آشنایی با رادار خودرو و قابلیت‌های جذاب آن + ویدیو

در سال‌های اخیر پیشرفت‌های فناوری، عصر جدیدی از ایمنی و آسودگی خاطر را در صنعت خودرو آغاز کرده است. رادار خودرو یکی از بازیگران کلیدی در میان این فناوری‌هاست. این تکنولوژی که با استقبال نسبتا زیادی هم در میان رانندگان روبه‌رو شده، با ارائه‌ی بلادرنگ اطلاعات درباره‌ی محیط اطراف خودرو، ایمنی و راحتی را در رانندگی افزایش می‌دهد. در این پست از وبلاگ ایگل، بیشتر به معرفی رادار خودرو می پردازیم و انواع، کاربردها و مزایایی که برای صنعت خودرو و رانندگان به‌ارمغان می‌آورد را بررسی می‌کنیم.

رادار خودرو چیست؟

رادار خودرو یک سیستم رادیویی است که با ارسال امواج رادیویی و دریافت بازتاب آن‌ها، اطلاعاتی درباره‌ی فاصله، سرعت و جهت خودروها، عابران پیاده و موانع موجود در اطراف خودرو را به راننده منتقل می‌کند.

امروزه رادار خودرو، به‌طور گسترده در سیستم‌های کنترل خودرو استفاده می‌شود و مهم‌ترین کاربرد آن در سیستم‌های ضدتصادف است. با استفاده از اطلاعاتی که از رادار به‌دست می‌آید، سیستم‌های خودرو می‌توانند به راننده هشدار بدهند، ترمز خودکار را فعال کنند یا حتی کنترل خودرو را به‌طور خودکار برعهده بگیرند تا از وقوع تصادف جلوگیری کنند.

به‌طور کلی، رادار خودرو همانند ردیاب خودرو به‌عنوان یکی از فناوری‌های مهم در حوزه‌ی خودروهای هوشمند و خودران است که در بهبود ایمنی و راحتی رانندگی نقش مهمی دارد.

رادار خودرو چگونه کار می‌کند؟

رادار خودرو با انتشار امواج رادیویی و تجزیه و تحلیل بازتاب آن‌ها عمل می‌کند. فرآیند کار رادار خودرو به‌صورت زیر است:

1. ارسال امواج رادیویی: سیستم رادار خودرو، امواج رادیویی را به‌صورت پالس‌های کوتاه و با فرکانس بالا به طرف اشیاء و خودروهای اطراف ارسال می‌کند.
2. بازتاب امواج: امواج رادیویی با برخورد به اشیاء و سطوحی که در مسیر خودرو قرار دارند، بازتاب می‌شوند. هر شیء بازتابی از امواج رادیویی را با میزان و شدتی مخصوص تولید می‌کند.
3. دریافت بازتاب: سیستم رادار با استفاده از آنتن خود، امواج بازتاب شده را دریافت می‌کند.
4. پردازش سیگنال: سیستم الکترونیکی رادار، سیگنال بازتاب را تحلیل کرده و اطلاعاتی مانند زمان پرتاب و بازتاب امواج، فرکانس بازتاب و میزان شدت بازتاب را استخراج می‌کند.
5. تفسیر اطلاعات: با تجزیه‌و‌تحلیل اطلاعات دریافتی، سیستم رادار می‌تواند فاصله، سرعت و جهت اشیاء و خودروهای موجود در اطراف خودرو را تشخیص دهد. این اطلاعات به‌صورت عددی یا تصویری به راننده یا سیستم‌های خودرو منتقل می‌شوند.
6. عملکرد سیستم: با توجه به اطلاعات دریافتی، سیستم رادار قادر است یک عملکرد را انجام دهد. به‌عنوان مثال، اگر رادار تشخیص دهد که فاصله‌ی بین خودروها کم است یا یک شیء در مسیر خودرو قرار دارد، می‌تواند یک سیگنال هشدار به راننده بدهد، ترمز خودکار را فعال کند یا کنترل خودرو را به‌طور خودکار برعهده بگیرد.

انواع سنسور رادار خودرو

سنسورهای رادار خودرو را می‌توان به ۳ دسته‌ی رادار برد کوتاه (SRR)، رادار برد متوسط (MRR) و رادار برد بلند (LRR) طبقه‌بندی کرد.

• رادارهای برد کوتاه (SRR): رادارهای برد کوتاه (SRR) از فرکانس 24 گیگاهرتز استفاده می‌کنند و برای کاربردهایی همچون تشخیص نقاط کور، پارک خودکار یا تشخیص موانع و جلوگیری از تصادف استفاده می‌شوند.
• رادارهای برد متوسط (MRR): حسگرهای MRR برای کاربردهایی همچون کروز کنترل تطبیقی، هشدار تصادف از جلو و ترمز اضطراری خودکار طراحی شده‌اند. این رادارها در محدوده‌ی فرکانس 77 گیگاهرتز کار می‌کنند و محدوده‌ی تشخیص طولانی‌تری را در مقایسه با سنسورهای SRR ارائه می‌دهند.
• رادارهای برد بلند (LRR): رادارهای برد بلند (LRR) در محدوده‌ی فرکانس 77 گیگاهرتز کار می‌کنند و می‌توانند اشیاء را در فواصل دورتر با دقت و وضوح بالا تشخیص دهند. از این برد برای اندازه‌گیری فاصله، سرعت وسایل نقلیه و تشخیص اشیاء در یک میدان دید وسیع‌تر استفاده می‌شود. سیستم‌های رادار برد بلند، بردی بین 80 تا 200 متر یا بیشتر را ارائه می‌دهند.

مزایای رادار خودرو

در ادامه برخی از مزایای کلیدی رادار خودرو را بررسی می‌کنیم:

۱. اندازه‌گیری دقیق فاصله: سنسورهای رادار، اندازه‌گیری دقیق فاصله‌ی بین وسیله‌ی نقلیه و اشیاء اطراف را ارائه می‌دهند. این اطلاعات برای عملکردهایی مانند کروز کنترل تطبیقی، هشدار برخورد و ترمز اضطراری، بسیار مهم است.

۲. اندازه‌گیری سرعت: سنسورهای رادار می‌توانند سرعت نسبی بین خودرو و سایر وسایل نقلیه‌ یا اشیاء مجاور آن را اندازه‌گیری کنند. این قابلیت برای سیستم‌های کروز کنترل تطبیقی که سرعت خودرو را مطابق با جریان ترافیک تنظیم می‌کنند، ضروری است.

۳. استحکام در شرایط نامطلوب: سیستم‌های رادار در مقایسه با دوربین‌ها یا LiDAR، کم‌تر تحت تأثیر شرایط آب و هوایی نامطلوب مانند باران، برف یا مه قرار می‌گیرند.

۴. عملکرد شبانه‌روزی: سنسورهای رادار به نور محیط متکی نیستند و می‌توانند هم در روز و هم در شب به‌طور موثر عمل کنند.

۵. قابلیت تشخیص اجسام از فاصله‌ی دور: برخی از سنسورهای رادار مانند رادار برد بلند (LRR) توانایی تشخیص اجسام در فواصل دور را دارند. این قابلیت به‌ویژه برای برنامه‌هایی مانند کروز کنترل تطبیقی که در آن تشخیص زودهنگام وسایل نقلیه‌ی جلویی برای حفظ فاصله‌ی ایمن ضرورت دارد، ارزشمند است.

۶. قابلیت ترکیب حسگرها: سیستم‌های رادار، مکمل سایر فن‌آوری‌ها مانند دوربین‌ها و LiDAR هستند و می‌توانند درک کلی خودرو از محیط اطراف را افزایش ‌دهند.

