System Adaptacyjnych Świateł Przednich
Michał Bieńkowski – 2012
1. Plan Prezentacji
2. Statystyki
Stres
Połowa kierowców odczuwa stres przy słabej widoczności (zdaniem Frost & Sullivan).
Trudno jest zatem przecenić znaczenie dobrego oświetlenia drogi, gdyż może być to bardzo dobry
system bezpieczeństwa. Po zapadnięciu zmroku widoczność spada diametralnie, a naszym oczom
ukazują się początkowe sceny z filmu Zaginiona Autostrada. Przy nieodpowiednim oświetleniu
kierowanie pojazdem w takich warunkach może być równie skomplikowane co zrozumienie filmu
Lyncha.
Wypadki
Z przeprowadzonych w Polsce w latach 2005-2009 analiz ryzyka wypadkowego wynika, że skala
zagrożenia wypadkami drogowymi w godzinach nocnych w ciągu roku jest 2.05 (drogi zamiejskie)
i 1.59 (przejścia przez miejscowość) razy większa niż w ciągu dnia. Poza tym śmiertelność
wypadków jest 2 razy większa w przypadku dróg zamiejskich i 3 razy w przypadku przejść przez
miejscowości (w zimie wskaźniki te rosną kolejno do 4 i 5). Wynika to między innymi z mniejszej
odległości widzenia i dłuższego czasu reakcji kierowcy (najmniejszy czas reakcji w nocy to 0.6
sekundy natomiast w dzień wynosi 0.2 sekundy).
3.Ewolucja reflektorów samochodowych
jest z pewnością efektywna.
Przedstawione daty należy traktować orientacyjnie, gdyż różne źródła podają różne daty.
Zaznaczyć: H1, H4, HID, pre-AFS, LED
4. Polskie i Europejskie prawo
Zgodnie z Dz. U. z 2005 r. Nr 75, poz. 639
Światła drogowe powinny dostatecznie oświetlać drogę co najmniej na 100 metrów przed pojazdem
przy dobrej przejrzystości powietrza. Oraz z godnie z artykułem 51 Prawa o ruchu drogowym –
kierowca może używać świateł drogowych o ile nie oślepi innych kierujących albo pieszych
poruszających się w kolumnie.
Światła mijania powinny dostatecznie oświetlać drogę co najmniej na 40 metrów przed pojazdem
przy dobrej przejrzystości powietrza. Powinny również być asymetryczne i oświetlać drogę po
prawej stronie na większą odległość niż po lewej stronie.
Dokładne przepisy normatywne standaryzujące wymagania techniczne związane z reflektorami
samochodowymi zawarte są w Regulaminie nr 112 Europejskiej Komisji Gospodarczej Organizacji
Narodów Zjednoczonych (UNECE). Jednym z istotnych zapisów są ujednolicone wymagania
fotometryczne dla punktu B50L - spełnienie wymagań w tym punkcie oznacza, praktycznie,
zapewnienie, że reflektor nie będzie oślepiał kierowców pojazdów nadjeżdżających z przeciwka.
5. Współczesne źródła światła
Najpopularniejsze dzisiaj źródła światła wykorzystują tę samą ideę w swoim działaniu. Energia w
formie promieniowania elektromagnetycznego jest uwalniana gdy naładowane cząsteczki
przechodzą ze stanu wysokiej energii do stanu niskiej energii. Zanim to nastąpi elektrony muszą
zostać w odpowiedni sposób wprowadzone na wyższy poziom energii. Jest to realizowane w różny
sposób.
Najpowszechniejszym jest rozgrzewanie żarnika (obecnie najczęściej wolframowego) poprzez
przepuszczanie przez niego prądu elektrycznego. Żarnik umieszczony jest w szklanej „bańce” w
której jest albo próżnia (powietrze powoduje utlenianie/spalanie włókna) albo gaz obojętny (w celu
zmniejszenia parowania wolframu). To zapewnia lepszą, żywotność oraz możliwość pracy w
wyższej temperaturze a co za tym idzie bielsze światło. Gaz obojętny wydłuża żywotności
wolframu ale niestety powoduje obniżenie skuteczności. Część mocy doprowadzanej do żarnika jest
odprowadzana przez gaz przez co nie może być wypromieniowana przez żarnik.
Najpowszechniejszą tego typu żarówką jest tak zwany Bilux czyli żarówka R2 zgodnie z UNECE.
Zawiera ona dwa żarniki (długie i krótkie światła) i przesłonę do tworzenia granicy światła i cienia
świateł mijania. Nie mniej jednak mają one gorszą żywotność i skuteczność od lamp
halogenowych.
Obecnie istnieje bardzo wiele generacji żarówek halogenowych co jest widoczne na slajdzie.
Halogen
Dodanie do lampy małej ilości atomów halogenu powoduje zwiększenie żywotności żarnika dzięki
„oblepieniu” żarnika poprzez gaz i zmniejszenie parowania wolframu.
W żarówkach halogenowych zachodzi regeneracyjny cykl halogenowy, tworzą się związki
chemiczne halogenków (fluor, chlor, jod) z metalem (wolfram).
1) wolfram paruje i osadza się na bańce
2) wolfram wiąże się z jodem i tworzy się jodek wolframu
3) jodek wolframu odrywa się od bańki i wędruje na żarnik
4) jodek wolframu rozkłada się w wysokiej temperaturze żarnika na jod i wolfram, wolfram osadza
się na żarniku, a jod z powrotem wędruje na bańkę
Cykl zachodzi w temperaturze 520 K ≈ 250°C co determinuje mniejszą wielkość „bańki” w
stosunku do zwykłej żarówki. Regeneracyjny cykl halogenowy pozwala podnieść temperaturę
żarnika, i skuteczność świetlną.
Żywotność i skuteczność świetlna silnie zależy od prądu przepływającego przez żarnik. Można z
grubsza przyjąć, że jeżeli zwiększymy prąd o 5% to strumień świetlny zwiększy się o 20%, pobór
mocy zwiększy się o 8% a czas żywotność zmniejszona o 50%.
Wciąż opracowuje się nowe rozwiązania choć granica fizyczna mocno hamuje polepszanie
parametrów (granica ponoć został już osiągnięta). Producenci skupiają się teraz na łatwości
mocowania, mniejszych rozmiarach i czasie pracy. Przykładem są względnie niedawno wymyślone
modele H8B, H9B i H11B, które moją taki sam poziom świecenia ale łatwiej się je montuje (snap
-in-line).
H8 35W – przeciwmgielne
H9 65W – najsilniejszy halogen 2100 lm
H11 – światła mijania 1350 lm
H7 – światła mijania 1500 lm
HID
W lampach wyładowczych atomy w gazie są wzbudzane wyładowaniem elektrycznym. W
momencie powrotu atomu (lub jonu) do stanu podstawowego emitowane jest światło.
Zazwyczaj lampa HID składa się z szklanej rurki z elektrodami na obu końcach pomiędzy którymi
jest dystans długości około 4mm. Rurka jest wypełniona gazem zapłonowym (np. ksenonem) z
pewną ilością rtęci i związkami metali halogenkowych zazwyczaj w postaci jodków. W momencie
zapłonu (około 25 000 wolt) między elektrodami pojawia się łuk elektryczny. Przyśpieszone polem
elektrycznym elektrony między elektrodami zderzają się z atomami gazu w tubie. W zależności od
energii atomy te są wzbudzane lub jonizowane. W przypadku jonizacji powstaje jeszcze więcej
wolnych elektronów które są również przyśpieszone i postępuje swoista reakcja łańcuchowa. Ta
wielokrotna jonizacja prowadzi do zwiększenia prądu płynącego przez lampę. By zapobiec
niekontrolowanemu wzrostowi prądu niezbędne są specjalne ograniczenia prądowe (stateczniki,
balasty). Dzięki ograniczeniu przez rurkę przepływa stały prąd. Oznacza to, że pewna ilość atomów
gazu jest zawsze wzbudzona lub zjonizowana. Część tych atomów spontanicznie powraca do stanu
podstawowego lub rekombinuje z wolnymi elektronami a te procesu powodują promieniowanie UV
i widzialne. Spektrum zależy od ciśnienia i rodzaju użytego gazu. UV jest filtrowane poprzez
odpowiednio domieszkowane/malowane szkło z którego zrobiona jest lampa.
