W latach 80 czy 90, a nawet na początku XXI wieku motyw autonomicznych samochodów mógł się wydawać czymś wykraczającym poza ludzkie możliwości. Tymczasem mamy rok 2022 i to wszystko nie tylko powoli się spełnia, ale i staje się coraz powszechniejsze. System ADAS, bo o nim mowa, to właśnie krok, który przybliża nas to tego, by samochody stały się w pełni autonomiczne.
ADAS, czyli Advanced Drivers Assistance Systems
Advanced Drivers Assistance Systems (ADAS) to tak naprawdę cały zespół współpracujących ze sobą systemów. Co więcej, nie ma ograniczonej liczby układów, które mogą wchodzić w skład ADAS. Pod tym terminem można w pewnym sensie rozumieć jeden z kierunków rozwoju motoryzacji. Jego głównymi założeniami są bezpieczeństwo i komfort.
Systemów jest wiele i różnią się od siebie zarówno zastosowaniem jak i poziomem skomplikowania. Niektóre oparte są o działanie kilku prostych czujników, inne angażują jednocześnie kilka podzespołów układu napędowego, kierowniczego i hamulcowego. Najczęściej wykorzystywanymi elementami, na których oparte są systemy wchodzące w skład ADAS, to kamery, czujniki radarowe, czujniki ultradźwiękowe oraz czujniki skrętu kierownicy.
Systemy autonomiczne ADAS w naszych autach
Rozwój technologii sprawia, że to co jeszcze 10 czy 15 lat temu było zarezerwowane tylko dla klasy premium, dzisiaj nierzadko możemy spotkać w autach kompaktowych czy nawet miejskich. Przeważnie, na ADAS składają się następujące systemy:
System ostrzegania przed kolizją
Jego celem jest rzecz jasna zwiększenie bezpieczeństwa podczas jazdy. Wyróżnić możemy dwa rodzaje tego typu systemów:
– Montowane przez producentów – ich działanie oparte jest w głównej mierze na radarze przednim, umieszczanym zwykle w atrapie chłodnicy lub w zderzaku współpracującym z innymi systemami wchodzącymi w skład wyposażenia samochodu.
– Systemy FCWS – te z kolei montowane są zwykle przez samych kierowców. Podstawą działania w tym przypadku jest przednia kamera oceniająca odległość od jadącego przed nami pojazdu oraz system monitoringu GPS, który określa prędkość jazdy. Niestety, bez dostępu do radaru oraz pozostałych elementów ADAS, ich efektywność nie stoi na szczególnie wysokim poziomie.
Aktywny tempomat
Aktywny tempomat to jedno z tych rozwiązań, które ma ogromny wpływ zarówno na bezpieczeństwo, ale i komfort jazdy. Kierowca określa maksymalną prędkość, z którą zamierza się poruszać oraz dystans, który chce zachować od jadącego przed nim auta. Dzięki tym danym, sieć czujników oraz przedni radar będą starały się jechać zgodnie z podanymi zaleceniami, a w razie kłopotów, zareaguje zgodnie z instrukcjami zawartymi w pamięci sterownika. W ten sposób, samochód może sam:
– przyspieszać,
– zwalniać,
– zmieniać pas,
– zatrzymywać się,
– ruszać z miejsca po krótkim postoju.
Co więcej, najnowocześniejsze samochody mogą chronić swoich pasażerów za pomocą aktywnego tempomatu w szczególny sposób. Auto wymaga, by co jakiś czas nawiązać z nim kontakt, np. poprzez dotknięcie któregoś z paneli lub ruch kierownicą. Jeśli do tego nie dojdzie, na przykład w wyniku zasłabnięcia kierowcy, wówczas następuje sekwencja zdarzeń przygotowanych na taką ewentualność:
– zjazd na prawy pas,,
– zatrzymanie się pojazdu
– uruchomienie świateł awaryjnych,
– telefon do centrali alarmowej.
Asystent Pasa Ruchu (Lane Assist)
Asystent Pasa Ruchu to jedno z tych rozwiązań, które są dość proste w swoich założeniach, ale stopień i zaawansowania może być różny. System określa szerokość pasa ruchu i kierunek za pomocą kamery, a następnie, w zależności od wariantu, aktywuje odpowiednie funkcje, które mają ułatwić prowadzenie samochodu.
W najprostszej wersji system przekazuje informację o niebezpiecznym zbliżaniu się do jednej z krawędzi pasa, zwykle za pomocą sygnału alarmowego. Nieco bardziej zaawansowane rozwiązania mogą chwilowo przejmować kontrolę nad pojazdem i wprowadzić niezbędne korekty. Należy jednak pamiętać, że asysta działa tylko przez kilka sekund, więc kierowca po chwili musi samodzielnie przejąć kierownicę i zareagować na sytuację.
Najnowocześniejsze warianty potrafią przejąć kontrole nad samochodem i samodzielnie uruchomić funkcję, która pomoże wyprowadzić pojazd z niebezpiecznej sytuacji. Kierowca zostanie poinformowany dopiero w momencie gdy trzeba będzie dokonać gwałtownego manewru w wyniku wykrycia przez system przeszkody, która pojawi się na drodze.
Automatyczne hamowanie awaryjne (BAS)
Układ hamulcowy to jeden z najważniejszych w samochodzie. Nie dziwią zatem ciągłe próby jego udoskonalania przez producentów. BAS (Brake Assist System) to jedno z właśnie takich rozwiązań. Jak to działa? Założenie jest bardzo proste, ale dzięki temu skuteczne. W momencie w którym na drodze pojawi się niespodziewana przeszkoda (np. dzikie zwierzę), kierowca zwykle reaguje poprzez wciśnięcie hamulca „do oporu” oraz często wykonuje manewr skrętu kierownicą. Zdarza się jednak, że pod wpływem emocji, pedału nie uda się wcisnąć odpowiednio mocno. Tutaj na pomoc przychodzi właśnie BAS. Skanując sytuację na drodze za pomocą szeregu czujników oraz radarów, umożliwia natychmiastowe zadziałanie układu hamulcowego z jego maksymalną siłą, reagując szybciej niż to by było możliwe dla człowieka.
Monitorowanie Martwego Pola
Asystent Monitorowania Martwego Pola to kolejne bardzo ważne rozwiązanie z zakresu zwiększania bezpieczeństwa nie tylko kierowcy, ale i pozostałych członków ruchu drogowego. Jak sama nazwa – system ten monitoruje przestrzeń niedostępną dla oczu kierowcy – zwykle mowa tu o miejscach zasłoniętych przez słupki tylne i przednie, których nie obejmują lusterka. System ten opiera swoje działanie o czujniki lub radar ukryty pod tylnym zderzakiem oraz kamerę.
Zwykle, w prostszych formach, system pozwala na monitorowanie martwej strefy z tyłu pojazdu podczas jazdy i ostrzega kierowcę o znajdujących się tam obiektach po wciśnięciu kierunkowskazu (np. podczas zmiany pasa).
System Adaptacyjnych Reflektorów
Rozwój świateł samochodowych to jeden z przykładów na to jak mocno rozwinęła się motoryzacja. To co potrafią nowoczesne reflektory LED w połączeniu z całą grupą czujników potrafi przyprawić o zawrót głowy:
– Doświetlanie pobocza i chodników,
– Doświetlanie wewnętrznej strony pokonywanych zakrętów,
– Zwiększanie zasięgu poza terenem zabudowanym,
– W przypadku wykrycia jadącego z naprzeciwka samochodu ograniczanie mocy światła,
– Zwiększenie oświetlonej przestrzeni przed samochodem o ok. 25-30% w stosunku do klasycznych halogenów.
I to wszystko działa zupełnie autonomicznie, bez konieczności ingerencji kierowcy. W ten sposób zwiększa się nie tylko komfort jazdy, ale i bezpieczeństwo. Aktualnie, systemy te współdziałają z nowoczesną technologią LED, wcześniej montowano je również do aut wyposażonych w reflektory ksenonowe, w przypadku których pole do dalszego rozwoju było ograniczone.
Rozpoznawanie znaków drogowych
W tym przypadku mówimy o systemie, który znacznie odciąża kierowcę podczas jazdy. Nierzadko bowiem skupiając się na wydarzeniach na drodze, zdarza się przeoczyć jakiś znak. Zwłaszcza gdy mówimy o poruszaniu się w Polsce, gdzie zagęszczenie znaków na kilometr drogi potrafi przytłoczyć. Asystent pomaga nam na dwa sposoby – albo tylko odczytuje znaki za pomocą kamery umieszczonej w lusterku wstecznym, albo po odczycie dodatkowo weryfikuje je z danymi zawartymi w nawigacji.
Asystent jazdy w korku
Jazda w korku potrafi być niezwykle męcząca. Może mieć to wpływ na dalszą jazdę – zmęczony kierowca reaguje wolniej, a to z kolei wpływa na bezpieczeństwo jazdy. W tym celu producenci wprowadzili i rozwijają system asystujący podczas jazdy w korku. Jego działanie oparte jest na dwóch innych systemach – aktywnym tempomacie (odpowiada za utrzymanie odpowiedniej odległości za poprzedzającym pojazdem oraz stosownej prędkości, a także zatrzymywanie się i ruszanie) oraz asystencie pasa ruchu (kontroluje tor jazdy, w razie potrzeby zmienia pas).
Night Vision
System działa w oparciu o kamerę termowizyjną umieszczoną z przodu pojazdu i obejmuje zasięgiem naprawdę sporą przestrzeń przed samochodem – obszar jej działania zaczyna się ok. 10 m przed autem i kończy ok 100 m dalej. Wszystko, co znajdzie się w tym obszarze i ma temperaturę wyższą niż tło, zostanie podświetlone i oznaczone jako źródło ciepła.
