Как определить, завелся ли двигатель у припаркованного рядом автомобиля?

У нас есть проект с машиной, обслуживающей припаркованную рядом машину. Это можно сравнить с автомойкой.

Перед запуском машины мы должны быть на 100% уверены, что двигатель выключен. Кроме того, если мы обнаружим, что двигатель включен во время процесса (который занимает несколько минут), машина должна немедленно прекратить работу, чтобы избежать повреждений.

Предполагается, что машина заправляет автомобиль топливом без каких-либо ручных действий со стороны водителя.

Электрические автомобили не являются частью нашего текущего плана. Но, безусловно, уместно, что некоторые автомобили останавливают двигатель, когда тормоз нажат.

Наша задача определить, работает ли машина, припаркованная у автомата, или нет. Мы уже думали об этих решениях:

  1. Микрофон слушает звук двигателя. Проблема: в шумной обстановке у нас может быть слишком много ложных срабатываний, когда поблизости припаркован большой грузовик.

  2. ИК-камера ищет горячие выхлопные газы. Проблема: мы пробовали это и не видим существенных изменений независимо от того, включен двигатель или нет.

  3. Камера определяет, горят ли фары двигателя. Проблема: не на всех автомобилях горят фары при работающем двигателе. Не все автомобили требуют, чтобы водитель нажал на тормоз, чтобы запустить двигатель.

Какие еще варианты вы видите для нас?

Еще одним признаком может быть вибрация, но опять же, не все автомобили вибрируют при работающем двигателе (например, электромобили). Я не уверен, что будет один окончательный признак. Вероятно, вам придется искать комбинацию вещей.
Я думаю, что большинство автомобилей хотя бы немного вибрируют при запуске. Будет ли это отличимо от других вещей, таких как вибрация проезжающего мимо грузовика? Я не знаю.
возможно, вместо этого ваше устройство поместит препятствие перед лобовым стеклом
Разве люди не соглашаются на этот процесс? Я никогда не видел, чтобы кто-то забегал на автомойку и пытался завести машину посреди пены.
Как насчет подушки, по которой едут колеса автомобиля? Вибрация двигателя может быть измерена как довольно постоянная низкая частота по сравнению с другим датчиком, прикрепленным к земле в другом месте.
Имейте место для ключа, в которое нужно вставить ключ зажигания, прежде чем машина запустится ... конечно, кто-то может принести второй ключ ... вот в чем настоящая проблема: «разработайте систему, защищенную от дурака: но дураки такие». гениальный..."
@NickAlexeev Основной проблемой будет движение автомобиля, что приведет к повреждению механики. Поэтому слишком поздно обнаруживать, когда он уже переместился.
@jsotola Это наш текущий план, но было бы гораздо элегантнее не обслуживать машину, если она не выключена.
@Bageletas Когда люди едут к роботу, они могут забыть выключить двигатель
@Wossname да, мы также не хотим заправлять машину с работающим двигателем из-за риска возгорания. У нас есть только ограниченный набор возможностей, когда дело доходит до модификации существующей заправочной станции, поэтому я думаю, что колодки выходят за рамки...
Вы были готовы использовать камеры, но не просто бросить резиновые сенсорные панели? Сбивает с толку. :)
Можно ли работать по контакту? Двигатели производят сильную вибрацию, хотя некоторые гибриды не включают двигатель, пока автомобиль не разгонится до 5 миль в час.
Если у вашей машины есть роботизированная рука для доступа к топливному баку, вы можете добавить еще одну к выхлопной трубе.
Основная проблема, которую я вижу, это гибриды. Поскольку ДВС плохо работают на низких оборотах, а на низких скоростях требуется не так много мощности (только крутящий момент), многие гибридные автомобили не беспокоятся о запуске ДВС при трогании с места. Значительная экономия на износе сцепления. По сути, нет никаких предупреждений (ни звука, ни вибрации), пока машина не тронется с места.
Итак, безопасность операции зависит от того, чтобы быть "на 100% уверенным" в том, что двигатель выключен, и это обнаружение зависит только от технического устройства, которое вы будете строить, а не от человека... 100% может быть сертифицировано только для просто модель автомобиля... но есть тысячи марок/моделей/года... 100% уверенность для всех автомобилей просто невозможна. Мне понравилось предложение @Solar Mike, прорезь для ключа... но, кроме того, это не элегантно, есть автомобили, которые используют RFID-ключи, и их двигатели запускаются одним нажатием кнопки...
Похоже, обнаружение двигателя может быть первой линией защиты. Но она не должна быть главной или единственной линией обороны. Я бы подумал о том, чтобы спроектировать механизмы таким образом, чтобы они могли иметь некоторое смещение без повреждений. Механизмы также будут ощущать перемещение и силу. Когда водоизмещение вот-вот будет превышено, механизмы отступают. Или примените низкотехнологичное решение: конфисковать ключи от машины (может быть, и у водителя).
@Bageletas Посмотрите m.youtube.com/watch?v=-gfQ4jzUEwU и перемотайте вперед до 14:05 .
Есть автомобили, которые выключают двигатель, а потом включают его. Это гибридные системы.
@Esben von Buchwald: Какую ИК-камеру вы использовали? Используя камеру FLIR , она должна очень хорошо обнаруживать горячий газ, выходящий из выхлопной трубы, см., например. здесь flir.de/home/news/details/?ID=80281

