же множества других современных моделей. Главным условием считается наличие цветного дисплея мультимедийной системы, а так же возможность установки всех необходимых датчиков, камеры и радара для правильной работы системы. Так же смотрите система обнаружения крупных животных.
Можно сделать итог, что система обнаружения пешеходов неплохо справляется со своей задачей, но последнее решение все же остается за водителем. Только в самых крайних срабатывает автоматический режим, чтоб избежать или минимизировать столкновение с пешеходом.
Видео пример работы системы обнаружения пешеходов: