RU2050561C1

RU2050561C1 - Method and device for avoidance of car collision

Info

Publication number: RU2050561C1
Authority: RU
Inventors: Борис Петрович Турченев
Original assignee: Борис Петрович Турченев
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: equipment for avoidance of collision of transport facilities. SUBSTANCE: optical radiation is received, filtered and converted separately from "n" sections located one after another in dangerous zone. Presence of obstacle is judged from difference of signals from adjacent sections. Device has electro-optical transducer which consists of optical element, optical filter, sensitive elements, series resistors, differential amplifiers, switch, unit for determination of dangerous distance and alarm signal generator. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для создания аппаратуры, служащей для предотвращения столкновений и наездов автомобилей и других транспортных средств. The invention relates to automation and can be used to create equipment that serves to prevent collisions and collisions of cars and other vehicles.

Известно множество способов и устройств, предназначенных для предотвращения столкновений автомобилей и основанных на разных принципах измерения расстояния до опасного предмета и сравнении этого расстояния с предельным. There are many methods and devices designed to prevent collisions of cars and based on different principles of measuring the distance to a dangerous object and comparing this distance with the limit.

Известен ультразвуковой дальномер, в котором расстояние определяется через временную задержку между моментами излучения и приема отраженного УЗ-импульса [1] По результатам сравнения этого расстояния с опасным пределом, зависящим от скорости, вырабатывается сигнал водителю или команда на торможение. Устройство обладает недостаточной дальностью, что связано с трудностями эффективного излучения и приема ультразвука в воздухе. A known ultrasonic rangefinder, in which the distance is determined through the time delay between the moments of radiation and reception of the reflected ultrasound pulse [1]. Based on the results of comparing this distance with a dangerous limit, depending on the speed, a signal is issued to the driver or a braking command. The device has insufficient range, which is associated with the difficulties of efficient radiation and receiving ultrasound in the air.

Известна миллиметровая РЛС для использования на автомобилях (см. Радиотехника N 10, 1989, мат. 10В71). При мощности передатчика 30 мВТ обеспечивается дальность обнаружения до 60 м. Недостатком этого устройства, как и всех вообще автомобильных локаторов, является неустойчивость к воздействию зондирующих импульсов встречных автомобилей, оснащенных такими же устройствами. При массовом применении это приводит к функциональной ненадежности. Known millimeter radar for use in automobiles (see Radio Engineering N 10, 1989, mat. 10B71). With a transmitter power of 30 mW, a detection range of up to 60 m is ensured. The disadvantage of this device, like all automobile locators in general, is its instability to the effects of sounding pulses from oncoming vehicles equipped with the same devices. With mass use, this leads to functional unreliability.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются способ и устройство для предотвращения столкновений автомобиля [2]
Способ основан на том, что в нем воспринимают с помощью разнесенных приемников оптическое излучение предметов, находящихся в опасной зоне, преобразуют его в электрические сигналы на линейных оптико-электронных преобразователях и по взаимному расположению возбужденных элементов относительно центров линеек путем несложных геометрических преобразований определяют расстояние l до автомобиля. Сравнивая расстояние l с допустимым расстоянием L, вычисленным с учетом скорости автомобиля, вырабатывают сигнал тревоги или команду на торможение, если l≅L.Closest to the technical nature of the present invention are a method and apparatus for preventing collisions of a car [2]
The method is based on the fact that optical radiation of objects located in the danger zone is perceived with the help of spaced receivers in it, it is converted into electrical signals on linear optoelectronic converters, and the distance l to a car. Comparing the distance l with the permissible distance L calculated taking into account the vehicle speed, an alarm or a braking command is generated if l ,L.

Аппаратура для осуществления этого способа содержит первый и второй оптико-электронные преобразователи, в каждый из которых входит оптический элемент (объектив), бленда и линейка из n чувствительных элементов, первый и второй коммутаторы-определители координат и микрокомпьютер. Линейки чувствительных элементов располагаются горизонтально и перпендикулярно направлению движения автомобиля. Рабочая оптическая зона ограничивается блендами. Если перед автомобилем оказывается потенциальное препятствие, то объективы проектируют его изображение на чувствительные элементы преобразователей, находящиеся на расстояниях а₁ и b₁ от центров линеек. Координаты а₁ и b₁ с помощью определителей координат, у которых срабатывают соответствующие пороговые элементы, передаются в микрокомпьютер. Последний, используя также заложенные в его память расстояния а, b и f, с помощью простых геометрических преобразований определяет координату l₁ препятствия. Сравнивая ее с допустимым расстоянием L, микрокомпьютер, если l₁≅L, вырабатывает предупредительный сигнал водителю или команду на торможение. При выборе L учитывается скорость автомобиля.The equipment for implementing this method contains the first and second optoelectronic converters, each of which includes an optical element (lens), a hood and a line of n sensitive elements, the first and second switch-coordinates, and a microcomputer. Rulers of sensitive elements are located horizontally and perpendicular to the direction of movement of the car. The working optical zone is limited to hoods. If there is a potential obstacle in front of the car, the lenses project its image onto the sensitive elements of the transducers located at distances a ₁ and b ₁ from the centers of the rulers. The coordinates a ₁ and b ₁ with the help of coordinate determinants for which the corresponding threshold elements are triggered, are transmitted to the microcomputer. The latter, using also the distances a, b, and f stored in his memory, using simple geometric transformations determines the coordinate l _{1 of the} obstacle. Comparing it with the permissible distance L, the microcomputer, if l ₁ ≅L, generates a warning signal to the driver or a braking command. When choosing L, the vehicle speed is taken into account.

Достоинствами такой аппаратуры является экологическая безопасность вследствие пассивного принципа действия, а также устойчивость к встречному транспорту, оснащенному аналогичной аппаратурой (если выключен свет фар). Однако она может работать только с точечными одиночными препятствиями. Если перед автомобилем окажется еще одно препятствие, то микрокомпьютер получит четыре равноправные координаты а₁, b₁, a₂, b₂.The advantages of such equipment are environmental safety due to the passive principle of operation, as well as resistance to oncoming vehicles equipped with similar equipment (if the headlights are turned off). However, it can only work with single point obstacles. If there is another obstacle in front of the car, then the microcomputer will receive four equal coordinates a ₁ , b ₁ , a ₂ , b ₂ .

Комбинация координат а₁ и b₂ создает ложное препятствие с координатой l₀, расположенное ближе истинных препятствий (l₀ < l₂ < l₁). Поскольку l₀ < L, будет выработана ложная тревога. В реальной обстановке даже один идущий достаточно близко и впереди автомобиль отображается на преобразователях множеством координат, поскольку он представляет довольно широкое объемное тело. Тем более это верно, когда на дороге много транспортных средств и других препятствий. Множество координат создадут соответственно много ложных целей, расположенных ближе истинных препятствий. Это будет приводить к ложным тревогам, т. е. к функциональной ненадежности, что является недостатком известной аппараратуры. С другой стороны, узкая конусовидная направленность зон приема, определяемая предельной дистанцией и шириной опасной зоны 2r, создает области, где координаты будут получены лишь одним преобразователем 5, а также область, где ни один преобразователь не воспримет препятствия. Опасные препятствия, внезапно появившиеся в этих областях, не будут выявлены, что усугубляет функциональную ненадежность. В ночное время выбранный диапазон световых волн (0,4-10 мкм) делает систему беззащитной перед ослеплением светом фар встречных автомобилей. При покачиваниях автомобиля во время движения на преобразователи будут периодически попадать изображения участков поверхности дороги, которые будут восприниматься, как препятствия. Все это снижает функциональную надежность известных способа и устройства.The combination of coordinates a ₁ and b ₂ creates a false obstacle with coordinate l ₀ located closer to true obstacles (l ₀ <l ₂ <l ₁ ). Since l ₀ <L, a false alarm will be generated. In a real situation, even one car going close enough and ahead is displayed on the converters in a multitude of coordinates, since it represents a rather wide volumetric body. This is even more true when there are many vehicles and other obstacles on the road. Many coordinates will create accordingly many false targets located closer to true obstacles. This will lead to false alarms, i.e., to functional unreliability, which is a disadvantage of the known equipment. On the other hand, the narrow cone-shaped directivity of the reception zones, determined by the limiting distance and the width of the danger zone 2r, creates areas where the coordinates will be obtained by only one transducer 5, as well as an area where no transducer picks up obstacles. Dangerous obstacles that suddenly appear in these areas will not be identified, which exacerbates functional insecurity. At night, the selected range of light waves (0.4-10 microns) makes the system defenseless before dazzling the headlights of oncoming cars. When the car sways while driving, images of sections of the road surface that will be perceived as obstacles will periodically appear on the transducers. All this reduces the functional reliability of the known method and device.

Цель заключается в том, чтобы увеличить функциональную надежность. Это достигается тем, что способ для предотвращения столкновений автомобиля, основанный на приеме оптического излучения предметов, находящихся в опасной зоне, преобразовании его в электрические сигналы, определении по ним расстояния l до препятствия, сравнении его с допустимым расстоянием L, определяемым с учетом скорости, и выработке предупредительного сигнала или команды на торможение в случае l ≅L, включает новые операции, а именно: принимаемое оптическое излучение фильтруют, подавляя диапазон с длиной волн менее 3 мкм, прием и преобразование ведут отдельно для n участков, расположенных один за другим в опасной зоне, при этом коэффициенты преобразования выбирают так, что при отсутствии препятствий сигналы от всех участков одинаковы, по разности электрических сигналов с соседних участков судят о наличии препятствия на этих участках, из всех участков с обнаруженными препятствиями выбирают ближний к автомобилю и дистанцию до него принимают в качестве расстояния l. The goal is to increase functional reliability. This is achieved by the fact that a method for preventing collisions of a car, based on the reception of optical radiation of objects in the danger zone, converting it into electrical signals, determining from them the distance l to the obstacle, comparing it with the allowable distance L, determined taking into account the speed, and generation of a warning signal or a braking command in the case l ≅L, includes new operations, namely: the received optical radiation is filtered, suppressing the range with a wavelength of less than 3 μm, reception and conversion Separation is carried out separately for n sections located one after another in the danger zone, while the conversion coefficients are chosen so that, in the absence of obstacles, the signals from all sections are the same, the difference in electrical signals from neighboring sections is used to judge the presence of obstacles in these sections, from all sections with obstacles detected, choose the one closest to the car and take the distance to it as the distance l.

В устройство для предотвращения столкновений автомобиля, содержащее оптико-электронный преобразователь, включаю- щий оптический фокусирующий элемент, n чувствительных элементов и бленду, коммутатор-определитель координат, соединенный последовательно через 1-й вход блока определения опасного расстояния с генератором сигнала тревоги, содержащим генератор звуковых сигналов, схему ИЛИ и динамик, при этом 2-й вход микропроцессора связан с датчиком скорости, введены оптический фильтр, подавляющий излучения с длиной волн менее 3 мкм, теплоизоляция, закрывающая оптико-электронный преобразователь со всех направлений, кроме направления приема, n добавочных сопротивлений, соединенных соответственно с n чувствительными элементами, параллельно подсоединенными своими свободными концами к одному выходу источника питания, к другому выходу которого параллельно подсоединены свободные концы добавочных сопротивлений, и (n 1) дифференциальных усилителей, первый вход 1-го и второй вход (n 1)-го из которых связаны соответственно с общими точками первых и n-х чувствительных элементов и добавочных сопротивлений, вторые входы нечетных дифференциальных усилителей, исключая (n 1)-й, и 1-е входы четных попарно подсоединены, соответственно, к общим точкам таких же четных чувствительных элементов и добавочных сопротивлений, вторые входы четных и 1-е входы нечетных усилителей, исключая 1-й, попарно подключены к общим точкам таких же нечетных чувствительных элементов и добавочных сопротивлений, а выходы дифференциальных усилителей связаны с соответствующими входами коммутатора-определителя координат, при этом один из чувствительных элементов расположен в фокусе оптического элемента, а остальные размещены один над другим выше фокуса. Into a vehicle collision avoidance device comprising an optoelectronic converter including an optical focusing element, n sensitive elements and a lens hood, a coordinate determining switch connected in series through the 1st input of the hazardous distance determination unit to an alarm generator containing an audio generator signals, OR circuit and speaker, while the 2nd input of the microprocessor is connected to a speed sensor, an optical filter has been introduced, suppressing radiation with a wavelength of less than 3 microns, thermal a radiation that covers the optoelectronic converter from all directions except the direction of reception, n additional resistances connected respectively to n sensitive elements connected in parallel with their free ends to one output of the power source, to the other output of which the free ends of additional resistance are connected in parallel, and ( n 1) differential amplifiers, the first input of the 1st and second input of the (n 1) -th of which are connected respectively with the common points of the first and n-sensitive elements and resistance, the second inputs of the odd differential amplifiers, excluding the (n 1) th, and the 1st inputs of the even ones are connected in pairs, respectively, to the common points of the same even sensitive elements and additional resistance, the second inputs of the even and the 1st inputs of the odd amplifiers except the 1st one, they are connected in pairs to common points of the same odd sensitive elements and additional resistances, and the outputs of differential amplifiers are connected to the corresponding inputs of the commutator-determinant of coordinates, while one of the sensitive electric ments located at the focus of the optical element, and the rest are placed one above the other above the focus.

