الفرق بين الرادار بالموجات فوق الصوتية وأنظمة مراقبة النقطة العمياء بالموجات المليمترية

مقدمة

يعد تقليل المخاطر من الأجسام الموجودة في النقطة العمياء جانبًا واحدًا فقط من جعل الانعطاف أكثر أمانًا للسائقين. من الضروري أيضًا تزويد السائقين بالمعلومات التي يحتاجون إليها. نتيجة ل, من أجل التصرف بسرعة في حالة طارئة, تستمر بعض استراتيجيات التحذير في السعي لتزويد السائقين ببيانات محددة.

النقاط العمياء هي مناطق في محيط السيارة لا يتم التقاطها بواسطة مرايا الرؤية الخلفية. زائد, لا توجد مرآة مثالية أو وضع مقعد السائق سيقضي على هذه النقطة العمياء. ما هو الحل الأكثر فعالية? مستشعر تحذير تلقائي لتنبيه السائق حول مركبة قريبة. لقد أصبح من الضروري تحسين السلامة. تعمل هذه المستشعرات بطريقة تغطي جميع البقع على الطريق بلا حدود.

إن القدرة على اكتشاف المركبات بشكل موثوق يفيد بشكل كبير سلامة الموقع والتحكم في حركة المرور. قد يكون اختيار التقنية المناسبة لتطبيق الكشف عن سيارتك أمرًا صعبًا. وبالتالي, ضع في اعتبارك بعض العوامل, مثل المهمة, الحجم المطلوب, نطاق الاستشعار, وتركيب جهاز الاستشعار. زائد, ما إذا كان التطبيق داخليًا أو خارجيًا بشكل أساسي.

علاوة على ذلك, هناك تقنيات مختلفة أدخلت لهذا الغرض. الوقت الحاضر, هناك نوعان شائعان من أجهزة الاستشعار; رادار الموجات المليمترية وأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. لذا, ما هو الفرق بين رادار الموجات فوق الصوتية وأنظمة مراقبة النقاط العمياء بالموجات المليمترية? أيهما أفضل? لقد ناقشنا كل ذلك في المقال. لذا, استمر في القراءة لمعرفة كل شيء!

المستشعرات في أنظمة مراقبة النقطة العمياء

أنظمة مراقبة النقطة العمياء اكتشاف المركبات في المناطق العمياء باستخدام رادار الموجات المليمترية أو أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. توجد هذه المستشعرات داخل الجانبين الأيسر والأيمن من المصدات الخلفية. يتم وضع الكاميرات في أغطية مرايا الرؤية الجانبية. يشمل الاختلاف بين أنظمة مراقبة النقاط العمياء بالرادار بالموجات فوق الصوتية ورادار الميكروويف أن الرادار مفيد في الأنفاق. لكن, عادة ما تدخل أجهزة الاستشعار الأخرى في وضع الاستعداد في مثل هذه الحالات.

أجهزة استشعار الرادار

أجهزة استشعار رادارية ذات موجة ملليمترية لديها مجموعة متنوعة من التطبيقات. يسهل علينا في التنبؤ بالطقس, التحكم بالمرور, وعلى متن السيارات. كما أن لديها وظائف مثل التحذير من الاصطدام ومساعدة الفرامل. وظائف أخرى مثل أنظمة مساعدة السائق تتطور نحو أنظمة السلامة النشطة.

ترتبط وحدات استشعار الرادار عبر كابل بشاشة عرض داخل الكابينة, الذي ينبه السائق إلى الاقتراب من المخاطر عبر نغمات مسموعة وسلسلة من مصابيح LED. يمكن دمجها بسلاسة مع أجهزة الإنذار العكسي الموجودة, لذلك يصدر صوت الإنذار فقط عند اكتشاف خطر أو شخص.

فوائد

• استخدام طاقة منخفضة
• تصميم منخفض التأثير
• مستشعر قابل للتطوير وفعال من حيث التكلفة
• سريع, مرن, وتعديل تسلسل غرد يمكن الاعتماد عليه للتعرف على الأشياء
• مستشعر رادار التصوير من الجيل الجديد رباعي الأبعاد لتحسين الراحة, سلامة, والقيادة الآلية

ما هي مجسات الرادار بالضبط?

أجهزة استشعار الرادار هي الأجهزة التي تحول إشارات صدى الميكروويف إلى إشارات كهربائية. يكتشفون الحركة باستخدام تقنية الاستشعار اللاسلكي من خلال معرفة موضع الجسم وشكله. أجهزة استشعار الرادار, على عكس أجهزة الاستشعار الأخرى, لا تتأثر بالنور أو الظلام. يمكنهم اكتشاف العوائق مثل الزجاج و “نرى” خلال الجدران.

هناك أنواع متعددة من أجهزة استشعار الرادار ذات التطبيقات المختلفة. فيما يلي بعض من أشهرها:

رادار الموجة المليمترية

ال جهاز استشعار الرادار الموجي المليمتر تردد التشغيل 30 إلى 300 جيجا هرتز. هذا يعني أن الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة على مقياس مليمتر. تتميز موجات المليمتر بخصائص كل من الأشعة تحت الحمراء والميكروويف نظرًا لطولها الموجي الطويل. الموجة لا تتأثر بالخارج, مما يسمح لها بالتكيف مع البيئات المناخية المختلفة. طرق قياسها تنقسم رادار بموجة ملليمتر في وضعين.

تعد الموجة الترددية المستمرة والدوبلر النبضي من أكثر التقنيات استخدامًا. يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والسيارات. لكن, الدوبلر النبضي شائع في التطبيقات العسكرية.

وضع النبض

تتضمن طريقة النبض استخدام إشارة نبضية. تغير هذه الإشارة تردد مذبذب التحكم في الجهد في جهاز إرسال الرادار. بعد ذلك, يعزل الموجة المنعكسة عن الإشارة المرسلة في المستقبل. هيكلها أكثر تعقيدًا من أنظمة الرادار الأخرى. زائد, إنه باهظ الثمن.

تعديل التردد (FM) وضع الموجة المستمر

نطاق وضع الموجة المستمرة FM هو الطريقة شائعة الاستخدام. يتم تحديد المسافة بين كائنين من خلال اختلاف التردد بين الإشارات المستقبلة والمرسلة. يتم الجمع بين الإشارات المرسلة والمستقبلة لإنتاج إشارة تردد وسيطة. تحويل فورييه لإشارة التردد المتوسطة هذه (ينتج معلومات دقيقة عن المسافة).

رادار دوبلر

رادار دوبلر في مثل هذا النظام, الذي يمكن دمجه بسهولة في مركبات اليوم. لذا, ترتد موجات الراديو عن الأسطح مثل المباني والسيارات المتوقفة. تضرب إشارة الرادار السطح بزاوية, مما تسبب في ارتداد انعكاسها. تستمر الإشارة في إصابة الأشياء المخفية في الزاوية. تنعكس بعض إشارات الرادار مرة أخرى على أجهزة الكشف المركبة على السيارة.

مستشعرات الرادار الأمامية

هذا المستشعر يتيح السرعة, دقيق, واكتشاف الكائنات وتتبعها بشكل مرن. بسبب الميزات التالية, إنه مناسب تمامًا لسيناريوهات المرور المعقدة.

• نطاق الكشف
• مجال رؤية واسع
• اختلاف زاوية ممتاز
• ميزة جديدة لتعديل تسلسل الغرد

على الرغم من المسافة الصغيرة بينهما, يكتشف المستشعر متسابق دراجة نارية يتخطى شاحنة. تحدد هذه المستشعرات كلا الجسمين بشكل موثوق. عندما تقترب السيارة من نفق, يستطيع الرادار رؤية راكب دراجة نارية أمامه. إنه بسبب قابليته للفصل الأفقي, مما يسمح لها باكتشاف المسافة بين الدراجة النارية وسقف النفق. تتيح هذه الخصائص قياس الارتفاع المباشر, تصنيف أفضل لحركة المرور, والعقبات المحتملة في الممرات مثل الإطارات أو المنصات.

كيف تعمل أجهزة استشعار الرادار?

عندما تضرب موجات الراديو سطح, أنها تعكس. يمكن للأمواج أن تنتقل بسهولة عبر الغلاف الجوي. يستخدم الرادار بشكل متكرر في مجموعة متنوعة من تطبيقات اكتشاف الأجسام. في السيارات, يستخدم رادار الموجة المليمترية عادة لرصد النقاط العمياء. تستخدم الأنظمة القائمة على الرادار موجات الراديو للعثور على الأشياء ضمن نطاقها التشغيلي وتنبيه السائق. تشكل المكونات التالية نظامًا أساسيًا قائمًا على الرادار.