Z powodu dużej temperatury (plazma ponad 800C) w lampach wytwarza się bardzo duże ciśnienie
(ponad 30 atmosfer) przez co mogą stanowić pewne zagrożenie bez osłony reflektora. Nie należy
ich używać w pozycji pionowej (są one przystosowane do pracy poziomej w której łuk jest
„prostowany” polem magnetycznym).
Parametry to mniejszy moc w stosunku do halogenów lepsza skuteczność i temperatura barwowa
zbliżona do światła dziennego.
6. Porównanie HID i halogenów
Z porównania wynika, że lampy HID (D2S) wytrzymują 2000 godzin ciągłej pracy (B50 – połowa
lamp przetrwała test), podczas gdy typowy halogen H7 jedynie 550(Tc – czas po którym 63.2%
żarówek pada)
Różnice są również w konstrukcji reflektora samochodowego. Większość lamp halogenowych jest
w systemie reflektorowym. Za lampą halogenową umieszczany jest reflektor który kieruje
odpowiednio światło. Generalnie nie stosuje się soczewek skupiających. Na czubku lampy
halogenowej często jest specyficzna zaślepka która uniemożliwia rażenie światłem z czubka
halogenu.
W przypadku HID światło z lampy jest kierowane przez niemal eliptyczny reflektor na płaszczyznę
ogniskową soczewki która odpowiednio kieruje światło na jezdnie. Osłona przed soczewką ma za
zadanie odciąć część światła przy światłach mijania. Osłona ta jest ruchoma w światłach Bi-
xenonowych. W tym systemie charakterystyczna jest obwódka różniąca się kolorem od reszty
światła w miejscu odcięcia światła powodowana aberacją chromatyczna.
Ponadto strumień świetlny jest o około 250% większy w przypadku HID oraz rozprzestrzenianie się
światła na boki jest większe ze względu na brak żarnika.
Te parametry powodują że gdyby wszyscy używali HID to ilość wypadku spadłaby drastycznie.
Przewidywania są takie że lampy HID już nie długo staną się obowiązkowe w UE, co jest dobre ale
tylko dla tych, których stać na nowe samochody konstruowane zgodnie z nowymi przepisami.
7. Prawdopodobna technologia przyszłości
Rozwój LEDowych reflektorów nie mógłby być możliwy bez białych LEDów dużej mocy
(100lm/W). Obecnie intensywnie pracuje się nad rozwijaniem technologi reflektorów LEDowych.
W porównaniu do obecnie popularnie stosowanych źródeł światła LEDy mają następujące zalety:
długą żywotność – w zasadzie przeżywają samochód
niezawodność
duży potencjał estetyczny
mniejsze zanieczyszczenie
mniej energii (około 80% mniej niż halogen)
Wady:
Duży strumień świetlny a względnie małą luminancja, oraz słabo wyraźna granica odcięcia światła.
Wrażliwy na zmiany temperatury.
Z testów wynika, że reflektory LED przewyższają halogeny i są konkurencje dla HID w odniesieniu
do np. natężenia światła i szerokości wiązki świtała. Kolor diod jest niewłaściwy według niektórych
standardów (Korean Motor Vehicle Sefty Standard) Biało-niebieski kolor na granicy odcięcia może
powodować oślepianie/dyskomfort. Reflektory LED mają gorszy kolor światła / niewłaściwą
długość fali. LEDy zapewniają wystarczającą widoczność.
Technologia OLED na razie nie nadaje się do zastosowania jako zewnętrzne źródło światła. Na
chwilę obecną stosowane są we wnętrzach ekskluzywnych samochodów, choć ambitne projekty
zastosowania na zewnątrz pojazdów można podziwiać w prototypach np. samochód EDAG na
Frankfurt Auto Show w 2009 lub w koncepcyjnym modelu Audi.
8. Headlamp levelling
Pierwszym systemem, który dostosowywał światło przednich reflektorów był system poziomujący.
Prawo europejskie wymaga aby przednia wiązka światła ustawiona była w taki sposób aby górna
granica odcięcia obniżała się w miarę oddalania od samochodu. Nachylenie linii odcięcia dobrane
jest tak aby tangens β0 = 1 %. Nierównomierne rozłożenie ciężaru w samochodzie oraz gwałtowne
zmiany prędkości powodują odchylenia linii odcięcia.