Предусмотрены варианты устройства, в которых:
а) в генератор сигнала тревоги введен синтезатор речи, соединенный своим входом с 2-м выходом микропроцессора, а выходом с 2-м входом схемы ИЛИ;
б) оптический фокусирующий элемент выполнен в виде зеркала, например, гиперболической формы.Variants of the device are provided in which:
a) a speech synthesizer is introduced into the alarm generator, connected with its input to the 2nd output of the microprocessor, and the output with the 2nd input of the OR circuit;
b) the optical focusing element is made in the form of a mirror, for example, of a hyperbolic shape.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 расположение участков приема в опасной зоне; на фиг. 3 эпюры напряжений. Пример соответствует n 6. In FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 location of reception sites in the danger zone; in FIG. 3 stress plots. An example corresponds to n 6.

Устройство содержит оптико-электронный преобразователь 20, в который входят первый, второй.шестой чувствительные элементы 21, 22.26, оптический фильтр 27, гиперболическое (или иной формы) зеркало 28 и бленда 56, теплоизоляцию 29, первое, второе.шестое дополнительные сопротивления 30, 31.35, первый, второй.пятый дифференциальные усилители 36, 37.40, коммутатор-определитель координат 41, блок определения опасного расстояния 42, генератор сигнала тревоги 47, включающий генератор звукового сигнала 43, синтезатор речи 44, схему ИЛИ 45 и динамик 46. Второй вход блока 42 соединен с выходом датчика скорости. The device contains an optical-electronic converter 20, which includes the first, second. Sixth sensitive elements 21, 22.26, optical filter 27, hyperbolic (or other shape) mirror 28 and lens hood 56, thermal insulation 29, first, second. Sixth additional resistance 30, 31.35, first, second. Fifth differential amplifiers 36, 37.40, coordinate determination switch 41, dangerous distance determination unit 42, alarm signal generator 47, including an audio signal generator 43, speech synthesizer 44, OR circuit 45 and speaker 46. Second block input 42 oedinen yield rate sensor.

