TRW prezentuje rozwiązania przyszłości

Współczesny kierowca chce podróżować bezpiecznie i komfortowo. Koncerny motoryzacyjne już dziś są przygotowane do produkcji systemów autonomicznych, które na czas dekoncentracji za kierownicą przejmują kontrolę nad pojazdem. Na przeszkodzie w pełni autonomicznych pojazdów stoją zapisy Konwencji Wiedeńskiej. Każdy bowiem pojazd w ruchu lub zespół pojazdów w ruchu powinien mieć kierującego, a każdy kierujący powinien stale panować nad swoim pojazdem. Technologie oparte na wykorzystaniu kamer i radarów skupiają się na najbardziej typowych sytuacjach na drodze, takich jak np. nagłe wtargnięcie na jezdnię, opuszczenie pasa ruchu, niebezpiecznie mały odstęp od poprzedzającego pojazdu. Technologie DAS (ang. Driver Assistance Systems – systemy wspomagania kierowcy) mogą wykrywać sygnały zagrożenia, ostrzegać kierowców, a jeśli nie odnotują jego reakcji, także interweniować automatycznie, jeśli zachodzi taka potrzeba. Rozwój rozlicznych systemów stał się możliwy dzięki awansowi czujników, które interpretują sytuację z przodu, z boku i z tyłu pojazdu. Sądząc po niedawnej konferencji prasowej koncernu TRW zorganizowanej dla prasy motoryzacyjnej na niemieckim torze w Hockenheim (4 czerwca br.), rozwój technologii DAS będzie postępował.

- DAS jest i nadal będzie wiodącą innowacją przemysłu motoryzacyjnego promowaną przez rządy państw i organizacje przemysłowe, które to najbardziej są zainteresowane zmniejszeniem liczby śmiertelnych ofiar wypadków drogowych – rozpoczął konferencję Andrew Whydell, dyrektor planowania produktu, TRW Electronics. - EuroNCAP i jej amerykański odpowiednik, czyli Instytut IIHS mają jeszcze w tym roku wprowadzić kryteria aktywnych systemów bezpieczeństwa w swoich programach oceny, co dla nas stanowi najważniejszy argument, bo gwarantuje, że finansowanie badań nad najbardziej innowacyjnymi radarami i kamerami, których skuteczność testujemy już dziś, będzie nadal priorytetem w budżecie firmy.
Rozwojowi systemów tego typu mocno dopingują także towarzystwa ubezpieczeniowe, ale największym orędownikiem zmian jest organizacja EuroNCAP, która ustaliła harmonogram wzbogacania pojazdów o technologie DAS, bez których osiągnięcie pięciu gwiazdek w kategorii aktywnej ochrony pieszych będzie niemal niemożliwe. Od 2016 roku funkcja wykrywania pieszych po zmroku i ostrzegająca przed kursem kolizyjnym z rowerzystą, który wykona gwałtownie niebezpieczny ruch, stanie się dla niektórych modeli samochodów niezbędna do otrzymania najwyższych not. Lata 2017-2020 winny zaś zapisać się awansem systemów ostrzegających przed opuszczeniem pojazdu z obranego pasa (LDW – Lane Departure Warning) w pojazdach tańszych segmentów.

O ile też największą barierą dla rozwoju aktywnych systemów jest wspomniana Konwencja Wiedeńska, to dużo większą swobodą mogą się cieszyć kraje, które jej… nie ratyfikowały (USA, Japonia). Koncerny upatrują więc, że pomyślne testy za Oceanem skłonią także europejskich decydentów do rozluźnienia sztywnego gorsetu przepisów. Liberalizacja przepisów europejskich dotyczy dziś praktycznie tylko systemów wspomagających parkowanie samochodów (tzw. Park Assist). Europejska Komisja Gospodarcza zezwoliła bowiem producentom na anonsowanie rozwiązań typu „park assist” przy założeniu, że prędkość nie przekracza 12 km/h, ale nie ma jak na razie mowy o homologacji pojazdów wyposażonych w system wspomagania jazdy w korku (TJA – Traffic Jam Assist), co już dziś jest typowym obrazkiem na drogach w stanach Kalifornia, Floryda, Nevada czy Michigan.

