Novi automobili kadri su da osete opasnost brže nego što to mogu ljudi. Naravno, da bi tako nešto bilo moguće, neophodna je napredna tehnologija.
Zamislite situaciju kada automobil iznenada naglo zakoči u trenucima kada vam je pažnja delimično odvraćena s puta. Tih nekoliko sekundi nepažnje predmet su decenija istraživanja i razvoja.
Rezultat se ogleda u desetinama senzora u nekoliko različitih nivoa i superbrzi procesor, koji rade zajedničkim snagama kako bi sprečili saobraćajnu nesreću.
Automobili obećavaju sve obimniju automatizaciju i sisteme asistencije svake godine, a neki čak pružaju izvestan stepen samostalne vožnje. Ova kompjuterizacija je sa sobom donela mnoštvo senzora i algoritama dizajniranih da učine vozilo perceptivnijim u poređenju kada njime upravlja čovek. Tehnologija i računarska snaga potrebna da se sve to pokrene, nije ništa drugo do zapanjujuća.
Nivoi autonomne vožnje
SAE International je podelio pomagala za pomoć vozaču na pet nivoa. Nivo 0 je rezervisan isključivo za bezbednosna pomagala, kao što je automatsko kočenje u nuždi (AEB) ili praćenje mrtvog ugla. Nivo 5 podrazumeva potpuno samostalno upravljanje, prilikom kojeg putnici u vozilu mogu bezbedno da spavaju dok njihov automobil krstari auto-putem. Većina automobila koji se danas prodaju pripadaju nivou 1, s asistencijom pri upravljanju ili ubrzavanju/kočenju. Neki automobili su nivoa 2, koji kombinuje pomoć pri kočenju i upravljanju. Nivo 2 implementacije se kreće od jednostavne pomoći pri održavanju vozne trake i adaptivnog tempomata do naprednijih sistema bez upotrebe ruku, kao što je Teslin Autopilot. Ipak, treba imati na umu da svi oni i dalje zahtevaju aktivnu pažnju vozača da bi bezbedno funkcionisali.
Sistemi nivoa 3 su trenutno najnapredniji komercijalno dostupni sistemi i mogu se koristiti u saobraćajnim gužvama pri malim brzinama tokom lepog vremena, na jasno obeleženim putevima. Oni i dalje mogu da zahtevaju intervenciju vozača kada je to potrebno, a brzina im je obično ograničena na 60 km/h ili manje.
Nivoi 4 i 5 se odnose na vozila koja su zaista kadra da se samostalno kreću. Još uvek su u fazi istraživanja i razvoja i još uvek imaju dug put pre nego što pristignu na tržište.
Svaki od ovih nivoa nadovezuje se na one pre njega i zahteva sve veće količine hardvera i softvera za bezbedno funkcionisanje.
„Oči“
Umesto da koriste svetlost u vidljivom spektru, većina asistenata nivoa 1 koristi radarski sistem koji emituje i prima radio talase. Kada emitovani radio talasi stignu do čvrstog objekta, oni se odbijaju nazad prema radarskom sistemu. Ovaj reflektovani talas se vraća u radarski sistem, gde ih prijemnik detektuje. Procesor matematički određuje koliko je udaljen detektovani objekat, koliko se brzo kreće i u kom pravcu, na osnovu svojstva reflektovanih talasa.
Ovo je jedna od najstarijih tehnologija koje se koriste za automatizovane sisteme vožnje, s prvim koji datiraju još od ranih 1900-ih. Njena upotreba u automobilima prisutna je više od 60 godina, od koncepta Cadillac Cyclone iz 1959., koji je imao par uočljivih radarskih „čaura“ na prednjem delu, kako bi upozorio vozača na prepreke. Međutim, bile bi potrebne decenije da radar postane dovoljno kompaktan i pouzdan da bi pronašao mesto u serijskim automobilima.
„Šesto čulo“
Kao rezultat toga, prva tehnologija za detekciju vozila dostupna potrošačima je zapravo koristila LiDar a ne radar. LiDar koristi istu premisu kao radar, mereći vreme potrebno za refleksiju talasnih impulsa, ali umesto radija, koristi svetlosne talase. Mitsubishi je koristio sistem za detekciju vozila zasnovan na LiDaru u Debonairu iz 1992., koji se nudio isključivo za japansko tržište. Bio je rudimentaran u poređenju s modernim sistemima, jer nije imao kontrolu nad gasom ili kočnicom, i mogao je samo da upozori vozača na prepreke i isključi „overdrive“ radi blagog usporavanja. Pored toga, LiDar je manje efikasan po lošem vremenu i na mokrim putevima, jer je veoma osetljiv na difrakciju i refleksiju, što ograničava njegovu efikasnost. Mitsubishi sistem je bio dodatno ograničen jer je radio samo kada je uključen tempomat, ne konstantno.
Mitusubishi je nastavio s razvojem svoje tehnologije za pomoć vozaču, dodajući kontrolu gasa 1995. i prednju kameru koja je koristila obradu vizuelnog kontrasta da bi „videla“ linije puta. Servo asistencija u stubu upravljača mogla je nežno da „pomeri“ automobil kada bi sistem kamera utvrdio da vozač izlazi iz svoje vozne trake. Ovo je bio veoma rani pokušaj automatizacije nivoa 2, iako je nedostatak automatskog kočenja i oslanjanje na LiDar sprečio da bude veoma koristan.
Kamere su donedavno bile u ograničenoj upotrebi. Za razliku od radara, one imaju ista ograničenja kao i ljudsko oko. Kiša i magla mogu brzo da ih učine beskorisnim, i za razliku od LiDara, potrebno je uraditi dodatne stvari sem najosnovnije obrade slike, kao što je primera radi traženje znakova ograničenja brzine visokog kontrasta ili linija puta, što omogućava sve snažnije mogućnosti računarskog procesuiranja.
Odgovor je u kombinaciji sistema
Mercedes-Benz je 1999. bio prvi koji je na tržište plasirao tempomat zasnovan na radaru, sa sistemom pod nazivom Distronic. Bio je ponuđen inicijalno u S klasi i bio je sličan savremenim tempomatima, s mogućnošću da aktivira kočnicu ili gas u skladu s brzinom vozila koje se kretalo ispred. Na radar ne utiču loše vremenske prilike i funkcionalan je na mnogo većoj udaljenosti od LiDara, što ga čini savršenim spojem s adaptivnim tempomatom za vožnju na duge distance. Međutim, radar je mnogo manje precizan od LiDara, što ga ograničava na puteve s većim brzinama i širokim trakama.
Radar je, međutim, bio kapija za mnogo složenije sisteme. Džon Von, generalni direktor firme koja je isporučila senzore S klasi, 1999. je izjavio da je „adaptivni tempomat prvi sistem u mreži senzora, to je početak mikrotalasne ere u automobilskoj elektronici“.
Nije trebalo dugo da se Vonovo predviđanje pokaže vizionarskim. Do 2003., Honda je lansirala prvi svetski sistem automatskog kočenja u slučaju nužde, prvo na modelu Inspire, rezervisanom za Japan, a kasnije i američkim kupcima u Accuri TL iz 2006. Ovaj „sistem kočenja za ublažavanje sudara“ (CMBS), koristio je radarski senzor za praćenje saobraćaja ispred. CMBS bi upozoravao vozača na usporene ili zaustavljene automobile, a ako vozač ne interveniše, prethodno bi zatezao pojaseve i primenio maksimalnu silu kočenja.
Odavde su počele da se razmnožavaju kombinacije senzornih sistema. Moderni automobili s naprednim sigurnosnim sistemima, često imaju kombinaciju tradicionalnih kamera, radara i LiDara kako bi oslikali što potpuniju sliku sveta oko sebe.
Za sada nivo 3 je sve što možete dobiti
Sistemi nivoa 3, kao što je Mercedes-Benz Drive Pilot, uparuju ove tehnologije s još više senzorne i pozicione tehnologije, kao što su monitori vlage na putu i GPS antene, samo da bi radili pri ograničenim brzinama i pri sunčanim, suvim uslovima na određenim putevima. Iako može izgledati kao preterano imati toliku redundantnost, automobili koji se samostalno kreću već su pretrpeli incidente s fatalnim posledicama, čak i uz ljudski nadzor, što naglašava potrebu za prisustvo više sistema u slučaju da jedan otkaže.
Ovo je jednako velikom broju podataka: 34 gigabajta u minuti, u slučaju Drive Pilota. Intel je procenio da će prosečan samovozeći automobil generisati 4.000 gigabajta podataka o vožnji dnevno, što bi koštalo, prema trenutnim stopama skladištenja, oko 350.000 dolara godišnje u serverskom prostoru. Pored toga, svi ovi podaci se obrađuju u realnom vremenu, što je intenzivan proces u računarskom smislu. Kada bi svih 1,47 milijardi automobila na Zemlji bilo autonomno, koristili bi četiri reda veličine više računarske snage od svakog centra podataka koji poseduje Facebook i zahtevali bi više električne energije nego što koristi Argentina.
Dakle, glavno usko grlo u budućnosti nije samo usavršavanje senzora, već i suočavanje s poplavom podataka. To je problem s kojim su se računarski inženjeri bavili još od ENIAC-a, a oni automobilski će jednostavno morati da se nadaju da će doći do proboja u računarstvu, bilo u pogledu procesorske snage ili algoritama. Do tada, pokušajte da se ne oslanjate na to da će vas automobil spasiti eventualne nevolje.
Izvor: Motor1