Systemy statyczne
Pierwszym systemem był mechanizm zainstalowany w Citroenie 2CV z 1948 roku. Był to
kontrolowany ręcznie przez kierowcę, za pomocą pokrętła, mechaniczny układu cięgieł ustawiający
odpowiedni poziom wiązki światła. [wiki]
Współczesne systemy poziomowania świateł używają silników DC jako aktuatorów.
Zgodnie z prawem europejskim samochody z lampami halogenowymi muszą być wyposażone w
manualny system poziomowania świateł w zależności od stanu obciążenia samochodu, używając do
tego celu przełącznika umieszczonego w samochodzie.
Systemy manualne nie posiadają czujnika wychylenia osi samochodu.
Tego typu system zdaje egzamin jedynie przy korygowania odchylenia wiązki spowodowanego
dużym ciężarem.
System dynamiczny
Po wprowadzeniu lamp HID (ksenon) manualne ustawianie poziomu świateł przestało być widziane
jako optymalne. Od tego czasu automatyczne poziomowanie świateł HID jest obowiązkowe.
Automatyczne poziomowanie świateł pozwala zareagować na gwałtowną zmianę prędkości pojazdu
i dostosować do danej sytuacji wiązkę światła. Czujniki znajdujące się na osiach pojazdu przesyłają
sygnał zależny od ruchów zawieszenia do jednostki sterującej. Jednostka sterująca analizuje
otrzymany sygnał, oblicza wymagany kąt reflektorów w oparciu o stan pojazdu, a następnie wysyła
odpowiedni sygnał sterujący do urządzenia poziomującego reflektory. W dynamicznym
poziomowaniu wykorzystuje się aktuatory krokowe, które są dużo szybsze od tych w pół-
statycznym (i manualnym bo semi i manual używają w zasadzie tych samych aktuatorów DC).
Dzięki temu kierowca ma optymalną widoczność bez oślepiania innych uczestników ruchu.
Systemy dynamiczne oprócz sygnałów z czujników wychylenia amortyzatorów wykorzystują
również informacje o prędkości pojazdu, przyśpieszeniu i hamowaniu. Wrażliwość systemu jest
zwiększana w czasie gwałtownych zmian prędkości tak by przyśpieszyć reakcje aktuatorów w
czasie np. przyśpieszania. Przy stałej prędkości dane z czujników są tłumione tak by niepożądane
czynniki takie jak drgania spowodowane nierównym podłożem nie wpływały na poziomowanie
reflektorów.
Strona 18 - schemat:
1. Reflektor
2. Aktuator
3. Przedni Czujnik wychylenia osi
4. Włącznik świateł
5. Jednostka kontrolna
6. Tylni czujnik wychylenia osi
7. Czujnik prędkości
9. Bending lights - Doświetlanie zakrętów
Doświetlanie zakrętów jak sama nazwa wskazuje polega na dostosowywaniu oświetlenia pojazdu
na zakrętach. Polega to na obracaniu reflektorów w poziomie lub załączeniu dodatkowej lamy
skierowanej na skraj jezdni.
System statyczny
Jednym z elementów nowych systemów AFS jest doświetlanie zakrętów przy małych prędkościach.
Jest to element trybu miejskiego. Przy prędkości poniżej 50km/h i otrzymaniu sygnału od czujnika
skrętu kierownicy. Załączane są przednie światła przeciwmgłowe – można spotkać się z nazwą
cornering lights – lub załączenie specjalnej lampy w reflektorze głównym skierowanej statycznie na
jedną ze stron pojazdu – nazywanej po prostu statyczną lampą doświetlającą.
System dynamiczny
Maksymalne odchylenie reflektorów wynosi około 15 stopni.
Pierwszym samochodem z dynamicznym doświetlaniem zakrętów był Citroen DS21. Wyposażony
był w mechaniczne połączenie kierownicy z mechanizmem obracającym reflektory. Główną wadą
było to, że światło było kierowane na zakręt dopiero w momencie gdy pojazd brał zakręt, a nie
przed zakrętem (co jest również wada systemów z 2003 roku – ten problem rozwiązano dopiero
wykorzystując GPS i mapy). Pomysł stosowany w Citroenie nie rozpowszechnił się. Dopiero w
latach 90 wykorzystanie silników elektrycznych poruszających reflektorami ksenonowymi w ich
obudowach zostało powszechnie przyjęte i tak w 2003 roku UNECE zatwierdziło dynamiczne i
statyczne doświetlanie zakrętów – po zainstalowaniu pierwszych systemów AFS. Przepisy
normatywne standaryzujące AFS zawarte są w Regulaminie nr 123 Europejskiej Komisji
Gospodarczej Organizacji Narodów Zjednoczonych.
Model kinematyczny
Aby uzyskać wymagane informacje do obliczenia sygnałów sterujących do obrócenia reflektorów
wykorzystywane są czujniki kontrolujące stan pojazdu. Obrót lamp jest kontrolowany funkcją kąta
obrotu kierownicy. Prędkość samochodu wraz z przyśpieszeniem poprzecznym oraz/lub kątem
odchylenia jest wykorzystywane do określania lokalnego promienia zakrętu.
Uproszczony model kinematyczny otrzymuje się w następujący sposób.
α : Równe 100∙H
H : Wysokość wiązki światła od jezdni
R : Promień skrętu pojazdu
L : Rozstaw osi
α(t) : Funkcja kąta odchylenia
xi(t) : Wejściowa funkcja kąta kierownicy
K : Współczynnik proporcjonalności kierownicy
xo(t) : Wyjściowa funkcja horyzontalnego obracania lampą
v(t) : Wejściowa funkcja szybkości
yi(t) : Wejściowa funkcja nachylenia pojazdu
H(t) : Funkcja wysokości wiązki światła od jezdni
P : Odległość od reflektora do środka pojazdu
yo(t) : Wyjściowa funkcja pionowego obracania lampą
D : Odległość oświetlania reflektorem
Topologie
W AFS wykorzystywana jest magistrala CAN do której podpięta jest większość czujników
zainstalowanych w samochodzie. Jednostka kontrola zazwyczaj jest montowana w odległości 1-3m
od reflektorów.
W topologi A silniki krokowe są sterowane bezpośrednio przez moduł AFS master przy pomocy 4
przewodów zasilający na silnik. Wada tego są spore zakłócenia EM i dużo kabli (16 przewodów w
przypadku pełnej kontroli)
W topologii B wykorzystana jest sub magistrala CAN która komunikuje się ze slave'ami AFS które
sterują lampami.
W topologi C wykorzystana jest magistrala LIN która wymaga tylko jednego przewodu (CAN
wymaga dwóch). LIN pracuje w konfiguracji one-master, multi-slave.
Ta topologia jest obecnie najpraktyczniejsza. Mając specjalne aktuatory z interfejsem LIN
upraszcza się komunikację. Eliminuje się uC AFS slave oraz zmniejsza się wymagania co do
dokładności częstotliwości (CAN jest dość wymagający). Ma jednak mniejszą szybkość
CAN 500kBaud LIN 19.2 kBaud lecz w tej aplikacji nie stanowi to problemu. W magistrali LIN
każdy silnik ma indywidualny adres i dzięki temu możliwa jest komunikacja za pomocą jednego
przewodu.
Sterowanie
Sterowanie można opisać w następujący sposób:
•
Odczyt danych z czujników
•
Wybranie sposobu reakcji
◦
Kinematyczny model wraz kontrolerem bazującym na logice rozmytej
◦
Utrzymywanie pozycji początkowej
◦
Obsługa błędu
•
Wykonanie zadania aktuatorami
Moduł VarioX
Aktuatory poruszają lampami w modułach VarioX które poruszają się w dwóch osiach.
FILM: Hella - Adaptive frontlighting system - 00:45
10. AFS – System adaptacyjnych świateł przednich
Klasa C światła podstawowe
Typowo generowany przy pomocy projektora z migawką dostosowującą odpowiednio wiązkę
światła.
Klasa E światła autostradowe
Przy prędkości 110km/h lub gdy charakterystyka jezdni przed samochodem odpowiada
charakterystyce autostrady podstawowe światłą są podnoszone o 0.25 stopni, zwiększając zasięg
widzenia.
Klasa W mokra nawierzchnia
Gdy wykryty jest deszcz lub woda na jezdni albo gdy włączone są wycieraczki, zmniejszone jest
oświetlanie drogi tuż przed pojazdem w celu zmniejszenia odbijania się światła od mokrej
nawierzchni. Zwiększone jest również oświetlenie poboczy.
