Prezentacje projektów - Wspomaganie kierowców, ratowanie życia
Każdego roku na drogach europejskich ginie przeszło 35 000 osób w około 1,5 miliona wypadkach, a na każdą śmierć przypadają szacunkowo 4 osoby z trwałą niepełnosprawnością, 10 osób z poważnymi obrażeniami oraz 40 osób z lżejszymi obrażeniami. Wprawdzie liczba ofiar śmiertelnych została zmniejszona dzięki wprowadzeniu elementów bezpieczeństwa − od pasów bezpieczeństwa po poduszki powietrzne, oraz lepiej zaprojektowane strefy zgniotu − to jednak badania koncentrują się obecnie na sposobach zmniejszenia raczej efektów wypadku aniżeli na jego uniknięciu. Natomiast opracowywana grupa technologii samochodowych, które wykorzystują komputer, czujniki i systemy włączania, a nawet przejmują prowadzenie pojazdu od kierowcy, ma na celu przede wszystkim zapobieganie wypadkom. Stosowane już w niektórych pojazdach „Zaawansowane systemy wspomagania kierowcy” (ADAS), obejmują noktowizyjne wyświetlacze pokładowe, przeznaczone do zapobiegania kolizji i systemy antykolizyjne, które alarmują kierowcę o przeszkodach na drodze. W ramach istotnego etapu dążenia do wysoce zautomatyzowanych pojazdów, naukowcy i inżynierowie opracowali ostatnio skalowalną architekturę do wdrażania systemu ADAS w przypadkach niektórych najbardziej krytycznych aspektów kierowania. Co najważniejsze, jest to wdrażane w taki sposób, by kierowcy mogli doświadczać zalet zwiększonego bezpieczeństwa, komfortu i skuteczności działania automatyzacji, podczas gdy nadal kontrolują pojazd. Niektóre z tych elementów będą dostępne w handlu w okresie najbliższych pięciu lat. „Wielu kierowców nie lubi koncepcji automatyzacji; obawiają się, że nie będą mogli już sami kontrolować pojazdu. Proponujemy więc dać kierowcom wybór,” wyjaśnia Reiner Hoeger, dyrektor nadzoru technicznego przy Wydziale Systemów Samochodowych i Techniki w niemieckim przedsiębiorstwie Continental Automotive. Dr Hoeger koordynował sfinansowany przez UE projekt pod nazwą „Wysoce zautomatyzowane pojazdy w inteligentnym transporcie” (HAVEit), nadzorując zespół naukowców i inżynierów z 17 uniwersytetów, instytutów badań oraz przedsiębiorstw, obejmujących Volvo Technology, Volkswagen oraz Continental, a więc firm, które miały istotny i ważny wkład na drodze do bardziej zautomatyzowanych − a zatem bezpieczniejszych − pojazdów. Ich podejście polegało na zastosowaniu wysokiego stopnia automatyzacji w skrajnych sytuacjach kierowania pojazdem, podczas których kierowcy najbardziej narażeni są na ryzyko spowodowania wypadku, na przykład w okresach prowadzenia robót drogowych, bądź też w warunkach przerywanego ruchu pojazdów. Przy wykorzystaniu techniki czujników i urządzeń wykonawczych, w połączeniu z pokładowymi komputerami i nowymi algorytmami, system umożliwia kierowcom wybór trzech trybów automatyzacji, włączanych dynamicznie przez komputer, gdy pozwalają na to warunki drogowe. W pierwszym trybie, kierowca prowadzi pojazd sam, wspomagany jedynie od czasu do czasu przez istniejący system ADAS. W trybie „częściowym” lub „półautomatycznym”, pojazd kierowany jest z automatyzacją wzdłużną, tak więc kierowca nie musi przyśpieszać ani hamować − jest to więc rodzaj zaawansowanego adaptacyjnego tempomatu. W trybie „pełnej automatyzacji”, włączona jest automatyka poprzeczna i kierowca nie musi wówczas kierować pojazdem. Kierowca podejmuje decyzję „Każdy z wymienionych trybów automatyzacji może być ręcznie wybierany przez kierowcę. Nie odbywa się to automatycznie, ponieważ mogłoby prowadzić do zakłopotania, toteż kierowca może zawsze przejąć kontrolę nad wybranym systemem w dowolnym czasie,” dodaje Dr Hoeger. Jednakże, inaczej niż w innych rozwiązaniach, system HAVEit nie powoduje wyłączenia wspomagania ADAS w razie nieuchronnie zbliżających się lub potencjalnie krytycznych sytuacji, ale stosuje progresywne systematyczne czynności do przejęcia kontroli pojazdu z powrotem przez kierowcę. „Co pół sekundy system przeprowadza modelowanie otoczenia, interpretuje zachodzącą sytuację i generuje ekstrapolację na okres następnych dwóch sekund, oraz podejmuje decyzję, czy automatyczne funkcje mogą sprostać zadaniu, czy też nie. Jeżeli system nie może kontrolować sytuacji, na przykład linia widzenia jest zbyt krótka, to kontrola przejmowana jest przez