Najważniejsze wiadomości - Bezpieczeństwo drogowe dzięki sensoryce
Jeśli zaglądniecie Państwo do komory silnikowej współczesnego samochodu, to szybko zdacie sobie sprawę, że dni własnoręcznych napraw odeszły w niepamięć. Wszystkie podzespoły i systemy instalowane we współczesnych samochodach, odpowiadające za bezpieczeństwo i komfort, bazują na inteligentnych czujnikach oraz skomplikowanych sterownikach elektronicznych Zaawansowane technologie są obecnie powszechnie wykorzystywane: począwszy od wyposażonych w GPS, kompatybilnych ze smartfonami systemów nawigacyjno-multimedialnych, aż po skomplikowane, hybrydowe silniki i systemy dynamicznego zmniejszania zużycia paliwa. Jednak użytkownicy tak naprawdę pragną kupować samochody, które bezpiecznie przewiozą ich z punktu A do punktu B. Bezpieczeństwo zawsze powinno stanowić priorytet. Oczywiście producenci samochodów, projektując systemy bezpieczeństwa, wykorzystują całą swą wiedzę i umiejętności, dzięki czemu we wszystkich podzespołach, począwszy od układów ABS i elektronicznych układów antypoślizgowych, aż po awaryjne systemy łączności eCall, które niedługo staną się standardem, korzystają z najnowszych osiągnięć w dziedzinie inteligentnych czujników oraz systemów sterowania. Pod egidą projektu finansowanego w ramach Siódmego Programu Ramowego (7PR) wspierano wysiłki podejmowane przez naukowców i producentów samochodów, których celem było opracowanie nowej generacji produktów z dziedziny bezpieczeństwa. Uczestnicy projektu o nazwie "Niezawodne, zależne od zastosowań identyfikowanie użytkowników dróg, dzięki wbudowanym czujnikom samochodowym" ('Reliable application specific detection of road users with vehicle on-board sensors' - ADOSE) skupili się na opracowywaniu nowych czujników, które można będzie zintegrować z rozbudowanymi systemami bezpieczeństwa, instalowanymi w samochodach. Powyższy projekt realizowano równolegle z kilkoma innymi, zakrojonymi na szeroką skalę inicjatywami (np. INTERACTIVE oraz HAVE-IT), których celem było opracowanie systemów bezpieczeństwa, a nie urządzeń sensorycznych. Przełomowe technologie Uczestnicy projektu ADOSE wykorzystali pięć technologii sensorycznych, w celu stworzenia przełomowych prototypów i rozwiązań, charakteryzujących się większą wydajnością oraz niższą ceną, niż produkty dostępne obecnie na rynku. Prototypowe czujniki zainstalowano w pilotażowych systemach, pozwalających wykrywać przeszkody, mierzyć odległość oraz oceniać widoczność. W celu obniżenia kosztów kluczowego komponentu samochodowych systemów noktowizyjnych uczestnicy projektu opracowali system obrazowania wykorzystujący daleką podczerwień ('Far Infrared' - FIR) oraz proces formowania wsadowego. "Obecnie systemy noktowizyjne dostępne są wyłącznie w najdroższych samochodach", twierdzi Ingo Herrmann, pracownik firmy Robert Bosch, "jednak gdyby noktowizory stały się standardowym wyposażeniem z zakresu bezpieczeństwa, to możliwe byłoby drastyczne zmniejszenie liczby kolizji drogowych. Pragnęliśmy zwiększyć atrakcyjność tego typu rozwiązań oraz sprawić, by technologie noktowizyjne były bardziej dostępne dla konsumentów. Musieliśmy w tym celu opracować czujniki, które można by produkować znacznie taniej, niż rozwiązania dostępne na rynku". Uczestnicy projektu ADOSE opracowali ponadto "wielofunkcyjny czujnik optyczny" ('Multi-functional optical sensor' - MFOS), który pozwala mierzyć różnorakie parametry środowiskowe (takie jak mgła, deszcz, zmierzch). Powyższe informacje mogą w czasie rzeczywistym wzbogacać dane związane z prowadzeniem pojazdu (np. wykrywanie nadjeżdżających samochodów). Czujnik MFOS bazuje na niedrogich, plastikowych światłowodach, połączonych z układami obrazowania, w których stosuje się komplementarne półprzewodniki tlenkowe ('Complementary metal-oxide-semiconductor' - CMOS). Kolejnym urządzeniem jest niedroga kamera 3D (3DCAM), dzięki której możliwe jest określanie i mierzenie odległości, w jakiej znajdują się szybko poruszające się obiekty, np. nadjeżdżające samochody. Urządzenie to dobrze spełnia wymagania systemów ostrzegania przed kolizją. Bezpieczeństwo drogowe nie polega jednak wyłącznie na ochronie kierowców: piesi oraz rowerzyści, którzy zwykle odnoszą