Оптико-электронный преобразователь 20 устанавливается по оси опасной зоны, т. е. если спереди то в центре над ветровым стеклом или между фарами, если сзади то в центре над задним стеклом или между габаритными фонарями и т.п. The optoelectronic converter 20 is installed along the axis of the danger zone, that is, if it is in the front in the center above the windshield or between the headlights, if in the back then in the center above the rear window or between the side lights, etc.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Известно, что все тела, имеющие температуру выше 0 К, характеризуются оптическим излучением. При рабочих температурах от -50 до +50^оС максимум излучения находится в пределах примерно 13-9 мкм. Учитывая, что на дорогах встречаются и более нагретые тела, нижняя граница выбирается с некоторым запасом, например 3 мкм. Оптическое излучение находящихся в опасной зоне предметов, в том числе отраженное, принимается оптико-электронным преобразователем 20, при этом излучение с длинами волн менее 3 мкм отсекается оптическим фильтром 27. Подобно тому, как в автомобильной фаре расположение нитей накала осветительных ламп в разных точках (в фокусе и выше фокуса) гиперболического зеркала создает освещенность в разных местах дороги (дальний свет, ближний свет и т.п.), так и в преобразователе 20 чувствительные элементы 21, 22.26, из которых элемент 26 размещен в фокусе, а остальные один над другим выше фокуса гиперболического зеркала 28, воспринимают излучение от разных участков 48, 49,53 опасной зоны 55 (см. фиг. 2). На фиг. 2а треугольники 48, 49.53 с общей точкой в районе преобразователя 20 характеризуют эти участки при виде сбоку, а на фиг. 2б при виде сверху, причем овалы 48'.53' соответствуют местам на полотне дороги, с которых непосредственно воспринимается оптическое излучение. Излишние участки отсекаются блендой 56. Чем ближе к фокусу зеркала оптический элемент, тем меньше наклон участка приема, и тем дальше расположен соответствующий овал. Чувствительному элементу 26, расположенному в фокусе, соответствует наиболее дальние участок опасной зоны 53 и овал 53', а элементу 21 ближние участок 48 и овал 48'. Расположение зоны 53 определяется наклоном самого зеркала. Поступающее на оптические элементы 21.26 оптическое ИК-излучение нагревает эти элементы и меняет их сопротивление. При движении автомобиль покачивается в продольном направлении, угол приема излучения с полотна дороги также меняется во времени, а с ним вместе и принимаемая мощность. К этому же приводят неоднородности профиля дороги. В результате потенциал в общей точке, например, между шестым сопротивлением 35 и чувствительным элементом 26 изменяется во времени даже при отсутствии препятствия (см. фиг.3,а). Однако практически так же меняется и потенциал в параллельной ветви, в точке между сопротивлением 34 и чувствительным элементом 25 (см. фиг. 4,б). При настройке аппаратуры в условиях, имитирующих отсутствие препятствий, сопротивления 34 и 35 подобраны так, что потенциалы на фиг. 3а и 3б изменяются практически одинаково и в рабочей обстановке, если нет препятствий. Поэтому разностный потенциал, поступающий на вход 5-го усилителя 40, близок нулю (см. фиг. 3,г). Соответственно при отсутствии препятствий не срабатывают пороговые элементы коммутатора-определителя координат 41 и на блок определения опасного расстояния 42 не выдаются координаты участков. Однако при появлении на 6-м участке 53 препятствия 54 с учетом движения автомобиля 13 в момент t_n возникает изменение потенциала в общей точке элемента 26 и сопротивления 35 (см. фиг. 3,а). Поскольку в этот момент препятствие 54 еще не находится в зоне действия соседнего 5-го участка приема, потенциал в общей точке элемента 25 и сопротивления 34 ведет себя, как и ранее (см. фиг. 3,б). В результате на выходе 5-го дифференциального усилителя 50 после момента t_n появляется импульс (см. фиг. 3,г), превышающий пороговый потенциал (пунктир на фиг. 3,г) коммутатора-определителя координат 41, последний срабатывает и выдает код, соответствующий 6-му участку, на блок 42, который сравнивает расстояние, соответствующее этому участку (l₆) с допустимым расстоянием L, вычисленным с учетом скорости, и в случае l₆ ≅L выдает команду на генератор звукового сигнала 43, чей выходной сигнал (см. фиг. 3, и) через схему ИЛИ 45 проходит на динамик 46. Если по этому звуковому сигналу водитель не притормозил и препятствие 54 продолжает приближаться, то в момент t_n' оно оказывается на 5-м участке 52, и в общей точке пятых чувствительного элемента 25 и сопротивления 34 увеличится потенциал (см. фиг. 3,б в момент t_n'). В результате сравнения его с потенциалом в 4-й общей точке элемента 24 и сопротивления 33 (см. фиг. 3,в) на выходе 4-го усилителя 39 образуется импульс (см. фиг. 3,е), который опознается коммутатором-определителем координат 41, а блок 42 получает код 5-го участка, на котором обнаружено препятствие. Поскольку это препятствие ближе, чем ранее обнаруженное, то при сохранении сигнала 6-го участка 52 и выполнении условия l₆ ≅L блок 42 дает команду генератору 43 усилить величину звукового сигнала (см. фиг. 3, и). В принципе может включаться и автоматическое торможение. Может также меняться частота звука. Если же к этому времени l₆ > L, a l₅≅L (водитель снизил скорость, но недостаточно), то громкость звука устанавливается, как для момента t_n. Если препятствия обнаружены одновременно на нескольких участках, то блок 42 выбирает из них ближайший к автомобилю и сравнивает расстояние до него l_i с допустимым расстоянием L.It is known that all bodies having a temperature above 0 K are characterized by optical radiation. At operating temperatures from -50 to +50 ^C. emission maximum is in the range of about 9.13 microns. Given that on the roads there are also warmer bodies, the lower boundary is selected with a certain margin, for example 3 microns. The optical radiation of objects in the danger zone, including the reflected one, is received by the optoelectronic converter 20, while radiation with wavelengths less than 3 μm is cut off by the optical filter 27. Similar to the location of the filament of lighting lamps in different places in a car headlight ( in focus and above focus) of the hyperbolic mirror creates illumination in different places of the road (high beam, low beam, etc.) and in the transducer 20 are sensitive elements 21, 22.26, of which element 26 is placed in focus, and the rest flax one above the other above the focus of the hyperbolic mirror 28, perceive the radiation from different portions 48, 49.53 danger zone 55 (see. FIG. 2). In FIG. 2a, triangles 48, 49.53 with a common point in the region of the transducer 20 characterize these areas when viewed from the side, and in FIG. 2b when viewed from above, and the ovals 48'.53 'correspond to places on the roadbed from which optical radiation is directly perceived. Excess areas are cut off by blend 56. The closer the optical element is to the focus of the mirror, the less is the slope of the reception area, and the farther the corresponding oval is located. Sensitive element 26 located in focus corresponds to the farthest section of the danger zone 53 and oval 53 ', and to element 21 the nearest section 48 and oval 48'. The location of zone 53 is determined by the tilt of the mirror itself. The optical IR radiation arriving at the optical elements 21.26 heats these elements and changes their resistance. When driving, the car sways in the longitudinal direction, the angle of radiation reception from the roadbed also changes in time, and with it the received power. The heterogeneity of the road profile also leads to this. As a result, the potential at a common point, for example, between the sixth resistance 35 and the sensor 26 changes in time even in the absence of an obstacle (see Fig. 3, a). However, the potential in a parallel branch, at a point between the resistance 34 and the sensing element 25 (in Fig. 4, b) also changes in the same way. When setting up the equipment in conditions simulating the absence of obstacles, the resistances 34 and 35 are selected so that the potentials in FIG. 3a and 3b change almost equally in the working environment, if there are no obstacles. Therefore, the difference potential supplied to the input of the 5th amplifier 40 is close to zero (see Fig. 3, d). Accordingly, in the absence of obstacles, the threshold elements of the coordinate determining switch 41 do not work, and the coordinates of the sections are not output to the dangerous distance determination unit 42. However, when an obstacle 54 appears in the 6th section 53, taking into account the movement of the car 13 at the moment t _n , a potential change occurs at the common point of the element 26 and resistance 35 (see Fig. 3, a). Since at this moment the obstacle 54 is not yet in the coverage area of the adjacent 5th receiving section, the potential at the common point of element 25 and resistance 34 behaves as before (see Fig. 3, b). As a result, at the output of the 5th differential amplifier 50, after a moment t _n , a pulse appears (see Fig. 3, d) that exceeds the threshold potential (dashed line in Fig. 3, d) of the coordinate determining switch 41, the latter is triggered and issues a code, corresponding to the 6th section, to block 42, which compares the distance corresponding to this section (l ₆ ) with the allowable distance L calculated taking into account the speed, and in the case of l ₆ ≅ L gives a command to the sound generator 43, whose output signal ( see Fig. 3, and) through the OR circuit 45 passes to the speaker 46. If this the driver did not slow down at the sound signal and the obstacle 54 continues to approach, then at time t _n 'it appears in the 5th section 52, and the potential increases at the common point of the fifth sensing element 25 and resistance 34 (see Fig. 3, b at the moment t _n '). As a result of comparing it with the potential at the 4th common point of element 24 and resistance 33 (see Fig. 3c), an impulse is generated at the output of the 4th amplifier 39 (see Fig. 3e), which is recognized by the determining switch coordinates 41, and block 42 receives the code of the 5th section, on which an obstacle is detected. Since this obstacle is closer than previously detected, when the signal of the 6th section 52 is saved and the condition l ₆ ≅L is satisfied, block 42 instructs the generator 43 to amplify the value of the sound signal (see Fig. 3, and). In principle, automatic braking can also be activated. Sound frequency may also vary. If by this time l ₆ > L, al ₅ ≅ L (the driver has reduced speed, but not enough), then the sound volume is set, as for the moment t _n . If obstacles are detected simultaneously in several areas, then block 42 selects the closest to the car from them and compares the distance to it l _i with an acceptable distance L.