مهم‌ترین کاربردهای رادار خودرو در وسایل نقلیه

فناوری رادار در اجرای سیستم‌های پیشرفته‌ی کمک‌راننده (ADAS) و قابلیت‌های رانندگی خودران استفاده می‌شود. سیستم‌ کمک‌راننده (ADAS) همان‌طور که از نامش مشخص است، به مجموعه‌ای از فناوری‌هایی اشاره دارد که برای کمک به رانندگان طراحی شده‌اند. این سیستم، از سنسورها، دوربین‌ها، رادار و سایر فناوری‌های مختلف برای جمع‌آوری اطلاعات پیرامون خودرو و ارائه‌ی بازخورد در زمان واقعی یا انجام خودکار یک‌سری از اقدامات، استفاده می‌کند.

ویژگی‌های ADAS معمولاً در وسایل نقلیه‌ی مدرن ادغام می‌شوند تا هوشیاری راننده را افزایش دهند، از تصادفات جلوگیری کنند و برخی از وظایف راننده را خودکار کنند. برخی از ویژگی‌های رایج ADAS عبارتند از:

1. سیستم حفظ بین خطوط (Lane Keeping Assist System)
2. سیستم مانیتورینگ نقاط کور خودرو (Blind Spot Monitoring)
3. رادار عابر پیاده‌ی خودرو (pedestrian radar)
4. رادار پارک خودکار ماشین (Auto Park Radar)
5. رادار کروز کنترل ماشین (Radar Cruise Control)
6. رادار علائم ترافیکی یا تابلوخوان (Traffic Sign Radar)

۱. سیستم حفظ بین خطوط (Lane Keeping Assist System)

یکی از عادت‌های بد رانندگی که باعث بروز تصادفات جدی می‌شود، رانندگی نکردن بین خطوط و تغییر مسیر دائم، هنگام رانندگی است. بر همین اساس، رادار حفظ بین خطوط وارد بازار شده است. این سیستم که با نام‌های سیستم هشدار خروج از خطوط (LDWS) یا سیستم پیشگیری از خروج از خطوط (LDPS) نیز شناخته می‌شود، به رانندگان کمک می‌کند تا موقعیت وسیله‌ی نقلیه‌ی خود را در یک خط مسیر حفظ کنند.

عملکرد اصلی این سیستم، جلوگیری از خروج ناخواسته از بین خطوط است که می‌تواند به‌دلیل حواس‌پرتی راننده، خستگی یا عوامل دیگر رخ دهد. برای انجام این‌کار، از سنسورها و دوربین‌های مختلف به‌منظور نظارت بر موقعیت خودرو نسبت به خطوط استفاده می‌کند و در صورتی‌که خودرو بدون قصد راننده از خط خود خارج شود، هشدار می‌دهد.

این هشدارها می‌توانند به‌صورت بصری و با نمایش علامت هشدار روی داشبورد یا نمایشگر هدآپ ظاهر شوند، یا به‌صورت بوق و آلارم شنیده شوند. برخی از سیستم‌های پیشرفته‌تر نیز می‌توانند کنترل خودرو را در دست بگیرند و آن را به مرکز خطوط هدایت کنند.

البته این رادارها خالی از عیب نیستند. معمولا در شرایطی که خطوط سطح معابر کم‌رنگ باشند یا سطح جاده با برف پوشیده شود، به‌خوبی کار نمی‌کنند. در این شرایط، بهتر است که این سیستم را خاموش کنید.

۲. سیستم مانیتورینگ نقاط کور خودرو (Blind Spot Monitoring)

رادار نقطه کور (BSM) یک سیستم کمک راننده است که برای نظارت بر نقاط کور خودرو، طراحی و روانه‌ی بازار شده‌اند. نقطه‌ی کور به ناحیه‌ای در اطراف وسیله‌ی نقلیه اطلاق می‌شود که از طریق آینه‌های بغل و عقب، به‌راحتی برای راننده قابل مشاهده نیست.

سیستم‌های نظارت بر نقاط کور از ترکیبی از حسگرها (معمولاً حسگرهای رادار یا اولتراسونیک)، برای شناسایی وسایل نقلیه در خطوط مجاور یا مناطقی که ممکن است برای راننده قابل مشاهده نباشند، استفاده می‌کنند. حسگرهای رادار این سیستم در سمت چپ و راست سپر عقب خودرو قرار می‌گیرند. حتی ممکن است که دوربین‌هایی در کنار آینه‌های جانبی برای شناسایی بهتر وسایل نقلیه در نواحی کور خودرو تعبیه شوند.

طریقه‌ی کار این سیستم بدین‌صورت است که با شناسایی و مشاهده‌ی یک وسیله‌ی نقلیه یا اشیاء دیگر در نقطه‌ی کور، به راننده هشدار می‌دهد. این هشدار، معمولا به‌صورت یک آلارم صوتی و یا یک چراغ چشمک‌زن است که روی داشبورد ظاهر می‌شود. حتی برخی از سیستم‌ها، هشدار لرزشی نیز دارند که هنگام نزدیک شدن خودروهای دیگر، فرمان یا صندلی راننده، شروع به لرزیدن می‌کند.

اهمیت استفاده از این سیستم، به‌ویژه هنگام تغییر مسیر در معابر، مشخص می‌شود؛ چراکه با وجود آن، رانندگان با آگاهی بیشتری نسبت به نقاط کور ماشین خود، دور می‌زنند. از این‌رو خطر بروز تصادفات هنگام تغییر مسیر و دور زدن کمتر خواهد شد.

“البته که وجود این رادار در خودرو، به‌معنی بی‌نیازی از آینه‌های بغل و عقب نیست، بلکه تنها نقش ابزاری کمکی برای پوشش دادن خطای انسانی را ایفا می‌کند.”

۳. رادار عابر پیاده خودرو (pedestrian radar)

رادار عابر پیاده، یک فناوری است که در سیستم‌های پیشرفته‌ی کمک‌راننده (ADAS) و وسایل نقلیه‌ی خودران، به شناسایی و ردیابی عابران پیاده در مجاورت یک وسیله‌ی نقلیه، کمک می‌کند.

این سیستم، شامل یک یا چند حسگر راداری است که جلوی پنجره یا روی سپرها نصب می‌شوند. این حسگرهای رادار به‌طور پیوسته امواج رادیویی را ساطع می‌کنند و مدت‌زمان بازگشت امواج را پس از برخورد با یک جسم اندازه می‌گیرند. سپس با تجزیه‌و‌تحلیل امواج، می‌توانند حضور، فاصله و سرعت عابران پیاده را تعیین کنند. این سنسورها، به‌طور خاص برای تشخیص انسان و متمایز ساختن آن از وسایل نقلیه یا موانع ثابت طراحی شده‌اند.

مکانیزم عملکرد این سیستم در چندمرحله خلاصه می‌شود. هنگامی‌که یک عابر پیاده توسط سیستم رادار شناسایی می‌شود، ابتدا هشداری برای راننده ارسال می‌شود (که این هشدار می‌تواند شامل یک آلارم، نمایش روی داشبورد یا نمایشگرهای هدآپ و یا لرزش فرمان و صندلی باشد). سپس درصورت عدم واکنش به‌هنگام، سیستم رادار مستقیما وارد عمل می‌شود. معمولا این رادار به سیستم ترمز ABS خودرو متصل است که در مواقع اضطراری، می‌تواند ترمز را فعال کند.

۴. رادار پارک خودکار ماشین (Auto Park Radar)

سیستم اتوپارک به سیستمی اطلاق می‌شود که با استفاده از فناوری رادار، اشیاء و موانع موجود در مجاورت وسیله‌ی نقلیه را شناسایی کرده و به راننده کمک می‌کند که راحت‌تر خودروی خود را پارک نماید.

