strona główna Opracowania teoretyczne Bezpieczeństwo - Informacja - Wspomaganie
2009-10-08, ostatnia aktualizacja 2009-10-08 01:45

Bezpieczeństwo - Informacja - Wspomaganie

System noktowizyjny pozwala też wyselekcjonować z obrazu mijane znaki drogowe i wyświeltić je odrębnie na tablicy przyrządów lub szybie pojazdu

Fot. Bosch

System noktowizyjny pozwala też wyselekcjonować z obrazu mijane znaki drogowe i wyświeltić je odrębnie na tablicy przyrządów lub szybie pojazdu

Natężenie ruchu drogowego i ogólna liczba przejeżdżanych kilometrów rosną na całym świecie, zwłaszcza w krajach rozwijających się. Musi temu towarzyszyć radykalna poprawa bezpieczeństwa na drogach.

W rozwoju techniki samochodowej, oprócz dalszej redukcji zużycia energii i emisji niepożądanych substancji, konieczne jest doskonalenie czynnego i biernego bezpieczeństwa pojazdów. Pierwsze pomagają kierowcy unikać wypadków, drugie - minimalizują ich skutki.

Pozytywne efekty stosowania systemów ubezpieczeń potwierdza statystyka. Na przykład w Niemczech roczna liczba ofiar wypadków samochodowych w okresie od 1970 roku do 2006 roku spadła z 19,2 tys. do około 5 tys., chociaż w tym samym czasie wzrosła znacznie liczba mieszkańców kraju, ilość użytkowanych aut i przejeżdżanych przez nie kilometrów. Z badań przeprowadzonych przez firmę DaimlerChrysler wynika, że od momentu wprowadzenia systemu ESP jako wyposażenia standardowego wszystkich samochodów osobowych marki Mercedes, udział tych nowo zarejestrowanych pojazdów w wypadkach powodowanych przez ich kierowców zmniejszył się o ponad 40%.

Rozwój systemów bezpieczeństwa

Zalety czynnych i biernych systemów bezpieczeństwa sprawiają, że ich stosowanie w krajach uprzemysłowionych jest już bardzo powszechne. Masowa ich produkcja pozwoliła obniżyć ceny, dzięki czemu są one coraz częściej nabywane także w krajach rozwijających się. Firma Bosch stara się wzmocnić tę tendencję na całym świecie i pracuje intensywnie nad opracowywaniem nowych technologii, w tym systemów wspomagania kierowcy, nazywanych koncepcją "inteligentnego samochodu". Chodzi o samochody zdolne samoczynnie rozpoznawać różne zjawiska w swoim otoczeniu i odpowiednio je interpretować. Rolę oczu pełnią w takich systemach kamery, a także czujniki ultradźwiękowe i radarowe. Orientacja w przestrzeni opiera się na użyciu elektronicznych map i informacji pozycjonujących z satelitarnych systemów nawigacyjnych.

Systemy wspomagające spostrzegawczość kierowcy

Wszystkie te informacje wykorzystywane są do informowania, wspomagania i wyręczania kierowcy w różnych funkcjach związanych z prowadzeniem pojazdu. Dzięki nim kierowca jest bardziej czujny w sytuacjach krytycznych.

Systemy bezpieczeństwa mogą identyfikować niebezpieczeństwa, a na- wet, jeśli to konieczne, automatycznie ingerować w proces kierowania pojazdem. Nie jest to bynajmniej ogólna futurystyczna wizja, lecz opis systemów przygotowywanych już w firmie Bosch do produkcji seryjnej.

