W kierunku jazdy autonomicznej

W kierunku jazdy autonomicznej Bosch
Bogdan Kruk
2.11.2023

Współczesne oczekiwania wobec komputerów pokładowych w samochodach dotyczą „oddawania sterów” pojazdom. Dla kierowcy oznacza to mniej obowiązkowych czynności do wykonania „za kółkiem”, a więc skupienie się wyłącznie na poprawnym prowadzeniu. Jednak aby osiągnąć ten cel, potrzebny jest system dokładnie analizujący otoczenie zewnętrzne i dostosowujący się do zmiennych sytuacji na drodze.

  • Przepisy unijne a konieczność instalacji systemów bezpieczeństwa. Co wchodzi w skład obowiązkowego wyposażenia pojazdów produkowanych po 2022 r.?
  • Funkcje systemu ADAS. Jakie elementy zawiera system? Do czego się przydają podczas jazdy i co może wpłynąć na zakłócenie pracy czujników? 
  • Warunki poprawnego przeprowadzenia kalibracji statycznej i dynamicznej. Kluczowe założenia dotyczące regulacji czujników mają wpływ na prawidłowe działanie całego systemu ADAS, a tym samym – na zapewnienie bezpieczeństwa użytkownikom pojazdów i dróg. 

Unia Europejska dąży do ograniczenia liczby ofiar śmiertelnych i rannych w wypadkach drogowych. Jednym z istotnych przepisów korzystnych dla tego ważnego tematu jest rozporządzenie UE nr 2019/2144 ze stycznia 2020 r., dotyczące homologacji typu pojazdów silnikowych i ich przyczep.

W ramach tego rozporządzenia wprowadzono obowiązek montażu systemów bezpieczeństwa we wszystkich nowych pojazdach, które zostały wyprodukowane w każdym z państw członkowskich UE, po 6 lipca 2022 r.

Również lista wyposażenia, które będzie obowiązkowe w następnych latach jest dość długa i obejmuje m.in.: 

  • Asystenta, który zapewnia lepsze hamowanie awaryjne samochodów osobowych i pojazdów użytkowych (przedział czasowy B i C).
  • Inteligentnego asystenta prędkości ISA (przedział czasowy B).
  • System ostrzegania o senności i wykrywania zmęczenia kierowcy (przedział czasowy B).
  • Asystenta hamowania (przedział czasowy B).
  • Systemy wspomagania skrętu i ostrzegania przed kolizją dla autobusów i ciężkich pojazdów użytkowych (przedział czasowy B).
  • Rejestrację danych związanych ze zdarzeniami (przedział czasowy B i D).
  • Światła hamowania awaryjnego (przedział czasowy B).
  • Systemy monitorowania ciśnienia w oponach pojazdów użytkowych, autobusów i przyczep (przedział czasowy B).
  • System rozszerzonej strefy ochrony przed uderzeniem głową podczas zderzenia czołowego w samochodach osobowych i lekkich pojazdach użytkowych (przedział czasowy C).
  • System adaptacyjnych reflektorów, który automatycznie dostosowuje strumień światła do warunków drogowych, poprawia widoczność oraz zabezpiecza innych kierowców przed oślepieniem.
  • Systemy monitorowania martwego pola, które pomagają w rozpoznawaniu pojazdów lub obiektów znajdujących się w obszarze niewidocznym – pomimo patrzenia w boczne lub w tylne lusterka. Harmonogram etapów wprowadzenia poszczególnych systemów wspomagania kierowców.

Nowe pojazdy:

  • Przedział B – od 7 lipca 2022 r.,
  • Przedział C – od 8 lipca 2024 r.,
  • Przedział D – od 8 I 2026 r.

Po raz pierwszy rejestrowane typy pojazdów:

  • Przedział A – od 7 lipca 2022 r.,
  • Przedział B – od 8 lipca 2024 r.,
  • Przedział C – od 8 lipca 2026 r.,
  • Przedział D – od 8 I 2029 r.

Jeśli te ustalenia Unii Europejskiej wejdą w życie, obecność systemów wspomagania kierowców we wszystkich rodzajach pojazdów różnych producentów znacząco się zwiększy. Jak to zazwyczaj bywa, nazwy handlowe tych systemów są bardzo różne, dostosowane się do poszczególnych marek korporacyjnych. Obecnie na rynku dostępne są systemy takie jak „Driving Assistant Professional”, „Side Assist”, „Active Lane Keeping Assistant” lub „Distronic Plus”.

6 funkcji systemów ADAS 

Systemy Wspomagania Kierowców, znane jako ADAS (Advanced Driver Assistance Systems), to kompleksowe zestawy czujników i oprogramowania, które znacząco przyczyniają się do podniesienia poziomu bezpieczeństwa, komfortu i efektywności jazdy.