نظام رادار, في أبسط أشكالها, يحتوي على الأنظمة الفرعية التالية:

المرسل

يولد مولد الموجي إشارات مدعومة بمكبرات الصوت.

موجهات الموجة

كما يوحي الاسم, ساعدوا في إرسال إشارات الرادار.

هوائي

جهاز يحول طاقة المرسل إلى إشارات في الفضاء.

المتلقي

جهاز يستخدم لكشف الإشارات والتقاطها.

مجموعة من أجهزة استشعار الرادار

يتم تصنيف رادار السيارات بشكل عام على النحو التالي:

• رادار قصير المدى – 0.5 إلى 20 أمتار
• رادار متوسط ​​المدى – 1 إلى 60 أمتار
• رادار بعيد المدى- 10 إلى 250 أمتار

تكلفة رادارات السيارات?

بكميات كبيرة, تكلفة رادارات السيارات التقليدية $50-100 لكل وحدة, ولكن هناك طلب على $10-30 رادار. رادارات التصوير المستقبلية أكثر تكلفة, بأسعار تتراوح من $150 في الإنتاج الضخم لوحدة واحدة إلى $1000 لمجموعة 360 درجة.

مزايا النظام القائم على الرادار

• يمكن لأنظمة الرادار بعيدة المدى أن ترى ما يصل إلى 250 على بعد أمتار.
• تسهل موجات الراديو تحديد كائن في المنطقة العمياء بدقة.
• إنه قادر على التمييز بين الأجسام الثابتة والمتحركة

لماذا FMCW في طليعة تقنيات التعديل لتطبيقات رادار السيارات?

تقنيات التحوير حاسمة في تكنولوجيا الرادار. ولديها وقت قياس أقصر ونسبة قدرة ذروة إلى متوسط ​​أقل من الرادارات النبضية. يجب قياس معلومات النطاق والسرعة الفردية المستهدفة في وقت واحد. ايضا, يتم تحديثها بسرعة في تطبيقات سلامة السيارات.

77أنظمة رادار السيارات جيجاهرتز

تتيح لنا تقنية الرادار تحديد ثلاث معلمات مهمة بسهولة. يشمل النطاق, السرعة النسبية, واتجاه الوصول.

السرعة والمدى

عرض نطاق ترددي أعلى يبلغ 4 GHz مفيد للغاية. يحسن دقة النطاق ودقة السرعة. لهذا السبب, يسمح لنا بتمييز الكائنات المتباعدة عن كثب, وهو أمر مفيد للغاية في تطبيقات مثل مواقف السيارات الآلية.

سبب آخر لماذا 77 من المفيد GHz أنه يقلل من حجم وشكل الجهاز - مما يجعله مرغوبًا جدًا لشركات السيارات. زائد, يسمح لهم بتركيب هذه المستشعرات في أوضاع صعبة.

الفرق بين الموجات فوق الصوتية وأنظمة رصد الموجات العمياء للرادار بالموجات المليمترية

أجهزة استشعار الرادار

تعمل أجهزة استشعار الرادار مع الموجات الكهرومغناطيسية. رادارات فوق صوتية, من ناحية أخرى, استخدام الموجات الصوتية لأداء وظائفهم. إنه التمييز الأساسي بين أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ورادار الموجات المليمترية. أحد الاختلافات الرئيسية بين أنظمة مراقبة النقطة العمياء بالموجات فوق الصوتية والرادار هو أن مستشعرات الرادار يمكنها اكتشاف الحركة والسرعة بدقة أكبر.

مجسات الموجات فوق الصوتية’ ترتد الأمواج عن الأشياء وتنتقل بسرعة معروفة. موجات الرادار, على عكس الموجات فوق الصوتية, تتفاعل بشكل مختلف مع المواد لأنها تنعكس مرة أخرى على السطح. يمكن لمستشعر الرادار حساب سرعة الجسم واتجاهه عن طريق اكتشاف تأثير دوبلر أو التغيير في تردد الموجة.

اختلاف آخر بين الرادار بالموجات فوق الصوتية ورادار الموجات المليمترية أنظمة مراقبة النقطة العمياء هو أن العوازل لا تؤثر على الأجهزة المعتمدة على موجات الرادار ذات الموجات المليمترية. لا يتأثر النظام بسطح الجسم العاكس.