Ответы (7)

Это похоже на проблему XY.

Ваша проблема в том, что вам нужно предотвратить повреждение вашего оборудования. Ваше кроличья нора состоит в том, чтобы предположить, что вам нужно убирать свое оборудование, когда транспортное средство начинает движение. Вы близоруки сосредоточены на том, чтобы определить, когда транспортное средство начинает двигаться.

Вместо этого я предлагаю вам предотвратить движение транспортного средства. Электрический или гидравлический боллард дешев (2000-3000 долларов) и разработан как с механической, так и с визуальной точки зрения, чтобы автомобиль оставался на месте.тумба

Дайте пользователю яркий экран, как на автомойке. Покажите им статус, заполненные галлоны, расчетное оставшееся время. Уберите боллард после того, как чувствительные части вашего робота спрятаны, затем измените экран на большое дружелюбное «Вы закончили!».

Согласно комментариям Q, основной проблемой безопасности является воспламенение топлива (горячими выхлопными газами), а не движение автомобиля.
Штраф, тумба + запотевание галона. :)
@Wossname «Основной проблемой будет движущаяся машина, что приведет к повреждению механики». - Это главная проблема, согласно OP, и та, о которой говорится как в ответах Брайана, так и в моих ответах.
Воспламенение топлива можно значительно уменьшить, всасывая пары. Испарения будут распространяться возле точки заправки, и простой шланг с отрицательным давлением вымоет их большую часть.
Мы также думаем о физическом барьере и красных огнях. Проблема в том, что это только заставляет водителя больше осознавать, что нельзя уезжать. На самом деле это не мешает машине начать движение, когда форсунка вставлена. Даже если барьер позволяет машине проехать только 10 см, ущерб уже нанесен.
"Даже если шлагбаум пропускает машину всего на 10 см, ущерб уже нанесен" Это действительно не имеет особого смысла, так как крышки топливных баков находятся на разной высоте, могут быть с любой стороны автомобиля или даже сзади, поэтому ваше устройство для заполнения должно иметь возможность перемещаться вверх / вниз, заполняя в 3 дискретных ориентациях; и все же вы не можете понять, как можно немного поиграть после участия?

Определенно звучит как проблема XY, вам не нужно определять, работает ли двигатель, вам нужно, чтобы машина не двигалась.

Идея Брайана заставила меня подумать об одном, который я считаю даже лучше, так как нет риска повредить машину, если кто-то наткнется на столб, когда он поднят.

Установите катки в землю (параллельно направлению движения), которые обычно заблокированы (предотвращая их качение), что позволяет двигаться по ним. Когда ваше устройство включено, разблокируйте ролики, чтобы автомобиль не уехал, даже если двигатель запущен и водитель пытается ехать. Когда закончите, и устройство убрано, снова заблокируйте ролики.

Большинство бензиновых автомобилей можно услышать по чувствительному AM-радио. Большая часть электрического шума исходит от свечей зажигания. Вы можете попробовать использовать обычное MW AM-радио, чтобы начать экспериментировать. что-то. Лучше было бы SW-радио, если вы можете достать его. Было сказано, что шум зажигания автомобиля имеет очень широкий пик в диапазоне от 20 до 40 МГц. Если вы слышите что-то из своих экспериментов, вы можете обработать аудио с DSP. Электрические автомобили тоже издают шум двигателя. Я слышу свой лист Nissan на своих экспериментальных автомобильных радиоприемниках MW AM, когда использую внешнюю тестовую антенну и подключаю их к стандартному разъему прикуривателя 12 В. Чувствительность этих тестовых автомобильных радиоприемников это хорошо, но не превосходно. Это означает, что вам не понадобится очень дорогое радио для достижения этой цели.В 1974 году мой отец, инженер-строитель, работавший в городском совете, сказал мне, что сигнал светофора в Данидине, где я вырос, обнаруживал автомобили по антенным проводам, проложенным под дорогой. Дизельные автомобили тогда были редкостью, но большие грузовики были дизельными. Я не знаю, насколько хорошо работала их система.

Это будет работать только для автомобилей с бензиновым двигателем. Дизельные двигатели не производят искры для зажигания.
Обычный коротковолновый слушатель здесь. Из-за электромагнитного загрязнения мне часто приходится уходить далеко от зданий, чтобы послушать LW/MW/SW. Мои регулируемые места прослушивания находятся относительно близко (около 20 м) от дорог. За последние 3 года регулярного прослушивания я ни разу не услышал машину на коротких волнах и только один раз услышал мотоцикл. Что касается ваших радиоприемников, вы проверяли, улавливаете ли вы излучаемое или кондуктивное излучение?

Лазерный «микрофон» обнаружения вибрации. Можно сделать незаметно с помощью ИК-лазеров. Все, что вам нужно сделать, это навести его на кузов и найти вибрации в диапазоне оборотов двигателя с подходящей амплитудой. Вам нужно будет откалибровать его, чтобы вибрации движущихся пассажиров или громкие звуковые системы не вызывали его срабатывания.

Вы также можете обнаружить вибрацию на расстоянии с помощью ультразвуковой допплерографии, но я думаю, что это сложнее. http://ieeexplore.ieee.org/document/1293292/

Я думаю, что с электромобилями это может быть невозможно; но также могут быть способы беспроводной связи с управляющей электроникой автомобиля, чтобы контролировать это.

Обратите внимание, что существующие заправочные станции справляются с риском того, что люди уезжают с присоединенным шлангом - если это все же произойдет, он обрывается безопасным образом, и вы взимаете страховку водителя.

Мы знаем, что насадки справятся с этим. но наш робот может получить повреждения. Поэтому мы хотим, чтобы робот немедленно уходил, если в машине активирован двигатель. Возможно, нам следует глубже изучить обнаружение вибрации. ИК-лазеры не вариант, так как все машины разные и мы не знаем где искать, а знаем только расположение колёс и модель машины (и соответственно расположение люка бензобака)
Вам не нужно быть очень конкретным в отношении местоположения, весь кузов ощутимо вибрирует, когда машина работает.

Для обнаружения выхлопной трубы требуется камера Flir или ИК-ТЕПЛОВАЯ камера, а не ИК-камера безопасности. Тепловизионные камеры намного дороже, в них используются экзотические линзы (германиевые, халькогенидные и т. д.), и они видят длинноволновый ИК-диапазон, а не более короткие волны ближнего видимого диапазона.

Есть даже тепловизионные камеры с узкими фильтрами, настроенными на CO2, и они могут видеть сам газ, а не высокотемпературные выбросы. Продукт " Gas FindIR " от Flir corp.

Дешевле может быть несколько ИК-термометров, направленных в разные места, где вы ожидаете найти выпускное отверстие. Поэкспериментируйте с тепловыми ИК-детекторами Harbour Freight за 12 долларов .

Я попробовал с камерой FLIR One и моторизованным триммером для струн и теперь увидел значительную разницу, когда я включал или выключал двигатель. Я мог только видеть, было ли оно горячим или нет. Но я поищу детекторы CO2. Набор ИК-термометров не вариант, поскольку мы хотим поддерживать широкий спектр автомобилей с очень разным расположением выхлопных газов.
Используйте массив, так как один термометр увидит только одну модель автомобиля. Но если FLIR не видит горячий выхлопной газ, то и ИК-термометры его не увидят. Ооо, идея: Шланг воздушного насоса с датчиком угарного газа (и, возможно, вентилятор, чтобы увеличить и расшевелить выхлопные шлейфы.)

БД

Вы должны быть в состоянии найти готовые к использованию аппаратные и, возможно, программные библиотеки, или вы можете написать свои собственные.

Сделайте предварительным условием, чтобы ваше оборудование OBD было подключено к вашему автомобилю. Только после того, как вы установили, что двигатель транспортного средства не работает, вы можете начать оставшуюся часть процесса обслуживания. OBD также позволит вам почувствовать, оживает ли двигатель.

И он будет охватывать подавляющее большинство современных автомобилей.

Я бы поставил детектор азота и углекислого газа на выхлопной трубе. Газ начнет выходить из трубы в момент запуска двигателя. Не рассчитывайте на тепло, так как для нагрева всей площади может потребоваться несколько секунд, особенно в холодный день, то же самое касается газовой шапки. Если у вас есть система, которая находит топливное отверстие, у вас не возникнет проблем с поиском выхлопной трубы.