W ramach ADAS wykorzystywane są różnorodne technologie, w tym czujniki radarowe, kamery oraz lidar. Czujniki pomiarowe mierzą położenie, odległość i kąt nachylenia obiektów, ich prędkość, a także inne parametry niezbędne do jednoznacznej ich identyfikacji.

Na podstawie wyników systemy dostarczają kierowcom informacje oraz pomagają podjąć odpowiednie działania, takie jak ostrzeganie o bliskości innego obiektu, możliwość kolizji lub monitorowanie martwego pola za pojazdem. Czujniki pomiarowe zbierają dane typu: położenie, odległość, kąt nachylenia i prędkość innych obiektów na drodze, dostarczając jednocześnie szczegółowych parametrów potrzebnych do jednoznacznego ich identyfikowania.

Na podstawie tych danych systemy ADAS dostarczają kierowcom istotnych informacji oraz wspierają w podejmowaniu odpowiednich działań, w tym ostrzegają przed zbliżającymi się obiektami, potencjalnymi kolizjami i monitorują obszary martwego pola za pojazdem.

Najpopularniejsze funkcje systemów ADAS obejmują:.

  1. Aktywny Tempomat (ACC): ten system umożliwia kierowcom utrzymanie stałej prędkości na autostradach i drogach ekspresowych. Współpracuje z czujnikami radarowymi, aby automatycznie dostosować prędkość pojazdu do ruchu i zachować bezpieczny odstęp od innych pojazdów. W przypadku, gdy pojazd przed nami zwalnia lub zatrzymuje się, aktywny tempomat automatycznie dostosowuje prędkość i w razie potrzeby uruchamia hamulce. Gdy sytuacja na drodze ponownie na to pozwala, system automatycznie przyspiesza do wcześniej ustawionej prędkości.
  2. Asystent pasa ruchu: kamera współpracująca z tempomatem adaptacyjnym umożliwia również kierowcy precyzyjne utrzymanie pojazdu dokładnie w środku pasa ruchu, zarówno na prostych odcinkach dróg, jak i na łagodnych zakrętach. System stale monitoruje pasy na jezdni i w momencie, gdy pojazd zbliża się do nich bez włączonego kierunkowskazu, informuje kierowcę alarmem dźwiękowym lub drżeniem kierownicy. W zaawansowanych systemach asystent pasa ruchu jest w stanie aktywnie korygować ustawienie kierownicy, utrzymując pojazd na właściwym pasie, co jest szczególnie przydatne na drogach szybkiego ruchu.
    W pewnych sytuacjach asystent może przerwać nawigację i naprowadzanie na odpowiedni pas ruchu. Może to nastąpić w przypadku słabo widocznych pasów, np. gdy są one przysłonięte przez śnieg, liście itp. albo gdy nie dość kontrastują z nawierzchnią jezdni lub są nieczytelne ze względu na obecność wielu oznaczeń na jezdni, np. na placach budowy. Dodatkowo sygnały nawigacyjne mogą być zakłócone w trakcie ulewnego deszczu lub podczas mgły. Również naprowadzanie na obiekt zostaje przerwane, gdy pojazd jadący przed nami zmienia pas ruchu, a odległość od innych pojazdów, czy od zaparkowanego samochodu, staje się zbyt mała.
  3. System monitorowania martwego pola: system Blind Spot to system niezwykle pomocny w identyfikacji obiektów znajdujących się w obszarze martwego pola, czyli w miejscach niewidocznych dla kierowcy, który podczas jazdy spogląda w lusterka. Kiedy inny pojazd lub obiekt znajduje się w martwym polu, system monitorowania natychmiast wysyła ostrzeżenie wizualne lub dźwiękowe, informując kierowcę o ryzyku związanym z próbą zmiany pasa ruchu. Dzięki temu kierowca może szybko zareagować i uniknąć potencjalnych zagrożeń na drodze.
  4. Ostrzeganie o ryzyku kolizji z funkcją automatycznego hamowania: systemy te ostrzegają kierowcę o ryzyku najechania na pojazd stojący przed nim lub poruszający się w tym samym kierunku. Co więcej, są w stanie wykryć ryzyko potrącenia pieszego lub najechania na rowerzystę. W sytuacjach, w których zagrożenie jest duże, systemy te nie tylko ostrzegają kierowcę dźwiękiem lub ostrzeżeniem wizualnym, ale również uruchamiają hamulce
  5. Rozpoznawanie Znaków Drogowych: TSR, czyli Traffic Sign Recognition potrafi rozpoznawać znaki drogowe, takie jak ograniczenia prędkości, znaki stopu, znaki informacyjne itp. System informuje kierowcę o aktualnych ograniczeniach prędkości, nakazach i zakazach lub innych informacjach takich jak np. początek lub koniec autostrady.
  6. Adaptacyjne Reflektory: w zależności od ich konstrukcji, samodzielnie dostosowują strumień światła do warunków na drodze, poprawiają widoczność i bezpieczeństwo oraz doświetlają zakręty. Ponadto reflektory adaptacyjne mają zdolność zmiany świateł z drogowych na mijania i odwrotnie – zapobiegają w ten sposób oślepianiu kierowców, pieszych i rowerzystów.

Kalibracja systemu ADAS 

Zrozumienie, jak działają systemy ADAS, to klucz do wydajnej jazdy oraz do zwiększenia bezpieczeństwa na drodze. Jednak aby te systemy działały efektywnie, konieczna jest odpowiednia kalibracja i regulacja ich czujników. Instrukcje dotyczące przeprowadzenia tych czynności można znaleźć w dokumentacji serwisowej poszczególnych producentów czujników i kamer. Zazwyczaj stosowane są dwie podstawowe procedury: statyczna i dynamiczna kalibracja. W niektórych przypadkach konieczne jest zastosowanie obu tych procedur jednocześnie.

Dynamiczna kalibracja

 Procedura dynamicznej kalibracji systemu ADAS, po wymianie czujnika monitorującego otoczenie pojazdu, zazwyczaj przebiega w następujący sposób: mechanik warsztatu samochodowego instaluje nowy czujnik w pojeździe i akceptuje jego niewielkie odchylenia od prawidłowego odczytu.

Typowa procedura dynamicznej kalibracji po wymianie czujnika monitorującego otoczenie pojazdu polega na instalacji nowego czujnika przez mechanika warsztatu samochodowego, który akceptuje jego niewielkie niedokładności. Następnie włącza on system sensorów w tryb serwisowy i przeprowadza jazdę testową na odcinku 5 – 30 km, utrzymując określone prędkości w ustalonych przedziałach czasu.

W przypadku niewłaściwego montażu czujnika, algorytmy przetwarzania danych mogą wykryć, że pojazdy jadące przed naszym autem wydają się poruszać bokiem. W takim przypadku układ elektroniczny dokona kalibracji czujnika na podstawie analizy kilku obiektów. Im więcej pojazdów znajduje się w zasięgu detekcji danego czujnika, tym szybciej można przeprowadzić procedurę kalibracji.

Należy jednak pamiętać, że warunki ruchu drogowego i pogodowe mogą utrudnić precyzyjne wykonanie całej procedury. W niektórych przypadkach, przed wykonaniem kalibracji dynamicznej, może być także konieczne wykonanie wstępnej kalibracja statycznej.

Kalibracja statyczna 

Kalibracja statyczna to procedura, która wymaga odpowiedniego przygotowania stanowiska pracy, panelu kalibracyjnego i odpowiedniego zestawu kalibracyjnego. Jest to alternatywna metoda, która może być stosowana obok kalibracji dynamicznej lub w sytuacjach, w których kalibracja dynamiczna jest trudna do przeprowadzenia ze względu na warunki ruchu drogowego czy inne ograniczenia.

kalibracja_statyczna Bosch 

Procedura kalibracji statycznej polega na ustawieniu pojazdu w określonym, kontrolowanym miejscu, zazwyczaj na specjalnie przygotowanym placu lub w pomieszczeniu. Podczas tej kalibracji czujniki i kamery są skierowane na wyznaczone punkty referencyjne lub na tarcze kalibracyjne, które służą jako punkty odniesienia. Aby prawidłowo ustawić tablicę kalibracyjną przed pojazdem, różni producenci pojazdów stosują różne punkty odniesienia na nadwoziu.

Niektórzy producenci, tak jak przykładowo Toyota, Nissan czy Mazda, określają oś wzdłużną pojazdu w celu wyrównania narzędzia, podczas gdy inni, jak BMW, Grupa VW czy Fiat, dostosowują cel do geometrycznej osi napędowej pojazdu. Producenci pojazdów określają również dodatkowe punkty na nadwoziu, do których cel jest zazwyczaj ustawiany za pomocą lasera. Mogą to być np. środek czujnika lub środek anteny zamontowanej na dachu samochodu.

Aby przeprowadzić kalibrację zgodnie z powyższymi wytycznymi, konieczne jest wcześniejsze wykonanie pomiarów pojazdu. Pozwoli to upewnić się, że wszystkie kąty na podwoziu są prawidłowo osiągnięte. Jeśli jest taka potrzeba, należy je odpowiednio wyregulować. W przeciwnym razie istnieje ryzyko popełnienia poważnych błędów podczas kalibracji czujników.

Źródło: materiały redakcyjne

O Autorze

Bogdan Kruk

Redaktor miesięcznika „autoEXPERT”

Tagi artykułu

autoExpert 04 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę