Katedra Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Łódzkiej, uczestnicząc w projekcie COOPERS (Co-operative System for Intelligent Road Safety), wykorzystuje prezentowany zestaw pomiarowy w badaniach komputera pokładowego tego systemu.
Badania są przeprowadzane w następujących miejscach: Brennero Corridor, Roterdam – Antwerpia, Berlin, Francja, Wiedeń.
Zadaniem Katedry Pojazdów, jest wyznaczenie referencyjnej trajektorii pojazdu wraz z obrazem drogi dla testowych przejazdów, podczas których w tym samym pojeździe będzie pracował testowany komputer pokładowy.
Wizja projektu COOPERS
„Pojazdy są połączone w sposób ciągły siecią bezprzewodową z infrastrukturą drogi.
Wymiana danych i informacje niezbędne do zwiększenia bezpieczeństwa na drodze są zbierane i przetwarzane we wspólnym centrum zarządzania”.
W pierwszym etapie projektu (rys.1) istniejące już urządzenia, takie jak znaki i tablice drogowe o zmiennej treści (VMS), czujniki na powierzchni drogi, wideokamery (do kontrolowania ruchu) i TCC (Ośrodek Kontroli Ruchu) wraz z TISP (dostawca usług informujących o warunkach ruchu) zostaną użyte w sposób zintegrowany. W tym celu należy ocenić obecnie dostępne czujniki pod kątem ich wykorzystania w celu podniesienia bezpieczeństwa drogowego. Powinno to doprowadzić do określenia dalszych wymagań w stosunku do czujników przeznaczonych do umieszczenia na obrzeżu drogi. Obecnie sytuacja na drogach jest obserwowana za pomocą systemu kamer. Otrzymana z nich informacja wykorzystywana jest przez operatora w TCC do sterowania prędkością pojazdów przy użyciu VMS, do których informacja przekazywana jest na uzgodnionych warunkach przez TISP. TISP za pomocą RDS-TMC (system odbioru danych w odbiorniku radiowym – kanał informacji o ruchu) lub DAB/DVB (cyfrowa informacja głosowa/cyfrowa informacja wizualna) przesyła do pojazdu (wyświetlane lub przekazywane głosem przez HMI – interfejs człowiek-maszyna) bieżące informacje o ruchu, razem z danymi infrastruktury drogowej oraz obowiązującymi na danym obszarze ograniczeniami prędkości. Również urządzenia służące do określenia położenia pojazdu będą wspomagały kierowcę podczas podróży.
Budowa układu pomiarowego
Zestaw pomiarowy składa się z następujących elementów (rys. 2):
a) komputera rejestrującego pozycję pojazdu i obraz z kamer, zsynchronizowane zegarem komputera. Możliwe jest wprowadzenie podczas rejestracji tzw. stempli czasowych, którym można przyporządkować zaobserwowane sytuacje na rejestrowanym odcinku drogi,
b) routera WIFI, który – wykorzystując komunikację WIFI – przesyła bezprzewodowo obraz z kamer do komputera rejestrującego,
c) kamery (ACTi 1231 „megapikselowe”),
d) anteny GPS, która służy do obserwacji satelitów systemów GPS i EGNOS,
e) odbiornika GPS, który przetwarza sygnały z anteny GPS, jednostki inercyjnej, czujnika WPT i poprawek referencyjnych z systemu ASG EUPOS,
f) jednostki inercyjnej iMAR FSAS, która określa położenie pojazdu niezależnie od sygnału GPS, czyli umożliwia określenie pozycji podczas braku sygnału GPS. Cechą znamienną tego urządzenia jest tzw. dryf, czyli błąd pomiaru w przybliżeniu, wprost proporcjonalny do czasu (0,75 stopnia na godzinę). Zastosowanie czujnika WPT zmniejsza ten błąd o około 20%,
g) czujnika WPT (Wheel Pulse Transducer) – przyrostowy czujnik prędkości kątowej koła, który zbiera informacje o przejechanej drodze przez koło, na którym został zamocowany. Dzięki niemu wprowadza się poprawkę dla układu inercyjnego w przypadku dłuższego braku sygnału GPS,
h) programowej wymiany danych z polskim systemem stacji referencyjnych ASG EUPOS dzięki stałemu połączeniu internetowemu. Możliwe jest wysłanie aktualnej pozycji do serwera systemu ASG EUPOS i odbiór poprawki wyznaczonej w najbliższej wykonywanym pomiarom stacji referencyjnej. Dokładność pomiarów wzrasta do wartości kilku centymetrów (tzw. technologia RTK – 2 cm).
Kamery zamontowano w pojeździe za pomocą uchwytów magnetycznych, co zapewnia szybką i łatwą adaptację układu do różnych pojazdów. Kamery podłączono do układu pomiarowego zgodnie ze schematem na rysunku 2.
Przykładowe wyniki badań przedstawiono na rysunkach 3 i 4. Jak widać, możliwe są dokładna analiza jakości drogi i towarzyszącego jej pobocza, a także – dzięki wprowadzonej siatce – pomiar głównych parametrów drogi.
Na rysunku 4 przedstawiono samochód badawczy przygotowany w ramach projektu COOPERS, na którym zainstalowano prezentowany powyżej układ pomiarowy.