سیستم‌های رادار پارک خودکار معمولاً از چندین حسگر تشکیل شده‌اند که به‌صورت استراتژیک در 4 طرف خودرو (مانند سپرهای جلو و عقب) قرار می‌گیرند. این حسگرها امواج رادیویی را ساطع می‌کنند و مدت‌زمان بازگشت امواج را پس از برخورد با یک جسم اندازه می‌گیرند. بر اساس این اطلاعات، سیستم می‌تواند فاصله‌ی بین وسیله‌ی نقلیه و مانع، همچنین موقعیت نسبی آن را تعیین کند.

هنگامی‌که راننده حالت پارک خودکار را فعال می‌کند، در گام اول رادار اتوپارک، موقعیت مدنظر را آنالیز و با صدور پیغامی مشخص می‌کند که آیا امکان پارک کردن در آن مکان وجود دارد یا خیر. در برخی از سیستم‌های پیشرفته‌تر، رادار پارک خودکار می‌تواند کنترل فرمان را در دست گرفته و خودرو را به‌صورت خودکار به محل پارک هدایت کند. در این‌صورت دیگر نیازی به استفاده از فرمان خودرو ندارید، بلکه کافیست مطابق هشدار صوتی با گاز و ترمز کار کنید.

۵. رادار کروز کنترل ماشین (Radar Cruise Control)

کروز کنترل رادار که با نام‌های کروز کنترل تطبیقی (ACC) یا کروز کنترل هوشمند نیز شناخته می‌شود، یکی از پیشرفته‌ترین آپشن‌ های خودرو است که از فناوری رادار برای تنظیم خودکار سرعت خودرو و حفظ فاصله‌ی ایمن آن با خودروی جلویی استفاده می‌کند.

سنسورهای مربوط به این رادار در قسمت جلوی خودرو تعبیه می‌شوند. این سنسورها با ارسال امواج رادیویی، فاصله‌ی خودرو را با خودروی جلویی اندازه‌گیری می‌کنند. اگر فاصله‌ کمتر از حد مجاز باشد، هشدار صوتی صادر می‌کند. درصورتی‌که راننده نسبت به این هشدار بی‌توجهی کند، سیستم به‌صورت خودکار، یک فاصله‌ی از پیش تعیین شده (توسط راننده) را با ماشین جلویی حفظ می‌کند. بدین ترتیب احتمال برخورد کاهش پیدا می‌کند.

۶. رادار علائم ترافیکی یا تابلوخوان (Traffic Sign Radar)

رادار علائم راهنمایی و رانندگی، یکی دیگر از آپشن‌های مجهز به فناوری رادار خودرو است که برای تشخیص و تفسیر علائم راهنمایی و رانندگی موجود در جاده‌ها استفاده می‌شود.

این سیستم، دارای دوربین ها و حسگرهایی است که اغلب نزدیک آینه‌ی دید عقب یا بالای شیشه‌ی جلوی خودرو نصب می‌شوند. این دوربین‌ها/حسگرها به‌طور مداوم، جاده‌ی پیش روی خودرو را کنترل و تصاویر علائم راهنمایی و رانندگی (مانند علائم محدودیت سرعت، توقف، ورود ممنوع و…) را ضبط می‌کنند. سپس تصاویر ضبط شده را بر اساس الگوریتم‌های پردازش تصویر، تجزیه و تحلیل کرده و در نهایت اطلاعات و هشدارهای مربوطه را برای راننده ارسال می‌کند.

این سیستم به‌ویژه در شرایطی که علائم راهنمایی‌ورانندگی به‌سختی دیده می‌شوند یا مواقعی که راننده برای لحظه‌ای ممکن است حواسش پرت ‌شود، مفید است.

به‌طور خلاصه

در این مطلب به‌معرفی انواع رادار خودرو و کاربرد هر یک از آن‌ها پرداختیم. فعال‌سازی آپشن رادار در خودرو، نباید موجب سهل‌انگاری هنگام رانندگی شود. فراموش نکنید که این سیستم‌ها نیز با خطا همراه هستند. بنابراین باید در طول رانندگی از تمرکز لازم برخوردار باشید.