Тональный звук может сопровождаться речевым сигналом, вырабатываемым синтезатором речи 44 по коду (номеру) участка, поступающему от блока 42 и отражающему примерное расстояние до ближнего препятствия (участка) в метрах, например "Сорок". Если автомобиль оборудован несколькими устройствами для предупреждения столкновений с разных направлений, то динамики 46 устанавливаются в разных местах кабины спереди, сзади, слева или справа от водителя в соответствии с направлением контроля, а синтезатор речевого сигнала указывает и расстояние, и направление, например, "Прямо, шестьдесят", или "Сзади, двадцать". Препятствия могут быть и более, и менее нагретыми по сравнению с фоном. Последнему случаю соответствует уменьшение потенциала и отрицательный импульс на выходе усилителей (см. штрихпунктир в момент t_n на фиг. 3,а,б,г). Это несколько усложняет функции коммутатора-определителя координат 41, так как в нем предусматривается сравнение как на "плюс", так и на "минус" (см. штрихпунктирный порог сравнения на фиг. 4,г), но делает устройство более универсальным.The tonal sound may be accompanied by a speech signal generated by speech synthesizer 44 according to the area code (number) coming from block 42 and reflecting the approximate distance to the nearest obstacle (area) in meters, for example, Forty. If the car is equipped with several devices for preventing collisions from different directions, then the speakers 46 are installed in different places in the cab in front, behind, to the left or to the right of the driver in accordance with the direction of control, and the speech synthesizer indicates both distance and direction, for example, "Direct sixty, "or," Back, twenty. " Obstacles can be more and less heated compared to the background. The latter case corresponds to a decrease in potential and a negative pulse at the output of the amplifiers (see the dash-dot line at time t _n in Fig. 3, a, b, d). This somewhat complicates the functions of the switch-determinant of coordinates 41, since it provides a comparison of both "plus" and "minus" (see the dash-dot comparison threshold in Fig. 4, d), but makes the device more universal.