Chipy w układach bezpieczeństwa

Kluczem do realizacji tego rodzaju funkcji są mikroprocesory półprzewodnikowe, rewolucjonizujące obecnie telefonię komórkową, fotografię cyfrową i techniki komputerowe. Jednak standardy, którym muszą odpowiadać mikroprocesory przeznaczone do elektroniki samochodowej, są wielokrotnie wyższe, niż normy dla sektora elektroniki użytkowej. Dlatego Bosch produkuje własne podstawowe układy elektroniki samochodowej. Firmowe innowacje w zakresie mikrokontrolerów i czujników będą stanowić podstawę efektywnej i taniej produkcji systemów wspomagania, bezpieczeństwa i komfortu w najbliższej dekadzie. Bosch inwestuje około 600 mln euro w nową fabrykę półprzewodników w Reutlingen, w Niemczech. Już obecnie produkuje wiele pionierskich systemów z czujnikami zewnętrznymi.

Czujniki ultradźwiękowe monitorują bezpośrednie otoczenie samochodu w odległości (do 4 metrów), kamery wideo działają w zakresie średnim (do 80 metrów), a czujniki radarowe - aż do 200 metrów przed samochodem. Integrowane są w taki sposób, by mogły wymieniać informacje między sobą, co pozwala na tworzenie nowych funkcji, takich jak automatyczne hamowanie awaryjne albo tzw. asystent parkowania. Innowacje te wprowadzane są najpierw w pojazdach klasy Premium, a potem sukcesywnie: klasy średniej i kompaktowej.

Rys.: Systemy wspomagające spostrzegawczość kierowcy
Obraz zarejestrowany przez radar i noktowizor mimo małych wymiarów zawiera więcej szczegółów niż widok drogi obserwowanej bezpośrednio wzrokiem
Rys.: Obraz zarejestrowany przez radar i noktowizor mimo małych wymiarów zawiera więcej szczegółów niż widok drogi obserwowanej bezpośrednio wzrokiem
Uwaga kierowcy jest często niepodzielna i nie zawsze skierowana na główne zagrożenie. Tej wady nie mają elektroniczne systemy analizy obrazu
Rys.: Uwaga kierowcy jest często niepodzielna i nie zawsze skierowana na główne zagrożenie. Tej wady nie mają elektroniczne systemy analizy obrazu

Identyfikacja zagrożeń kamerami wideo

Niebezpieczeństwo wypadku jest dwa razy wyższe po zmroku, chociaż w nocy po drogach porusza się zaledwie jedna piąta pojazdów jeżdżących w ciągu dnia. Główną tego przyczyną jest ograniczenie pola widzenia kierowcy. Nasz system noktowizyjny, montowany już w pojazdach luksusowych Mercedes od końca roku 2005, emituje wiązkę podczerwieni oświetlającą obszar głęboki na ponad 150 metrów przed pojazdem. ĺwiatło to jest niewidzialne, więc nie oślepia innych kierowców. Kamera wideo rejestruje obraz w podczerwieni, a procesory konwertują go na obraz widzialny, widoczny na centralnym wyświetlaczu. Umożliwia to kierowcy szybszą identyfikację sytuacji na drodze, czyli pozostawia mu więcej czasu na odpowiednią reakcję.

Kamera może mieć też wiele innych zadań. W przyszłości (po roku 2010) obraz wideo będzie pokazywał zarówno pasy na drodze, jak też znajdujące się na niej stacjonarne i ruchome obiekty - zarówno w dzień, jak i w nocy. Układy elektroniczne staną się przy tym na tyle inteligentne, że będą automatycznie identyfikować potencjalne zagrożenia i ostrzegać kierowcę. Systemy takie reagują szybciej i bardziej niezawodnie niż kierowca, zwłaszcza w nocy lub w gorszych warunkach pogodowych. W pierwszych wersjach będą one uruchamiać alarm dźwiękowy lub wyświetlać sygnał ostrzegawczy. W miarę postępu technologicznego będą też w stanie automatycznie hamować.

System nadzoruje kierowcę

Przyczyną wielu wypadków jest dekoncentracja samego kierowcy. Jeśli kamera wyposażona jest w oprogramowanie do odczytu linii drogi przed pojazdem, może informować kierowcę o tym, że mimowolnie zjeżdża on ze swego pasa ruchu. System łączy przy tym sygnały z kamery z sygnałami czujnika kątowego położenia kierownicy. Jeśli pas ruchu i zadany kąt skrętu nie są wzajemnie odpowiednie, a kierowca nie włączył kierunkowskazu, układ wykrywa potencjalne niebezpieczeństwo i uruchamia alarm. W przyszłości możliwa też będzie samoczynna korekta toru jazdy poprzez delikatny obrót kierownicy. Ta dodatkowa funkcja ma wejść do produkcji seryjnej w 2010 roku.

Podobne systemy są w stanie ostrzegać kierowcę, gdy samochód przekroczy dopuszczalną prędkość. Do roku 2009 funkcja ta będzie gotowa do wprowadzenia na rynek.

Komunikacja człowieka z techniką

Do wymiany informacji między pojazdem a kierowcą można wykorzystywać kilka ludzkich zmysłów. Na wzrok oddziałują wyświetlacze umieszczone na panelu sterowania lub działające w systemie head-up, czyli emitujące obraz na przedniej szybie. Do zmysłu dotyku odwołują się takie rozwiązania, jak np. lekka korekta ustawienia kierownicy lub wibracje kierownicy informujące o zjechaniu z pasa bądź ostrzegające przed ryzykiem zderzenia. Różne systemy wykorzystują słuch poprzez emitowanie sygnałów ostrzegawczych.

Niezależnie od kanału komunikacji, ważne jest, by informacja została przygotowana w sposób usystematyzowany, z określeniem priorytetów. Najlepszym sposobem komunikacji jest ten, który uruchamia właściwe działanie kierowcy w sposób intuicyjny, bez potrzeby włączania w to skomplikowanego procesu myślowego.

Decyduje kierowca

Mimo coraz większej technicznej doskonałości systemów wspomagających kierowca musi zawsze mieć możliwość zignorowania podpowiedzi systemu i przejęcia bezpośredniej kontroli nad sytuacją. Takie rozwiązanie przyjęto np. w systemach: adaptacji prędkości jazdy ACC (Adaptive Cruise Control), Stop&Go, ostrzegania przed opuszczeniem pasa ruchu i w tzw. asystentach parkowania, które autonomicznie wprowadzają samochód na miejsce parkingowe.

W 2006 roku pojawił się na rynku system ACC Stop&Go drugiej generacji. Przy wszystkich prędkościach, aż do zatrzymania pojazdu, zachowuje on automatycznie bezpieczną odległość od samochodu poprzedzającego. Kierowca otrzymuje sygnały wizualne i dźwiękowe informujące o tym, że samochód poprzedzający ponownie rusza. Można wybrać opcję bezpiecznego podążania za nim (naciskając element sterujący ACC lub krótkotrwale pedał przyspieszenia), ale kierowca może też w każdym momencie samodzielnie przyspieszyć lub zahamować. System ACC wykorzystywany wraz z funkcją Stop&Go sprawia, że samochody płynniej poruszają się po zatłoczonych ulicach, zużywając mniej paliwa i emitując mniej CO2.

Ostrzeganie przed kolizją

Informacje z czujnika radarowego mogą być również wykorzystywane do inteligentnego ostrzegania przed kolizjami (Predictive Collision Warning). Jeśli samochód zbliży się z dużą prędkością do pojazdu poprzedzającego, a kierowca nie zareaguje na to odpowiednio, system uruchamia sygnał dźwiękowy lub wizualny. Może też zastosować krótki impuls hamowania lub wstępnie uruchomić napinacz pasów. Ostrzeżenie daje kierowcy czas wystarczający na podjęcie odpowiedniego działania, może też zainicjować hamowanie awaryjne. System ten stosowany jest w modelu Audi 07 od połowy 2006 roku, a przed rokiem 2009 trafi do pojazdów klasy średniej i kompaktowej oraz do ciężkich pojazdów użytkowych.



Rainer Kallenbach
Przewodniczący Zarządu Działu Elektroniki Samochodowej Robert Bosch GmbH



Wasi dostawcy

Podobne

Polecane