- Szacujemy, że w latach 2016-2018 systemy TJA aktywowane do prędkości rzędu 40-50 km/h nie będą domeną tylko ekskluzywnych modeli Mercedes-Benz, BMW czy Jaguar, a staną się powszechnie dostępne w popularniejszych segmentach pojazdów. Mamy świadomość, że najdłużej utrzyma się zapis, że kierowca musi siedzieć za kierownicą – mówił Andrew Whydell. - Wierzymy jednak w skuteczne lobbowanie za zmianą i tego paragrafu Konwencji Wiedeńskiej. Na marginesie wspomnę, że TRW za 2-3 lata zaprezentuje samochód, który będzie samodzielnie wyjeżdżać z garażu na posesję swego właściciela. Do roku 2018 będziemy gotowi z propozycją autostradowego szofera, a najwyższy stopień autonomii, czyli samochód poruszający się z wysokimi prędkościami samodzielnie będziemy mieli 5 lat później. Najnowsze rozwiązania bazują oczywiście na doświadczeniach zdobytych przy okazji produkcji dotychczas anonsowanych systemów radarowych i systemów kamer. Prace nad radarami rozpoczęto w roku 1970, a pierwszy model (AC10) zaprezentowano w modelu Phaeton Volkswagena w roku 2002. Odtąd każda kolejna generacja gwarantuje większą efektywność skanowania otoczenia wokół poruszającego się pojazdu. Technologia skanowania otoczenia rozwija się dzięki wysokiej wydajności czujników zdolnych do bezpośrednich pomiarów odległości i prędkości względnej. Taki radar może być wykorzystywany w systemach, które samoczynnie spowalniają pojazd.

W 2003 r. rozpoczęto instalowanie radaru AC100 w modelach koncernu PSA. Trzeciej generacji radar oferuje ekonomiczne rozwiązania w postaci systemów ostrzegających przed kolizją oraz adaptacyjnej kontroli jazdy dla większości scenariuszy na drogach. Wykrywa on pojazdy znajdujące się w odległości do mniej więcej 150 m i może być stosowany w pełnym zakresie warunków jazdy, w tym podczas jazdy z dużą prędkością na autostradzie.
Czwarta generacja radarów trafi do pojazdów produkowanych od 2016 roku. Najnowszy radar AC1000 skanuje w zakresie 360 stopni i oferowany jest ze skalowalną platformą modułową, którą można w ekonomiczny sposób zaadaptować według specyfikacji docelowego systemu wspomagania kierowcy. Tego typu rozwiązania odgrywają więc zasadniczą rolę w rozwijaniu aplikacji semi- i automatycznej jazdy. W przeciwieństwie bowiem do systemów laserowych działają równie skutecznie w każdych warunkach pogodowych (mgła, oślepiające promienie słoneczne). AC1000 zapewnia bardzo dokładny pomiar prędkości oraz niezwykle duży zasięg działania, który przekracza 250 metrów oraz umożliwia optymalną kontrolę nawet przy dużej odległości.
Podczas konferencji prasowej inżynierowie TRW zaprezentowali też najnowszej generacji kamerę S-Cam 3, którą charakteryzuje sześciokrotnie większa szybkość przetwarzania obrazów w porównaniu z dotychczas oferowaną S-Cam (EyeQ2).

- Co jednak najważniejsze, w przeciwieństwie do dwóch głównych konkurentów na rynku – Bosch i Continental, rozwijamy technologię kamer mono. Jesteśmy przekonani, że podwójny system kamer jest nie tylko droższy w produkcji, co po prostu osiągnął kres swych możliwości rozwojowych – ocenił konkurujące ze sobą rozwiązania Sascha Heinrichs-Bartscher, stojący na czele ekipy inżynierów ośrodka badawczego TRW. - Najpoważniejszą wadą kamer stereo jest ograniczony dystans rejestracji obiektów dla ich dynamicznego przetwarzania w obraz 3D. O ile nasze rozwiązania radzą sobie z rejestrowaniem obiektów w odległości do 140 metrów, to ten sam dystans dla stereo kamer wynosi od 30 do 50 metrów.
S-Cam 3 to nie tylko najmniejsza kamera na rynku, ale rozwiązanie czerpiące swą moc z jednostki obliczeniowej, która generuje algorytm, porównując kolejno następujące po sobie obrazy, aby wygenerować obraz przestrzenny (poprzednia generacja S-Cam 2 pracowała w trybie 12 klatek na sekundę; najnowsza w trybie 36 klatek/s). Najnowsza kamera powstała według koncepcji otwartej architektury, dlatego też może być oferowana w kombinacji z czujnikami dla systemów pomocniczych, takich jak: LDW, oświetlenia adaptacyjnego, systemu rozpoznawania znaków drogowych (TSR – Traffic Sign Recognition) i awaryjnego wspomagania hamowania (EBA). Kamerę S-Cam 3 zaprojektowano z myślą o pracy w różnych warunkach i dlatego jej optyka oferuje trzy różne kąty widzenia. W trybie jazdy z niską prędkością kąt widzenia 70o rejestruje obraz wąskich ulic w zatłoczonych centrach miast, pełnych stref ruchu pieszego. Tryb 50o stanowi kompromis między odległością i rozmiarem obiektu, a tryb ACC z kątem rozwarcia 25 działa najlepiej na autostradach ze stosunkowo dużą prędkością i radzi sobie z dynamicznym obrazem zarejestrowanym w odległości do 180 m. To nie wszystko. W roku 2018 mają się zakończyć prace nad kamerą czwartej generacji (S-Cam 4), zdolnej przetwarzać obraz zarejestrowany już w odległości 250 metrów.
Firma TRW oferuje największy na świecie asortyment technologii z zakresu elektrycznie wspomaganych układów kierowniczych (EAS) oraz jako pierwsza firma na rynku motoryzacyjnym w Europie wprowadziła system elektrohydraulicznego wspomagania układu kierowniczego. W Hockenheim pokazano także działanie awaryjnego wspomagania kierownicy (ESA – Emergency Steering Assist). Zadaniem tego systemu jest naprowadzanie kierowcy na właściwy tor jazdy w czasie gwałtownych manewrów omijania przeszkody.

- To kolejny krok w unikaniu kolizji – wyjaśniał założenia projektowanego systemu dr Carsten Hass, kierownik w dziale odpowiedzialnym za aktywne i pasywne systemy bezpieczeństwa TRW. - System oblicza optymalną trajektorię omijanej przeszkody i generuje dodatkowy moment obrotu kierownicą dla stabilizacji toru jazdy samochodu podczas gwałtownie wykonywanego manewru. Sterownik pomaga więc kierowcy w szybszej i precyzyjniejszej reakcji, ale oczywiście kierowca cały czas zachowuje pełne panowanie nad samochodem i jego ruchy są nadrzędne wobec działania ESA.
Technologia awaryjnego wspomagania kierownicy została opracowana wspólnie z TU Dortmund (Technische Universität Dortmund). Inżynierowie zapowiedzieli debiut seryjnego urządzenia na rok 2017. Począwszy od roku 2018 system znajdzie się na wyposażeniu debiutujących modeli. Jakich modeli? To oczywiście pozostaje tajemnicą, pilnie strzeżoną przede wszystkim przez koncerny samochodowe. Pewną wskazówką mogą być egzemplarze pojazdów, jakie krótko po prezentacji oddano gronu dziennikarzy na czas testów na torze Hockenheim.

Rafał Dobrowolski
Fot. TRW i R. Dobrowolski