Предлагаемое устройство может быть выполнено с помощью известных элементов и материалов. В качестве оптического элемента может быть использовано гиперболическое (или иной формы) зеркало от автомобильных осветительных фар, в качестве чувствительных элементов болометры, термосопротивления, кремниевые диоды и другие малоинерционные элементы, обычно используемые при динамических измерениях температур или тепловых потоков. Оптический фильтр может быть сделан на основе халькогенидных стекол серии ИКС. В качестве блока 42 могут быть использованы либо существующие микропроцессоры, работающие по логике универсальной ЭВМ, либо специализированные процессоры, построенные сугубо для этих целей. The proposed device can be performed using known elements and materials. As an optical element, a hyperbolic (or other form) mirror from automobile lighting headlights can be used, as sensing elements are bolometers, thermal resistors, silicon diodes, and other low-inertia elements commonly used in dynamic measurements of temperatures or heat fluxes. The optical filter can be made on the basis of chalcogenide glasses of the IKS series. As block 42, either existing microprocessors operating on the logic of a universal computer or specialized processors built purely for these purposes can be used.

В качестве синтезатора речи может быть применено известное дешевое устройство "говорящая реклама". Для остальных элементов могут использоваться серийные микросхемы и другие электрорадиоэлементы. As a speech synthesizer, the well-known low-cost device "talking advertising" can be used. For other elements, serial microcircuits and other electro-radio elements can be used.

Выбор для работы дальнего ИК-диапазона с помощью оптического фильтра 27 позволяет нейтрализовать "ослепление" устройства светом фар встречных автомобилей, излучение которых лежит в диапазоне волн, меньших 3 мкм (более длинноволновое излучение не пропускается их защитным стеклом и стеклом лампы). Излучение солнца с длиной волн более 3 мкм также хорошо задерживается верхними слоями земной атмосферы. В диапазоне, например, от 8 до 14 мкм лежит относительно "гладкая" характеристика прохождения ИК-излучения в приемной атмосфере, свободная от "провалов" проницаемости из-за действия газов СО, СО₂, водяного пара Н₂О и др. Это обеспечивает устойчивый прием ИК-сигналов в тумане, в условиях задымления и т.д.The choice for operation of the far infrared range using an optical filter 27 allows you to neutralize the "dazzle" of the device with the headlights of oncoming cars whose radiation lies in the wavelength range smaller than 3 microns (longer wavelength radiation is not passed through their protective glass and lamp glass). The radiation of the sun with a wavelength of more than 3 microns is also well retained by the upper layers of the earth's atmosphere. In the range, for example, from 8 to 14 microns, there is a relatively "smooth" characteristic of the passage of infrared radiation in the receiving atmosphere, free from "dips" in permeability due to the action of CO, CO ₂ gases, water vapor H ₂ O, etc. This provides stable reception of IR signals in fog, in smoke conditions, etc.

