چراغ‌های جلوی تطبیقی
دانستنی ها

صفحه اصلی اخبار و مقالات دانستنی ها چراغ‌های جلوی تطبیقی

چراغ‌های جلوی تطبیقی

1441 بازدید 0 دیدگاه  ,  ,  , دانستنی ها
چراغ‌های جلوی تطبیقی

شرایطی را مجسم کنید که در یک مسیر دوطرفه و در یک هوای بادی در حال رانندگی هستید و هیچ گونه روشنایی نیز در طول مسیر وجود ندارد. ناگهان با سرعتی در حدود 60 کیلومتر بر ساعت به پیچ نزدیک می شوید؛ سرعت خودرو شما برای عبور از پیچ، مناسب است، ولی برای یک توقف ناگهانی، چطور؟ حالا چرا باید توقف کنید؟ هیچ کس نمی داند در خارج از محدوده دید شما چه قرار دارد؟ یک حیوان یا ماشینی که دچار نقص فنی شده است؟یا ...

شرایطی را مجسم کنید که در یک مسیر دوطرفه و در یک هوای بادی در حال رانندگی هستید و هیچ گونه روشنایی نیز در طول مسیر وجود ندارد. ناگهان با سرعتی در حدود 60 کیلومتر بر ساعت به پیچ نزدیک می شوید؛ سرعت خودرو شما برای عبور از پیچ، مناسب است، ولی برای یک توقف ناگهانی، چطور؟ حالا چرا باید توقف کنید؟ هیچ کس نمی داند در خارج از محدوده دید شما چه قرار دارد؟ یک حیوان یا ماشینی که دچار نقص فنی شده است؟یا ...

نقش چراغ های جلوی تطبیقی این جا ارزش پسدا می کند و باعث آرامش خیال راننده هنگامی که به یک پیچ کی رسد می شود. برای داشتن دید حداکثری در راستای پیچ و خم های جاده،سیستم چراغ های جلوی تطبیقی، با جهت دادن نور مسیر را برای راننده کاملاً روشن می نماید. برای پی بردت به اهمیت این موضوع آماری را ذکر می کنیم، در حدود 46% از تصادفات جدی در سال 2006، در شب رخ داده است که حاکی از اهمیت بالای این مسئله است. آن چه در این مقاله از نظر شما می گذرد، نگاه اجمالی به چگونگی عملکرد و نوآوری های جدید چراغ های جلوی تطبیقی و بررسی تفاوت آن ها با چراغ های معمولی است. پس از مطالعه این بررسی متوجه خواهید شد که چگونه رانندگی در شب با وجود این سیستم جدید امن تر می شود.

امروزه سیستمی در چراغ‌های جلو برخی ‌خودرو‌ها پیاده‌سازی شده است که ریشه آن را باید در دهه ۵۰ میلادی پیدا کنیم. این سیستم را اگر بخواهیم به طور ساده شرح دهیم، باید بگوییم که در سر پیچ‌ها با گردش فرمان، چراغ‌های جلو نیز زاویه می‌گیرند تا دید رو به جلو بیشتر شده و نقاط کور موجود در پیچ نیز در معرض نور چراغ‌ها قرار بگیرند.

این سیستم به نام AFS شناخته می‌شود که مخفف عبارت adaptive frontlight system به معنی چراغ‌های جلو تطبیقی است. در خودرو‌هایی که فاقد این سیستم هستند، در هنگام ورود به پیچ در جاده، چراغ همیشه رو به مستقیم تابیده و بیرون جاده را بیشتر از مسیر روشن می‌کند. این عیب خصوصا در مسیر‌های کوهستانی و پیچ و خم‌های مسیر می‌تواند بسیار خطرناک باشد. اما خودرویی که مجهز به این سیستم است، در هنگام چرخش و گذر از پیچ‌ها عملکرد و ایمنی بیشتر و بهتری خواهد داشت. به این معنی که یک موتور کوچک قرار گرفته درون کاسه چراغ‌ها با توجه به سرعت خودرو و میزان انحراف فرمان از خط مرکزی آن، اقدام به چرخش کاسه چراغ‌ها می‌کند. این سیستم می‌تواند کاسه چراغ‌ها را تا 15 درجه به هر طرف بگرداند که در مجموع 30 درجه خواهد بود.

چراغ های جلوی استاندارد، بدون توجه به جهت حرکت اتومبیل، به طور مستقیم به سمت جلو می تابند. هنگامی که سر پیچ می رسیم، چراغ های جلوی خودرو، اطراف جاده را بیش تر روشن می کنند تا خود جاده! چراغ های جلوی تطبیقی با فرمان و سرعت خودرو هماهنگ هستند و به طور خودکار، روشنایی را روی جاده متمرکز می کنند. هنگامی که خودرو به سمت راست می پیچد، زاویه چراغ های خودرو به سمت راست متمایل می شود. همین مکانیزم برای زمانی که خودرو به سمت چپ می پیچد هم تکرار می شود. در حالت استاندارد، تابش چراغ های جلوی خودرو به طور مستقیم در سر پیچ ها می تواند مشکل ساز شود، ولی با استفاده از سیستم تطبیقی، روشنایی خودرو روی جاده متمرکز می شود و تصادفات ناشی از این مشکل به شدت کاهش می یابد.

خودرویی که مجهز به چراغ های جلوی تطبیقی است، جهت انجام وظیفه خود از حس گرهای الکترونیکی استفاده می کند تا سرعت خودرو را مشخص نماید. هم چنین، این حس گرها در تعیین میزان چرخش فرمان و انحراف از مسیر خودرو بسیار پرکاربرد هستند. برای مثال، هنگامی که خودرو در حال چرخش به دور خود است، مقدار انحراف از مسیر خودرو تغییر می کند. این حس گرها در حقیقت همان موتور کوچک داخل چراغ جلوی خودرو را به حرکت در می آورند که موجب چرخیدن پرتو نور چراغ می شوند. با این سیستم، پرتو روشنایی خودرو تا زاویه 15 درجه از مرکز می چرخد. گفتنی است، چراغ های جلوی تطبیقی در مجموع می توانند 30 درجه چرخش آزاد داشته باشند.

اگر چرخش 15 درجه ای از مرکز کافی نباشد، مثلاً هنگام پارک کردن خودرو با سرعت کم یا حرکت بر سر پیچ ها با سرعت کم، روشنایی مضاعف می تواند مکمل چراغ های جلوی خودروی شما باشد. بدین منظور برخی از مدل های بی ام و مجهز به چراغ های گوشه ای یا کناری هستند. هنگامی که خودرو با سرعتی کم تر از 40 کیلومتر بر ساعت در حال پیچیدن باشد، چراغ های کناری می توانند تا زاویه 80 درجه از محیط پیرامون خودرو را روشن کنند. هنگامی که خودرو از پیچ خارج شد یا سرعت آن افزایش پیدا کرد، چراغ های کناری به طور خودکار خاموش می شوند.

بعضی از خودروهای امروزی بسیار هوشمند هستند. چند رایانه در دل این خودروها وجود دارند که بر تمام سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی آن‌ها نظارت می‌کنند. اما علی‌رغم همه‌ی این پیشرفت‌ها، چراغ‌های جلوی خودروها هنوز هم از بهره‌ی هوشی چندان بالایی برخوردار نیستند. طی سده‌ی اخیر، منابع نور آن‌ها از چراغ‌های استیلنی و نفتی به رشته‌های تنگستن و چراغ‌های LED تکامل پیدا کرده‌اند. اما، به غیر از تعداد انگشت‌شماری از چراغ‌های جلوی پیشرفته که در خودروهای لوکس به کار گرفته شده‌اند، تنها کاری که این چراغ‌ها قادر به انجام‌اش هستند تابش نور به اجسام روبه‌روی‌شان است. این محدودیت گاهی اوقات می‌تواند دردسرساز باشد. تابش نور یک‌دست باعث انعکاس نور از برف و باران در آب‌وهوای نامساعد و ایجاد نوری خیره‌کننده و آزاردهنده برای رانندگان مقابل می‌شود. به زودی شاهد حضور چراغ‌های جلوی به اصطلاح «تطبیقی» (adaptive) در برخی مدل‌های خاص آئودی، بی‌ام‌و، مرسدس بنز و چند خودروی گران‌قیمت دیگر خواهیم بود. این چراغ‌ها از قابلیت‌های جالبی برخوردارند: «دیمرهای» (dimmers) خودکار، موتورهایی که جهت تابش چراغ‌ها را با مسیر حرکت خودرو تطبیق داده و «آرایه‌های نوری» (lighting arrays) که الگوهای پرتو را برای جلوگیری از تابش نور به صورت دیگر راننده‌ها تغییر می‌دهند. متاسفانه حتی این سیستم‌های هوشمند هم معمولا تنها دارای یکی از این قابلیت‌ها هستند.

پژوهشگران موسسه‌ی رباتیک «دانشگاه کارنگی ملون» (Carnegie Mellon University) در حال تلاش برای در نوردیدن این مرزها با یک چراغ جلوی قابل برنامه‌ریزی هستند. این چراغ می‌تواند با تطبیق خود با شرایط مختلف، به بهبود دید راننده کمک کند. این تیم از پژوهشگران، در آزمایشگاه نورپردازی و تصویربرداری این موسسه، در حال ساخت سیستم چراغ جلویی هستند که از تابش نور به قطرات باران یا دانه‌های برف در شرایط نامساعد آب‌وهوایی جلوگیری کرده، به مسیر پیش‌رو بیش‌تر از باندهای کناری نور تابانده و راننده را از وجود موانع سر راه باخبر می‌کند. این سیستم چراغ جلوی هوشمند به طور مداوم شرایط مختلف رانندگی را ارزیابی کرده و به آن‌ها واکنش نشان می‌دهد. یک دوربین، واقع در جلوی خودرو، تصاویر روبه‌روی خودرو را ثبت می‌کند. پس از آن، یک پردازنده‌ی رایانه‌ای به پردازش این تصاویر می‌پردازد. این پردازنده از اطلاعات به دست آمده برای کنترل «مدولاتور فضایی نور» (spatial light modulator) و تقسیم یک پرتوی نور به میلیون‌ها پرتوی کوچک‌تر، که هر کدام می‌توانند بر اساس نیاز روشن یا خاموش شوند، استفاده می‌کند. نسخه‌ی قبلی این سیستم، با پیش‌بینی حرکت و سرعت قطرات باران و دانه‌های برف و تاباندن پرتوهای نور به فضای بین این ذرات، میزان دید را در شرایط نامساعد آب‌وهوایی بهبود می‌داد. آن نمونه‌ی آزمایشی، که در سال ۲۰۱۲ پیاده‌سازی شده بود، دارای یک دوربین دیجیتال بود که هر ۸ میلی‌ثانیه یک بار حرکات تک‌تک قطرات باران یا دانه‌های برف را ثبت می‌کرد. پس از آن، یک الگوریتم رایانه‌ای پیش‌بینی می‌کرد که آن ذرات در چند میلی‌ثانیه‌ی بعد کجا خواهند بود. در آخرین مرحله، آن پرتوهای نوری که با مکان‌های پیش‌بینی‌شده‌ی این ذرات برخورد می‌کردند خاموش می‌شدند.

به ادعای این پژوهشگران، که سرپرستی‌شان را دانشیار دانشگاه کارنگی ملون، آقای «سرینی‌واسا ناراسیمهان» (Srinivasa Narasimhan)، بر عهده داشت، سیستم آن‌ها باعث شده بود که قابل مشاهده بودن باران، تا شعاع چهار متری چراغ، با سرعت ۳۰ کیلومتر بر ساعت، تا ۷۰ درصد کاهش پیدا کند. این نمونه‌ی اولیه قابل مشاهده بودن دانه‌های برف را هم، که آهسته‌تر می‌بارند و بزرگ‌تر از قطرات باران هستند، به میزان ۶۰ درصد کاهش داد. یک نسخه‌ی دیگر از این سیستم هم وجود دارد، که حدودا اندازه‌ی یک صندوقچه و تقریبا نصف اندازه‌ی نمونه‌ی اولیه است. این نمونه دارای زمان پاسخ‌دهی ۱.۵ میلی‌ثانیه است، که باعث می‌شود برای استفاده در بزرگراه‌ها مناسب باشد. این سیستم با استفاده از پایه‌های مکشی روی کاپوت خودرو نصب می‌شود. با این حال، به گفته‌ی «رابرت تمبورو» (Robert Tamburo)، یک دانشمند پروژه‌ی موسسه‌ی رباتیک که از روزهای آغازین کمک شایانی به ساخت این سیستم کرده بود، جدیدترین نمونه‌ی ساخته‌شده از این سیستم آن‌قدر کوچک هست که بتواند جایگزین چراغ جلوی یک کامیون شود.

این چراغ جلوی قابل برنامه‌ریزی مساله‌ی تابش خیره‌کننده‌ی نور به صورت راننده‌ی مقابل را هم حل می‌کند. این سیستم خودروهایی که در حال نزدیک شدن هستند را شناسایی کرده و پرتوهای نوری که به سمت راننده‌های دیگر می‌تابد را خاموش می‌کند. با این قابلیت، چراغ جلو می‌تواند همیشه روی حالت «نور بالا» (high beam) باقی بماند. تمبورو و هم‌کاران‌اش در حال کار بر روی روشی هستند که چراغ جلو بتواند با استفاده از داده‌های GPS مسیر پیش‌رو را روشن کند. کلید حل این مساله در افزایش شدت نور چراغ به طوری است که مسیر پیش‌رو روشن‌تر از باندهای کناری باشد. دوربین این سیستم هم قادر به تشخیص و ردیابی موانعی مانند حیوانات وحشی است. این دوربین می‌تواند موانعی با سرعت ۸۰ کیلومتر بر ساعت و تا فاصله‌ی ۵ متری جلوی چراغ را تشخیص دهد.

اما این سیستم بیشترین اثر خود را از سرعت خودرو می‌گیرد. به این معنی که زاویه کم چرخش که نهایتا برابر با 15 درجه به هر سمت است، برای عبور در سرعت‌های بالا که چرخش خودرو به نسبت طول مسیر کم است، کاملا کافی خواهد بود. اما اگر خودرو در حال پارک کردن باشد و یا در یک مسیر کوهستانی پر پیچ و خم در حال تردد است، سیستم AFS به شکل دیگری توانایی خود را افزایش می‌دهد. به این صورت که اگر سرعت خودرو کم ‌و زاویه پیچش زیاد باشد، در برخی ‌خودرو‌ها با روشن‌شدن چراغ‌های کناری خودرو که به این منظور تعبیه شده‌اند و یا شدید‌تر شدن تابش چراغ‌های جلو، این عیب برطرف می‌شود. همچنین اکثر خودرو‌هایی که به این سیستم مجهز هستند، در عبور از سربالایی و سراشیبی‌ها نیز از این سیستم بی بهره نخواهند بود. به این معنی که با ورود به یک سر‌بالایی، چراغ‌ها رو به پایین زاویه می‌گیرند تا مسیر بیشتری از روبه‌رو را روشن کنند و از تابش مستقیم به چشم رانندگانی که از روبه‌رو می‌آیند بکاهند و با ورود به یک سراشیبی این عمل به صورت عکس انجام می‌شود تا در لحظه ورود به سرازیری نیز دید کافی موجود باشد. این سیستم در هنگام دنده عقب رفتن از کار می‌افتد.

برچسب ها


اشتراک گزاری

مطالب مشابه

تا کنون هیچ دیدگاهی ثبت نشده است.

اولین نفری باشید که در مورد این موضوع نظر می دهد.

ارسال دیدگاه

کد امنیتی فرم ورود

تماس با ما

تهران - خیابان مطهری - خیابان فجر - کوی مدائن - پلاک ۱۸ - طبقه سوم
تلفن: 02188848073
فکس: 02188848073
رایانامه: info@digitalgarage.ir
ما را روی نقشه ببینید