znacznie poważniejsze obrażenia podczas kolizji, również skorzystają z badań prowadzonych w ramach inicjatywy ADOSE. Uczestnicy projektu stworzyli system radarowy, który pozwala lokalizować przeszkody i jednoznacznie identyfikować użytkowników dróg, którzy są wyposażeni w pasywne i aktywne przekaźniki (znaczniki RFID). Podczas prac projektowych udało się wyposażyć systemy radarowe w rozwiązania z zakresu przetwarzania sygnałów, które pomagają usuwać "szumy" tła oraz przeciwdziałać trudnym warunkom pogodowym. Najnowszy prototyp to innowacyjny czujnik w postaci "podwójnej, krzemowej, sztucznej siatkówki oka" ('silicon retina stereo sensor' - SRS). Jest to niedrogi czujnik zainspirowany biologią, pozwalający bardzo szybko wykrywać obiekty, zużywający jednocześnie mniej prądu, niż tradycyjne rozwiązania. Powyższy czujnik umożliwia wykrywanie w czasie rzeczywistym obiektów poruszających się z dużą względną prędkością w stosunku do niego (lub do samochodów), dzięki technice "porównania stereo", działającej na podobnej zasadzie, co okulary lornetki, umożliwiające ocenę odległości. "Przedstawiciele przemysłu uznali technologię SRS za bardzo nowatorski rodzaj czujnika", twierdzi Franco Fresolone, pracownik Austriackiego Instytutu Technologii. "Ta nowatorska metoda wykrywania obiektów, inspirowana procesami biologicznymi, może znaleźć liczne zastosowania, na przykład monitorowanie ruchu z pobocza drogi, czy też liczenie osób. Obecnie jesteśmy na wczesnym etapie negocjacji z kilkoma firmami inżynierskimi. Negocjacje te dotyczą wykorzystania technologii SRS w kontekście różnorakich rozwiązań z zakresu bezpieczeństwa drogowego". Udowadnianie przydatności Niektóre z prototypowych czujników ADOSE przetestowano w listopadzie 2011 roku na dwóch samochodach testowych. Testy te przeprowadzono na torze Centro Sicurezza w pobliżu Orbassano. Jak tłumaczy Nereo Pallaro, koordynator projektu ADOSE i pracownik centrum badawczego firmy Fiat, "zrealizowano wystarczającą liczbę scenariuszy testowych. Sprawdziliśmy czujniki ADOSE w kluczowych sytuacjach. Wyniki testów wykazały większą wydajność, niż ma miejsce w przypadku konkurencyjnych rozwiązań". Powyższe testy pozwoliły zweryfikować prawidłowe działanie zainstalowanych urządzeń sensorycznych w rzeczywistych warunkach zewnętrznych, obecnie natomiast oczekuje się upowszechnienia tego rodzaju rozwiązań w przyszłych systemach bezpieczeństwa. Owocem badań, dzięki którym powstała technologia MFOS, jest ponadto czujnik CMOS o szerokim zakresie dynamicznym, stworzony przez firmę ST Microelectronics, wyposażony w mikro-obiektywy oraz filtry kolorów. Czujnik ten może być produkowany przy zachowaniu niskich kosztów. Powyższe urządzenie wejdzie do produkcji, gdy tylko zostanie podpisana umowa z dużym dostawcą. Zarówno radar harmoniczny, jak i pasywno-aktywny system znakowania spotkały się z zainteresowaniem komercyjnym ze strony organizacji nienależących do konsorcjum projektowego, które współpracują obecnie nad dopracowaniem powyższych technologii i stworzeniem prototypu komercyjnego. Wyczuwanie przyszłości? "Poprzez opracowanie technologii sensorycznych nadających się do przemysłowego wykorzystania wnieśliśmy wkład na rzecz europejskiego przywództwa w dziedzinie inteligentnych systemów bezpieczeństwa oraz na rzecz rozbudowy tego rozwijającego się rynku", twierdzi Pallaro. "Opracowane przez nas technologie są obecnie na różnych etapach rozwoju, dalszych testów lub dopracowywania i mamy nadzieję, że w najbliższych latach pozwolą podnieść poziom bezpieczeństwa drogowego". Projekt ADOSE uzyskał wsparcie finansowe na badania naukowe w wysokości 6,1 milionów euro (całkowity budżet projektu wyniósł 10,2 milionów euro) w ramach podprogramu TIK, będącego częścią Siódmego Programu Ramowego UE (7PR). Użyteczne odnośniki: - Strona internetowa projektu "Niezawodne, zależne od zastosowań identyfikowanie użytkowników dróg, dzięki wbudowanym czujnikom samochodowym" - Informacje na temat projektu ADOSE w bazie danych CORDIS - Strona internetowa projektu INTERACTIVE - Strona internetowa projektu HAVE-IT Odnośne publikacje: - "Bezpieczeństwo drogowe: samochód, którego nie da się rozbić?" - 'Road safety: the uncrashable car?'