Расположение чувствительных элементов 21.26 в фокусе и выше фокуса оптического элемента (гиперболического зеркала) 28, одного над другим, позволяет четко относить препятствия к тому или иному участку опасной зоны и избежать неоднозначности определения дистанции в случае неточечных и неодиночных препятствий, как в прототипе. Разностный метод оценки наличия или отсутствия препятствий, осуществляемый с помощью дифференциальных усилителей 36.40, соответствующего подключения чувствительных элементов 21.26 и подбора добавочных сопротивлений 30.35, позволяет избежать ложных тревог из-за продольных покачиваний автомобиля. Этот же метод в сочетании с теплоизоляцией 29 снижает влияние изменений наружной температуры. Усиление звукового сигнала в случае приближения препятствия, находящегося в пределах недопустимой дистанции, способствует более быстрой реакции водителя. Речевое сопровождение указывает водителю на местонахождение препятствия, не отвлекая его от наблюдения за дорогой. В целом все вновь введенные признаки увеличивают функциональную надежность способа и устройства. The location of the sensitive elements 21.26 in focus and above the focus of the optical element (hyperbolic mirror) 28, one above the other, allows you to clearly identify obstacles to a particular section of the danger zone and to avoid the ambiguity of determining the distance in case of non-point and non-uniform obstacles, as in the prototype. The difference method of assessing the presence or absence of obstacles, carried out using differential amplifiers 36.40, the corresponding connection of the sensitive elements 21.26 and the selection of additional resistance 30.35, avoids false alarms due to longitudinal swaying of the car. The same method in combination with thermal insulation 29 reduces the effect of changes in outside temperature. The amplification of the sound signal in the event of approaching an obstacle within an unacceptable distance, contributes to a faster reaction of the driver. Voice guidance indicates to the driver the location of the obstacle without distracting him from observing the road. In general, all newly introduced features increase the functional reliability of the method and device.

Claims

1. A way to prevent a car collision, which consists in receiving optical radiation from objects in the danger zone, converting it into electrical signals, determining the distance l from the obstacle from them, comparing it with the permissible distance L determined taking into account the speed, and generating a warning a signal or a braking command in the case l≅L, characterized in that the received optical radiation of objects is filtered, suppressing signals in the range with a wavelength of less than 3 μm, receiving and converting They are carried out for n sections located one after the other in the danger zone, the obstacle is determined by the difference of the electrical signals from neighboring sections, and from all sections with detected obstacles the closest to the vehicle to which the distance l is determined is selected, in the absence of an obstacle, signals from all sections are the same by choosing the appropriate conversion factors.

2. A device for preventing a collision of a vehicle, comprising an optical-electronic converter, including an optical focusing element, n sensitive elements and a lens hood, a coordinate determining switch, the output of which is connected to the input of an alarm generator through a dangerous distance determination unit for the object, characterized in that an optical filter has been introduced into it, the suppressing range with a wavelength of less than 3 microns, thermal insulation covering the optoelectronic converter from all directions except I receive, n additional resistances connected respectively to n sensitive elements, one of the terminals of which are connected in parallel to one output of the power source, the other output of which is connected to the terminals of additional resistances, and n-1 differential amplifiers, the first input of the first and second input (n- 1) of which are connected respectively to the large points of the first and n-th sensitive elements and additional resistances, the second outputs of the odd differential amplifiers, except for the (n-1) -th, and the first inputs of even even pairs are connected respectively to common points of the same even sensitive elements and additional resistances, the second even and first inputs of the odd differential amplifiers, in addition to the first, are connected in pairs to the common connection points of the same sensitive elements and additional resistances, the outputs of the differential amplifiers are connected to the corresponding inputs of the coordinate determining switch , while one of the sensitive elements is located in the focus of the optical focusing element, and the rest are olozheny one above the other above the focus.

3. The device according to claim 2, characterized in that the optical fixing element is made in the form of a mirror, for example, in hyperbolic shape.