Klasa V światła do jazdy w mieście
Aktywowany przy 50 km/h lub gdy luminancja nawierzchni jest większa niż 1cd/m2. Lepsze
oświetlenie poboczy.
Tryb T – doświetlanie zakrętów omówione wcześniej. Wszystkie wymienione wcześniej klasy
mogą pracować w trybie T.
Jak rozpoznać warunki?
Stosowane są do tego czujniki monitorujące stan pojazdu np. czujnik prędkości, skrętu kierownicy,
czujniki wilgoci. Jak również systemy monitorowania przestrzeni przed pojazdem oraz w
najnowszych rozwiązaniach nawigacja GPS.
W przypadku monitowania przestrzeni przed pojazdem wykorzystywane są np.:
Czujniki optyczne – wykorzystujące rozpoznawanie cech odebranego obrazu na porównując go ze
specyficznymi modelami. Zasięg tych sensorów sięga 50 metrów.
Czujniki mikrofalowe (radary radio detection and ranging) – wykorzystywane do określania
odległości do obiektów przed pojazdem jak również ich prędkości. Zasięg do 180m.
Wykorzystywany jest efekt dopplera – analiza przesunięcia fazowego sygnału.
LIDAR (light detection and ranging) – Alternatywa dla radaru. Wysyła impulsy światła
podczerwonego diodą laserową i odbiera sygnał odbity. Na podstawie czasu obliczany jest dystans.
W celu otrzymania dużej rozdzielczości sygnał podzielony jest na 16 kanałów (16 stopni poziomo i
3 stopnie pionowo). Zasięg do 150m rozdzielczość 0.1m.
Na temat czujników wykorzystywanych do monitorowania przestrzeni wokół pojazdu można by
zrobić wielogodzinny wykład.
Horizontal Cut-off
Połączenie reflektorów wyposażonych w moduły VarioX z kamerą i funkcjami przetwarzania
obrazu umożliwiło powstanie dynamicznego poziomowania świateł tak aby ono nikogo nie
oślepiało.
Pierwszym krokiem jest regulacja pozioma. W najprostszej postaci realizowana jest zgodnie z
zależnościami trygonometrycznymi przedstawionymi na slajdzie. Wykorzystywany jest sygnał z
czujnika ultradźwiękowego. Wiązka światła kończy się tuż przed pojazdem. Osiąga się to
opuszczając lampy. Są też systemy których wiązka utrzymywana jest na wysokości tylnych świateł
pozycyjnych. Wykorzystanie tego systemu pozwala zwiększyć typowy zasięg 65m do 200m gdy
jezdnia jest pusta światła automatycznie przełączają się na światłą drogowe. System wykorzystując
np. akcelerometry MEMS wykorzystuje również wiadomość o swoim nie poziomym położeniu i o
informacje z tego czujnika koryguje kąt reflektora.
Vertical Cut-off
Rozszerzeniem horyzontalnej regulacji jest regulacja pionowa. W przypadku lamp projektorowych
np. HID realizowane jest to w taki sposób, że gdy z czujników z kamery otrzymamy zostanie sygnał
o pojeździe znajdującym się przed nami obliczany jest dystans i położenie pojazdu a następnie
poprzez odpowiednie ustawienie modułów lamp i migawki wycinany jest ten fragment wiązki
światła która mogłaby oślepiać kierowców. Mercedes chwali się że ich system ma zasięg 300
metrów co jest o 100m lepszy wynik w przypadku LIDAR ?!?.
Inteligentne reflektory
Wśród inteligentnych reflektorów czyli takich które oświetlają tylko te miejsca których oświetlenie
zwiększa bezpieczeństwo i nie oświetlają tych miejsc które są niepotrzebne lub których oświetlenie
zagrażałoby bezpieczeństwu np. oczy innych kierowców.
Obecnie najpopularniejsze jest odpowiednie regulowanie modułu VarioX i jego migawek.
Wraz z pojawieniem się reflektorów LED pojawiła się koncepcja matryc LED, które już fizycznie
istnieją. Matryce LED działają na zasadzie załączania odpowiednich komórek matrycy tak by
spełniać warunek inteligentnego reflektora. Ze strony Opla można dowiedzieć się, że każdy taki ich
reflektor ma macierz 2x2 i każdy z elementów jest kontrolowany oddzielnie, dając 16 rożnych
kombinacji i 256 poziomów. Przejście jest bardzo płynne i szybkie dzięki braku elementów
mechanicznych.
FILM: Opel - Intelligent LED Matrix Light
Pixel lights
Najbardziej interesując jednak koncepcją jest PIXEL LIGHTS bazujące na modułach DMD (Digital
Micro-mirror Device).
Taki moduł mikro lustereczek zawiera setki tysięcy luster o krawędzi długości 13um. Zamontowane
są na zawiasach na szczycie pseudo tranzystorów CMOS. Każde lustro jest indywidualnie
sterowane i przełączane między dwiema pozycjami. Gdy dany pixel jest potrzebny lustro kierowane
jest na soczewkę gdy jest niepotrzebny to lustro kierowane jest na absorber. W ten sposób można
tworzyć dowolny kształt wiązki światła w tym np. generowanie informacji na jezdni.
11. P-AFS
Głównym celem tego systemu jest przewidzenie warunków panujących na drodze i dostosowanie
do nich oświetlenia, przed ich wystąpieniem. Realizowane jest to dzięki połączeniu tradycyjnego
systemu AFS z nawigacją satelitarną. Nowe mapy drogowe uzupełniane są o informacje na temat
specyfiki jezdni. W oparciu o pozycje pojazdu i informacje z map dobierany jest scenariusz
oświetleniowy.
Schemat działania jest następujący:
Przy pomocy możliwie najprecyzyjniej systemu pozycjonowania określana jest pozycja samochodu.
Obecnie najdokładniejszy jest GPS różnicowy o dokładności około 0.5-2m.
W przypadku Europy Galileo zapewnia dokładność 4metrów.
Następnie wykorzystując specjalnie opracowane trójwymiarowe mapy do systemów ADAS
otrzymuje się Elektroniczny Horyzont. Obecnie intensywnie rozwijane są mapy do systemów
ADAS przykładem jest europejski projekt PReVENT.
Elektroniczny horyzont zawiera informacje na temat środowiska w którym znajduje się pojazd i
stanowi rozszerzenie danych otrzymywanych z czujników znajdujących się w pojeździe. Zapewnia
informacje o terenie znajdującym się daleko poza widocznością z pojazdu.
Informacje takie jak promienie zakrętów, informacje o wzniesieniach itp.
Do niedawna bazy danych zawierające mapy do nawigacji nie pozwalały wykorzystywać tych
informacji do innych celów niż nawigacja. Dla tego też powstało forum ADASIS które zajmuje się
rozwijaniem API służącego do wymiany danych pomiędzy ADAS a nawigacyjnymi bazami danych
oraz standardów dla map dedykowanych dla ADAS.
Dzięki temu jest obecnie możliwe realizowanie systemu PAFS.
W momencie przystąpienia Visteonu do ADASIS który wraz z Intermap jako pierwsi rozwinęli idee
PAFS system ten stał się oficjalnie otwartym standardem.
Po otrzymaniu elektronicznego horyzontu i otrzymaniu informacji o najbliższych węzłach można
obliczyć najbardziej prawdopodobną drogę (MLP – Most Likely Path) która zostanie wybrana tak
by odpowiednio dopasować od niej światła.
Obliczanie MLP w najprostszej postaci można przedstawić w następujący sposób:
Sprawdzane jest czy przed pojazdem są jakieś rozgałęzienia drogi.
Gdy takowe występują oblicza się prawdopodobieństwo na wybranie każdej z dróg.
Gdy np. kierowca zmiesza prędkość przed rozgałęzieniem i włącza kierunkowskaz to system uznaje
że będzie realizowany skręt w daną ulicę i kieruje światłą w stronę tej ścieżki.
W przypadku jezdni bez rozgałęzień ale z zakrętami system otrzymuje informacje o promieniu
zakrętu dzięki czemu system sterujący światłami ma gotowe informacje potrzebne do obliczenia
kąta skrętu reflektora.
Testy PAFS wykazują zdecydowanie lepsze oświetlenie początków zakrętów.