Menținerea distanței între 2 vehicule

Menţinerea automată a distanţei optime între automobile

Acest proiect tratează problema menţinerii distanţei optime între două autovehicule pe autostradă. Teoria “car following” se bazează pe utilizarea informaţiilor provenite de la nişte senzori, cu ajutorul cărora se va stabili metoda automată de menţinere a distenţei minime necesară pentru evitarea unei coliziuni. Am folosit mediul de simulare MATLAB SIMULINK pentru a realiza un modelele maşinilor şi pentru a putea urmării evoluţia acestora în timp.

Cuvinte cheie:automată, distanţă, maşină,menţinere, optimă, simulare

1. Introducere

Menţinerea automată a distanţei optime între automobile este de interes încă de la apariţia autovehicolelor. Problema principală o reprezintă faptul că maşinile se mişcă neliniar, soferul acţionând în funcţie de obstacolele existente. În situaţia în care două maşini se urmăresc, cea de-a doua este nevoită sa işi adapteze viteza după prima şi să menţină o distanţă optimă pentru a evita orice coliziune.

Principalele dispozitive cu ajutorul cărora se poate realiza această teorie, şi anume senzorii radar sunt utilizaţi des pentru asistarea parcării sau măsurarea distanţei faţă de obiecte fixe. Sistemul radar utilizează principiul impulsurilor Doppler pentru măsurarea independentă a vitezei şi distanţei.

Efectul Doppler: antena emite, la intervale fixe τ, pachete de microunde cu frecvenţa fe. Între intervalele de emisie, ea recepţionează frecvenţa undei reflectate fr. Viteza de mişcare a corpului este calculată automat după formula:

În formulă, c reprezintă viteza de propagare a undei emise, iar θ este unghiul dintre direcţia de emisie a antenei şi orizontală. Deoarece în calculul final se face aproximaţia cosθ ≈ 1, înseamnă că acest unghi trebuie să fie mai mic de 10°. În practică, „radarul” auto este orientat de-a lungul drumului şi frecvenţa emisă de acesta are valori de la 3 GHz în sus. La 3 GHz, dispozitivul poate detecta viteze între 36 şi 144 km/h.

2. Metoda de simulare

Pentru a simula viteza, acceleraţia sau distanţa dintre maşini se construieşte un model de bază pentru fiecare maşină, bazat pe principiul al doilea al mecanicii.

Forţa care acţionează asupra unui corp este egală cu produsul dintre masa corpului şi acceleraţia imprimată, iar vectorul forţă are aceeaşi orientare cu vectorul acceleraţie.

Unde M [kg] este masa, D[m] este poziţia, Ft [kN] este forţa de tracţiune şi Ff [kN] este forţa de frânare. Alţi parametri utilizaţi sunt poziţia iniţială x0 [m], viteza iniţială v0 [km/h], viteza instantanee v [km/h] şi acceleraţia instantanee [m/s2].

Pentru simplificarea modelului am renunţat la modelarea detailată a frecărilor (cu aerul sau cu asfaltul) şi la faptul că drumul nu este drept (se putea considera înclinat sau cu curbe).