مجسات بالموجات فوق الصوتية

جهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هو جهاز قياس غير متصل يستخدم الموجات فوق الصوتية لقياس المسافة بين جسمين. يحتوي هذا المستشعر على جهاز إرسال يرسل موجات فوق صوتية. عندما تصطدم الأمواج بشيء ما, تنعكس بعض طاقتهم مرة أخرى إلى مستقبل المستشعر كإشارة صدى.

إنه جهاز مساعدة للسيارة يساعد السائقين في تغيير المسارات بأمان أثناء القيادة. لديهم مستشعرات عالية السرعة لمؤشرات التحذير من الجانب الأيمن والأيسر للجانب الأيمن والأيسر. تضيء مؤشرات التحذير هذه لتنبيهك إلى وجود كائن. يتضمن الكشف عن النقطة العمياء بالإضافة إلى المساعدة في الرجوع إلى الخلف. تقوم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بفحص جانب / مؤخرة السيارة بحثًا عن الأجسام المتحركة في المنطقة العمياء في منطقة الاكتشاف.

يتكون النظام من صندوق تحكم, اثنين من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية, وشاشتان للمنطقة العمياء. بالإضافة الى, صفارة وحزام أسلاك يربط بين الموجات فوق الصوتية والكمبيوتر.

فيزياء أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

تبعث أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية نبضات موجات فوق صوتية قصيرة تنعكس بواسطة العوائق. بعد ذلك, استقبال إشارات الصدى ومعالجتها. يوجد محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية داخل العلبة البلاستيكية لجهاز استشعار الموجات فوق الصوتية. وهي مصنوعة من وعاء من الألومنيوم مع غشاء يحتوي على عنصر سيراميك بيزوسيراميك.

ترسل وحدة التحكم الإلكترونية رقمًا رقميًا لنقل إشارة إلى المستشعر. يتسبب في تأرجح الحجاب الحاجز الألومنيوم مع موجات مربعة من أجل 300 ثواني بتردد طنين يبلغ 48 كيلو هرتز. ينتج عنه انبعاث نبضات فوق صوتية. بعد حوالي 900 ثواني من الاسترخاء, يستقبل الحجاب الحاجز الصوت المنعكس من عائق ويهتز. ينتج عنصر السيراميك البيزو هذه الاهتزازات كإشارة تمثيلية.

المدى بالموجات فوق الصوتية

تصدر أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية موجات بتردد أعلى من نطاق الموجات المسموعة للأذن البشرية عبر جهاز الإرسال. بعد التفكير, يحصل المتلقي على الموجات. يتم تحديد المسافة بين السيارة والشيء من خلال معرفة فارق التوقيت بين الاستلام والإرسال. الترددات الأكثر استخدامًا هي 40 كيلو هرتز, 48كيلو هرتز, و 58 كيلو هرتز. على العموم, يؤدي التردد العالي إلى زيادة دقة المستشعر. يتميز المستشعر بانحراف صغير واتجاه جيد. يسمح لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بنشر الإشارات من خلال الأشعة. إنه شائع في سيناريوهات القيادة منخفضة السرعة مثل أنظمة وقوف السيارات الأوتوماتيكية ورادارات الرجوع للخلف.

مجسات بالموجات فوق الصوتية في السيارة

يكتشف اثنان إلى أربعة مستشعرات فوق صوتية مثبتة على المصد الخلفي عائقًا يصل إلى 2 إلى 2.5 متر في حالة السونار الخلفي. يدرك السائق المسافة في الوقت الفعلي من خلال تغيير أصوات الجرس.

خصائص الموجات فوق الصوتية

يتوفر مستشعر الموجات فوق الصوتية في ثلاثة أنواع مختلفة من المستشعرات المتوافقة ميكانيكيًا:

1. نطاق الكشف: الأعلى. 2.5 م, دقيقة. 15 سم; وجود الكائن 6 سم
2. نطاق الكشف: الأعلى. 4.5 م, دقيقة. 15 سم; وجود الكائن 6 سم
3. نطاق الكشف: الأعلى. 5.5 م, دقيقة. 15 سم; وجود الكائن 3 سم

استخدام مجسات الموجات فوق الصوتية في السيارات

هناك ثلاثة استخدامات رئيسية لأجهزة الاستشعار فوق الصوتية في السيارات. تستخدم تطبيقات وقوف السيارات البيانات المجمعة من المركبات المرتبطة, والبيانات فوق الصوتية هي جزء مهم من تلك البيانات. المركبات المتصلة’ يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية اكتشاف أماكن وقوف السيارات المتاحة في مكان قريب. يتم دمج ملايين المركبات مع بيانات مواقف السيارات هذه لإنتاج صورة كاملة ودقيقة لتوافر مواقف السيارات.

أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هي واحدة من أجهزة الاستشعار العديدة التي تستخدمها المركبات ذاتية القيادة (من) تكنولوجيا. يمكن لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الداخلية للسيارة اكتشاف الظروف الخارجية. هذه البيانات الضخمة ضرورية للتكنولوجيا التي تدعم المركبات ذاتية القيادة لتعمل. تستخدم خوارزميات AV بيانات مستشعرات فوق صوتية من ملايين السيارات المرتبطة.

من خلال تمكين المركبات من اكتشاف وبث التحذيرات من مخاطر الطريق, تستفيد التكنولوجيا من بيانات أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. عندما يكون البصر ضعيفًا, يمكن لأجهزة الاستشعار فوق الصوتية معرفة ما إذا كانت السيارة قريبة جدًا من مركبة أخرى أو أحد المشاة.

عدة عيوب لجهاز الاستشعار بالموجات فوق الصوتية

• نطاق الكشف عن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية غير كافٍ للاستخدام في المركبات المتحركة.
• تختلف دقة أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل كبير مع درجة حرارة التشغيل.
• ليس من السهل قراءة الانعكاسات من الأسطح المنحنية والناعمة
• المطر والظروف الجوية القاسية الأخرى, مثل الثلج, لها تأثير على الدقة
• مجال رؤية أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية جيد جدًا, لكن معدل اكتشاف الكائنات الموجودة في تلك المناطق منخفض
• ليس من السهل اكتشاف كيانات متنوعة مثل الكائنات الحية وعلامات الشوارع

ما هو المستشعر الأكثر حساسية لتداخل الغلاف الجوي?

تستمر الأنظمة المعتمدة على الرادار ذات الموجة المليمترية في العمل بشكل طبيعي بغض النظر عن العوامل البيئية. وتشمل هذه العوامل درجة الحرارة, رطوبة, مطر, الثلج, إلخ. الرادار هو حل مقاوم للعوامل الجوية. لا تؤثر ظروف العمل القريبة على الأنظمة القائمة على الرادار. إحدى الفوائد الأساسية لرادار الموجات المليمترية هو أنه يمكن أن يعمل في ظروف الإضاءة المختلفة, سواء في الليل أو أثناء النهار.

يعتبر ثابت العزل الكهربائي للمادة المستهدفة اعتبارًا مهمًا لأجهزة استشعار الرادار. تميل إلى المرور مباشرة من خلال المواد ذات الثوابت العازلة المنخفضة لأنها لا تعكس الموجات الكهرومغناطيسية.

استنتاج

الأجهزة الإلكترونية قادرة على أداء مجموعة متنوعة من المهام المستمرة بدلاً من البشر. أحد الأسباب الشائعة لتفضيل الجهاز الإلكتروني على الإنسان هو أنه يمكن أن يعمل بشكل أسرع وأكثر موثوقية لأنه لا يفقد التركيز.

الشيء نفسه ينطبق على نظام المراقبة. إنه جهاز يستخدم لإجراء قياسات مستمرة. بمساعدة المستشعرات, يمكن لهذا النوع من الأجهزة الإلكترونية قياس المعلومات المادية حول شيء ما.

الموجات المنبعثة من مستشعر الرادار ذو الموجة المليمترية, مثل تلك الموجودة في أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية, ترتد عن الأشياء وتنتقل بسرعة معروفة (أسرع بكثير من الموجات فوق الصوتية).

الرادار ليس فقط أقل تكلفة من التقنيات الأخرى, ولكن لديها أيضًا نطاقًا أوسع من التطبيقات. إنها تقنية مجربة وحقيقية بفضل التقدم في خوارزميات البرامج المخصصة. سرعان ما أصبح أحد البدائل الأكثر جاذبية لمصنعي السيارات.

إذا كان لديك أية أسئلة, الرجاء الاتصال بنا!

منتجات ذات صله: