Введение. 
Проектирование программного обеспечения системы обнаружения препятствий

Сегодняшний мир невозможно представить без автомобиля. Автомобили получили широкое распространение во всех сферах жизнедеятельности человека: начиная с гражданского транспорта и заканчивая практически всеми отраслями промышленности. Широкое распространение автомобильной техники вызвало за собой разработку ряда систем, упрощающих жизнь водителя и других участников дорожного движения. ультразвуковой датчик программный автоматический Одной из таких систем является система обнаружения препятствий «Парковочный радар», он же «Парктроник», либо акустический парковочный радар. Он представляет собой вспомогательную систему, опционально устанавливаемую на автомобилях, и, работая по принципу «сонара», значительно упрощающую парковку и маневрирование автомобиля в условиях современных автомобильных дорог.

Система использует ультразвуковые датчики, врезанные в переднем и заднем бамперах для измерения дистанции к ближайшим объектам по отражённому от них ультразвуку. Система издаёт прерывистый предупреждающий звук либо, в некоторых вариантах исполнения, световой сигнал для индикации того, как далеко находится машина от препятствия и информировании водителя о наличии такового на пути движения автомобиля. В зависимости от конкретного типа транспортного средства, системы обнаружения препятствий могут быть выполнены в различных модификациях (в зависимости от расположения на транспортном средстве). Также их можно классифицировать по способу информирования водителя о наличии препятствия, данные системы могут быть:

• · с применением звукового оповещения;
• · с применением световой индикации;
• · с применением индикации посредствам ЖК-дисплея.

В состав системы входят:

• · электронный блок;
• · ультразвуковые датчики-излучатели;
• · устройства индикации и звукового оповещения.

Система работает по принципу эхолота. Датчик-излучатель генерирует ультразвуковой (порядка 40 кГц) импульс и затем воспринимает отражённый окружающими объектами сигнал. Электронный блок измеряет время, прошедшее между излучением и приёмом отражённого сигнала, и, принимая скорость звука в воздухе за константу, вычисляет расстояние до объекта. Таким образом поочерёдно опрашиваются несколько датчиков и на основании полученных сведений выводится информация на устройство индикации и, при необходимости, подаются предупреждающие сигналы с использованием устройства звукового оповещения. Когда расстояние до препятствия сокращается, предупреждающий сигнал увеличивает частоту. Первые звуки он издаёт при приближении к препятствию на 1−2 метра, а при опасном сближении с препятствием (10−40 см, в зависимости от модели) информирующий сигнал становится непрерывным. В некоторых моделях система может быть отключена, например, для использования на бездорожье. Как правило, система с задними датчиками автоматически включается вместе с задней передачей (например, электропитание может подаваться от цепи фонаря заднего хода). В системах с датчиками в переднем бампере (также называемыми угловыми датчиками, corner sensors) включение происходит при низкой скорости движения. Хотя система призвана помогать автолюбителю, полностью полагаться на неё нельзя. Независимо от наличия системы, водитель обязан визуально проверять отсутствие каких-либо препятствий перед началом движения в любом направлении. Некоторые объекты не могут быть обнаружены парковочным радаром в силу физических принципов работы, а некоторые — могут вызвать ложные срабатывания системы. Парковочный радар может выдавать ложные сигналы в следующих случаях:

• · Наличие льда, снега или других загрязнений на датчике;
• · Нахождение на дороге с неровной поверхностью, грунтовым покрытием, с уклоном;
• · Движение по пересеченной местности;
• · Наличие источников повышенного шума в пределах радиуса действия датчика;
• · Работа в условиях сильного дождя или снегопада;
• · Работа радиопередающих устройств в пределах радиуса действия датчика;
• · Парковка в стесненных условиях (эффект эха).

Система может не среагировать на следующие предметы:

• · Острые или тонкие предметы, например, цепи, тросы, тонкие столбики;
• · Предметы, поглощающие ультразвуковое излучение (одежда, пористые материалы, снег);
• · Предметы высотой менее 1 метра;
• · Объекты, отражающие звук в сторону от датчиков.

Системы обнаружения препятствий весьма полезны. Их наличие в автомобиле освобождает водителя от необходимости постоянного осмотра пространства на пути движения автомобиля и помогает осуществлять контроль слепых зон.

Для реализации данных систем применяются микроконтроллеры, обладающие гибким функционалом, низким энергопотреблением, высокой производительностью и скоростью работы.

В целом можно сформулировать основные задачи, которые должна выполнять система автоматического контроля препятствий:

• 1) система должна обнаруживать препятствия в направлении движения автомобиля;
• 2) при появлении препятствия на пути движения автомобиля система должна информировать об этом водителя;
• 3) система должна информировать водителя о критическом (установленном программно) сокращении расстояния до препятствия.