Радиолокационная система обеспечения безопасности движения наземных транспортных средств

• Автор: Шнайдер, Виктор Борисович
• Шифр специальности: 05.12.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Постановка задачи исследования
1.1 Анализ состояния проблемы
1.2 Специфика АРЛС
1.3 Основные задачи проектирования АРЛС
1.4 Прототипы АРЛС
2 Разработка модели фоноцелевой обстановки
2.1 Влияние переотражений от поверхности дороги на яркостное
изображение формируемое АРЛС
2.2 Анализ характеристик рассеяния ЭМВ на подстилающих
поверхностях применительно к условиям визирования в АРЛС
2.3 Сравнение контрастности РЛИ, полученных в X и Ка диапазонах
3 Разработка методики проектирования АРЛС
3.1 Выбор и обоснование технических требований к АРЛС
3.2 Выбор и обоснование структурной схемы АРЛС
3.3 Методика расчёта структурной схемы АРЛС
4 Алгоритмическое и программное обеспечение АРЛС
4.1 Задачи вторичной обработки РЛИ в АРЛС
4.2 Алгоритм измерения расстояния до границы дороги
и определения ориентации автомобиля на дороге
4.3 Оценка допустимой погрешности измерения расстояния
до обочины
4.4 Алгоритм построения границ дорожного полотна
4.5 Программная реализация алгоритма измерения расстояния до
границ дороги и определения ориентации автомобиля на дороге
4.6 Алгоритм обнаружения препятствий в пределах КБ
4.7 Алгоритмы формирования и обработки РЛИ в АРЛС
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы

Введение
Актуальность работы
При управлении транспортными средствами (ТС) в условиях ограниченной или отсутствующей оптической видимости существенно возрастает вероятность дорожно-транспортных происшествий (ДТП), поэтому задача обеспечения безопасности движения в таких условиях является очень актуальной.
По данным американского агентства 1МТША [2,9], ДТП чаще всего связаны с невнимательностью водителя (68%), с несоблюдением дистанции (19%), а также с недостаточной информацией, получаемой водителем во время движения. При этом, степень информированности водителя о ситуации на дороге находится в прямой зависимости от условий оптической видимости, таких как:
• освещённость дороги и обочины;
• наличие качественной разметки и указателей;
• степень загрязнённости остекления кабины;
• наличие гидрометеообразований (сильного снегопада, ливневых до-
ждей, тумана), смога, пыли и других мешающих факторов.
Задача улучшить информированность водителя о дорожной ситуации была поставлена давно, и для её решения во многих странах предложены программы по созданию и внедрению различных систем активной безопасности, которые помогают водителю управлять автомобилем в условиях ограниченной оптической видимости, а в будущем и полностью заменили бы его [3,5,6,7,9,52,55].
Ключевым элементом систем автоматического управления, является сенсор. В зависимости от принципа действия все сенсоры этих систем можно разделить на оптические, ультразвуковые и радиолокационные.
Оптические сенсоры видео и инфракрасного (ИК) диапазонов широко применяются в автомобилях, однако объединяет их два серьёзных недостатка: неработоспособность в условиях отсутствия оптической видимости (дождь, снег, туман, пыль); а также невозможность измерять расстояние до объектов.

50 100 150 200 250

Рисунок 2.4. Зависимости <5) от дальности до цели при различных значениях дисперсии угла наклона при фиксированных значениях высоты подвеса
антенны и цели
Экспериментальные измерения ЭПР автомобилей (раздел 2.2), расположенных на асфальтовом покрытии подтвердили эффект возрастания ЭПР. При этом отражения от автомобиля устойчиво наблюдались на всех дальностях, и практически отсутствовали ситуации с пропаданием отраженных сигналов при взаимном перемещении цели и локатора. Это подтверждает наличие эффекта усреднения отражений при движении объектов локации и самого локатора.
Так же можно сделать вывод о том, что отражения от автомобилей в основном формируются элементами, расположенными на небольшой высоте над поверхностью Земли.
2.2 Анализ характеристик рассеяния ЭМВ на подстилающих
поверхностях применительно к условиям визирования в АРЛС
Проведенный анализ литературы (раздел 1) показал, что характеристики рассеяния ЭМВ на подстилающих поверхностях (для дорожной обстановки) и переходов от одного типа поверхности к другому при настильных углах визирования < 10° изучены недостаточно.
Для решения задач проектирования АРЛС и формирования требований к аппаратно-программному комплексу АРЛС необходимо иметь недостающие сведения о характеристиках рассеяния ЭМВ от объектов дорожной инфраструктуры при настильных углах визирования. С этой целью в течении ряда лет с помощью макетов АРЛС были проведены натурные исследования характеристик рассеяния в выбранном частотном диапазоне и в типовых дорожных ситуациях. В результа-