Przeskanowany przez kamerę obszar wyświetlany jest w czasie rzeczywistym na monitorze umieszczonym zwykle w zegarach samochodu, tuż przed kierowcą. Dzięki temu, oprócz lepszej widoczności, wyłapujemy wszystkich przechodniów oraz wszystkie zwierzęta z odpowiednim wyprzedzeniem. W ten sposób, producenci dbają zarówno o bezpieczeństwo podróżnych, jak i pozostałych uczestników ruchu.
Systemy monitorowania pojazdów
Wiele z wymienionych wyżej systemów znajduje zastosowanie tak w autach osobowych, jak i ciężarowych. Część z nich można również zainstalować samemu, jeśli producent nie wyposażył w nie dane samochodu. Jednym z rozwiązań, które mają swoje zastosowanie w transporcie towarów są systemy monitorowania pojazdów. Umożliwiają one bezpośrednią komunikację z kierowcami, dostarczają szereg danych o przejazdach, a informacje te mogą wpływać na optymalizację tras dostaw, a co za tym idzie – pozwalają zaoszczędzić paliwo i czas.
Taki system doskonale sprawdza się właśnie w przypadku firm transportowych oraz spedycyjnych, ale nie tylko – nic nie stoi na przeszkodzie, by w ten sposób wyposażyć służbowe samochody osobowe, również auta elektryczne. Przykładem takiego rozwiązania jest system Webfleet, który może stać się jedną z integralnych części systemu ADAS.
Instalacja jest niezwykle prosta – w aucie montowane są urządzenia, które zbierają szereg danych podczas jazdy – kilometraż, zużycie paliwa, prędkość, dane diagnostyczne z silnika itp. Dane te następnie są udostępniane i można je odczytywać w dowolnym miejscu przy pomocy dowolnego urządzenia mobilnego.
System monitorowania ciśnienia w oponach TPMS
TPMS, czyli system monitorowania ciśnienia w oponach (ang. Tire Pressure Monitoring System), to technologia stosowana w pojazdach, która monitoruje ciśnienie powietrza w oponach i informuje kierowcę o ewentualnych spadkach ciśnienia. Celem TPMS jest poprawa bezpieczeństwa jazdy, oszczędność paliwa oraz przedłużenie żywotności opon.
Istnieją dwa główne typy TPMS: systemy pośrednie i bezpośrednie.
- TPMS pośredni (indirect): Ten rodzaj systemu monitorowania ciśnienia w oponach wykorzystuje czujniki ABS (system antyblokujący hamulców) w pojeździe. Monitoruje on obroty poszczególnych kół i na podstawie tych danych wnioskuje o ciśnieniu w oponach. Jeśli jedno z kół ma niższe obroty niż pozostałe, system może zakładać, że ma ono niższe ciśnienie. TPMS pośredni jest tańszy i łatwiejszy do zainstalowania, ale może być mniej precyzyjny i nie zawsze wykrywać wszystkie problemy z ciśnieniem w oponach.
- TPMS bezpośredni (direct): Ten rodzaj systemu TPMS korzysta z czujników zamontowanych bezpośrednio w każdej z opon. Czujniki te mierzą rzeczywiste ciśnienie w oponach i przekazują te informacje do centralnego modułu kontrolnego. Następnie moduł ten analizuje dane i w przypadku wykrycia niedopompowanych opon informuje kierowcę za pomocą ostrzeżeń na desce rozdzielczej. TPMS bezpośredni jest bardziej precyzyjny i niezawodny, ale może być droższy i wymagać regularnej konserwacji (np. wymiany baterii w czujnikach).
Oba rodzaje systemów TPMS mają na celu zapewnienie kierowcy informacji o ewentualnych problemach z ciśnieniem w oponach. Odpowiednie działanie TPMS może przyczynić się do poprawy bezpieczeństwa na drodze, zapobieżenia uszkodzeniom opon, zmniejszenia zużycia paliwa oraz przedłużenia żywotności opon poprzez utrzymanie właściwego ciśnienia. Warto zaznaczyć, że TPMS nie jest systemem automatycznego napompowywania opon. Informuje jedynie kierowcę o ewentualnych problemach z ciśnieniem w oponach, a napompowanie ich do odpowiedniego poziomu jest zadaniem użytkownika lub warsztatu samochodowego.
Systemy autonomiczne ADAS – Podsumowanie
Podsumowując rozwój systemów ADAS, należy wykazać uznanie dla producentów coraz to nowszych technologii. W ciągu ostatnich 20-30 lat samochody być może nie zmieniły się zauważalnie z zewnątrz. Nowe technologie zwiększają jednak bezpieczeństwo i komfort jazdy. Systemy takiej jak Webfleet i inne rozwiązania wchodzące w skład pakietu ADAS sprawiają, że realizowanie poszczególnych zleceń przebiega szybko i bezproblemowo, możemy podnieść bezpieczeństwo naszej floty firmowej oraz zoptymalizować koszty tej floty, które niejednokrotnie rosną ze względu na stłuczki, mandaty czy inne problemy na drodze.