kierowcę,” wyjaśnia koordynator projektu. Kamera znajdująca się wewnątrz pojazdu nieprzerwanie monitoruje kierowcę, a komputer pokładowy określa jego stan świadomości. W trybach wspomagania oraz pracy półautomatycznej, brane jest także pod uwagę oddziaływanie kierowcy na pojazd, a więc korygowanie kierunku jazdy. W razie wykrycia, że kierowca powoli zasypia, nie zwraca uwagi, lub jego uwaga jest rozpraszana, to włącza świetlną, dźwiękową lub wibracyjną sygnalizację alarmową, by zwrócić jego uwagę. W przypadku braku reakcji, system przełączany jest na pełnoautomatyczny „tryb bezpieczeństwa”, tj. powoduje zwalnianie pojazdu, ostrożnie kierując go na pobocze drogi i zatrzymując. Dzięki nowatorskiemu optymalnemu podziałowi czynności między kierowcę i komputer, system zapewnia element wciąż czujnego wirtualnego zmiennika kierowcy, pomagającego w razie potrzeby oraz przejmującego kontrolę w skrajnie niebezpiecznych lub monotonnych sytuacjach. Biorąc pod uwagę, że 97% wypadków powodowanych jest przez błąd kierowcy, posiadanie drugich wirtualnych oczu i rąk na kierownicy zapewnia z pewnością bezpieczniejszą jazdę. W jednym z zastosowań, zademonstrowanym na końcowym pokazie projektu w Szwecji, w czerwcu tego roku, partnerzy projektu zaprezentowali, w jaki sposób system pomaga kierowcy w prowadzeniu pojazdu po drodze, gdzie prowadzone są roboty drogowe oraz ustawione są pachołki, zapory betonowe, rozmaite znaki, a także istnieją ograniczone odległości pomiędzy przeszkodami i innymi pojazdami, co może spowodować dezorientację i stworzyć stresujące środowisko. Na innym pokazie, zespół zaprezentował, jak można wyeliminować monotonię przerywanego ruchu pojazdu w korkach drogowych, bądź też na długich odcinkach autostrad. Na przykład, w ruchu przerywanym, system przejmuje w znacznym stopniu proces jazdy za pojazdem znajdującym się w sznurze samochodów. System wykorzystuje radar i kamery do detekcji odległości, oraz przyśpiesza i zwalnia pojazd w ruchu drogowym, usuwając odczucie mnotonii przez kierowcę. Podobny stopień automatyzacji możliwy jest na długich odcinkach autostrady przy małym nasileniu ruchu drogowego. „Zastosowania takie jak zautomatyzowana pomoc w kolejkach pojazdów będzie pierwszym elementem systemu dostępnym handlowo w pojazdach. Wszystkie zademonstrowane technologie będą posiadały realną wartość dla kierowcy i mogą pomóc w szerszym akceptowaniu technologii zautomatyzowanego prowadzenia pojazdów,” twierdzi Dr Hoeger. Spowodowanie, by kierowcy akceptowali automatyczne systemy pojazdów jest jedną z zasadniczych przeszkód, nad jaką pracowano w ramach projektu HAVEit. Większość kierowców uważa, iż prowadzą pojazd dobrze i nie chcą przekazywać jego kontroli komputerowi. Jeśli można jednak udowodnić, że prowadzenie pojazdu z pewnym stopniem automatyzacji w pewnych warunkach, będzie nie tylko bezpieczniejsze, lecz także wygodniejsze i mniej frustrujące, to jest bardziej prawdopodobne, iż kierowcy zaakceptują nową technologię. W projekcie HAVEit, finansowanym z ramienia Siódmego Progarmu Ramowego UE, dowiedziono, że technologia ta może także przynieść kierowcom oszczędności. Aplikacja o nazwie „Czynne ekologiczne prowadzenie pojazdów”, opracowana przez partnera projektu, firmę Volvo Technology, oraz zaprezentowana na przykładzie hybrydowego autobusu wyposażonego w czujniki, cyfrowe mapy i system nawigacji satelitarnej GPS, wykazała, że dzięki „doradzaniu” kierowcy, by przedsiębrał pewne działania oraz automatyczne wstępne przygotowanie informacji o warunkach drogowych, można było zmniejszyć zużycie paliwa do 8%. „Podczas prac nad projektem prowadziliśmy delikatne konsultacje z kierowcami, by dowiedzieć się co myślą o technologii i jej zastosowaniach, a także testowaliśmy jej elementy wraz z nimi na symulatorach − uzyskane reakcje były w przeważającej mierze bardzo pozytywne,” podkreśla Dr Hoeger. „Jeśli cofnąć się do tyłu, to pamiętamy, że istniała obszerna debata na temat korzyści samochodów wyposażonych w automatyczne skrzynie biegów w porównaniu z ręcznymi przekładniami, a obecnie wiele osób lubi jeździć z automatycznymi przekładniami. Sądzę, że zobaczymy to samo po wdrożeniu automatyzacji do pojazdów; będzie ona coraz bardziej akceptowana, w miarę jak ludzie będą z niej korzystać i doświadczać jej zalet.”