Diagnostyka

Cyfrowa transformacja w przemyśle motoryzacyjnym stopniowo staje się „nową normą”. Prawdopodobnie jesteśmy w przededniu największych zmian w branży, jakich kiedykolwiek byliśmy świadkami. Rynek motoryzacyjny znacząco ewoluuje w kierunku elektryfikacji, sztucznej inteligencji i autonomicznych systemów wspomagania kierowcy. To z pewnością najważniejsze zagadnienia, które będą towarzyszyć rozwojowi samochodów w nadchodzących latach.

Producenci pojazdów inwestują krocie w rozwój bezpiecznej zrównoważonej mobilności. Pierwszy krok w kierunku poprawy bezpieczeństwa, poprzez wdrożenie zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy, został wykonany. Dziś systemy ADAS nie są już zarezerwowane dla samochodów klasy wyższej, są obecne również w pojazdach klasy średniej i użytkowych.
Najnowsze dane pokazują, że do końca 2020 r. ponad 40% pojazdów na drogach będzie wyposażonych w co najmniej dwa rodzaje „systemów pomocy”. Natomiast nowy projekt Unii Europejskiej zakłada wprowadzenie, począwszy od 2022r., obowiązku posiadania minimum systemu automatycznego hamowania awaryjnego (AEBS) przez wszystkie nowe modele czy generacje pojazdów. Dyfuzja tych systemów oznacza, że sprzęt kontrolny stanie się niezbędny w sektorze napraw samochodów. W związku z tym warsztat musi być w stanie zinterpretować informacje pochodzące z samochodu oraz dysponować odpowiednim urządzeniem do weryfikacji i kalibracji systemów ADAS w pojazdach.
Bazowym elementem umożliwiającym warsztatom kalibrację ADAS-u w najróżniejszych modelach pojazdów jest autonomiczny system CalAdas opracowany przez firmę Precyzja-Technik z Bydgoszczy. Warsztaty, które dysponują już stanowiskiem i urządzeniem do geometrii kół typu 3D lub CCD, mogą je łatwo rozszerzyć o moduł CalAdas. Dzięki temu takie stanowisko może być niewielkim kosztem przystosowane do wykonywania regulacji i kalibracji systemów wspomagających kierowcę.
Zagadnienie, jakim jest kalibracja systemów ADAS, jest bardzo złożone. Jego szczegółowe przedstawienie wymaga zdefiniowania skrótów „systemów pomocy”, określenia warunków technicznych warsztatu i jego wyposażenia oraz wyjaśnienia praktycznych możliwości zastosowań prezentowanego zestawu CalAdas. Spróbujmy zatem przyjrzeć się temu zagadnieniu.

ADAS (Advanced Driver Assistance System) – jak to działa?
ADAS automatycznie realizuje różnorodne, złożone funkcje, które możemy podzielić na aktywne lub pasywne. Aktywne systemy mają za zadanie ostrzegać kierowcę i przejmować ograniczoną kontrolę nad pojazdem, aby uniknąć niebezpiecznych zdarzeń, podczas gdy pasywne ostrzegają kierowców za pomocą informacji wizualnych lub akustycznych. Najbardziej rozpowszechnione obejmują system ostrzegania o niebezpieczeństwie kolizji, automatycznego hamowania awaryjnego, aktywnego tempomatu, asystenta pasa ruchu, monitorowania martwego pola, asystenta parkowania czy rozpoznawania znaków drogowych.
Obecnie na rynku występuje kilkadziesiąt tego typu systemów, a jeszcze więcej jest w fazie rozwoju. Z tego względu w kolejnym wydaniu „Nowoczesnego Warsztatu” zaprezentujemy pomocną listę skrótów „systemów pomocy” i ich definicji.
ADAS opiera się na danych wejściowych z różnych czujników, które umożliwiają systemowi „zobaczyć” to, co się dzieje wokół samochodu. Stosowane są przede wszystkim kamery, radary, lidary i czujniki ultradźwiękowe. Niektóre systemy wykorzystują informacje z jednego czujnika, inne łączą informacje z wielu w celu uzyskania pełnego „obrazu” sytuacji. Kamery zazwyczaj montowane są przy przedniej szybie, znajdują się również w przednim zderzaku lub grillu, pod lusterkami bocznymi i pokrywą bagażnika. Radary i lidary w głównej mierze montowane są w przednim zderzaku lub grillu, ale mogą występować także w obudowie kamery lub tylnej części lusterka wstecznego. Natomiast czujniki ultradźwiękowe występują w przednim lub tylnym zderzaku. Zakres działania poszczególnych czujników optycznych, radarowych i ultradźwiękowych przedstawia rys. 1.

Metody kalibracji
Aktualnie występują dwie metody kalibracji systemów ADAS: statyczna i dynamiczna. Procedura ta uzależniona jest od producenta, marki i modelu pojazdu. Może być ona realizowana statycznie (na odpowiednim stanowisku), dynamicznie (podczas jazdy) lub w sposób łączony. W pojazdach stosuje się przede wszystkim metodę statyczną, a wymaga ona spełnienia restrykcyjnych warunków technicznych określonych przez producenta pojazdu.

Przyczyny nieprawidłowego funkcjonowania systemów ADAS
Znaczna część czujników jest bardzo precyzyjnie „nakierowana”. Wymagają kalibracji, jeśli ich pozycje zostały zmienione. Nieskalibrowany czujnik może spowodować, że pojazd nie będzie utrzymywał zakładanego przez kierowcę toru jazdy. Nawet niewielkie kolizje lub lekka stłuczka parkingowa mogą spowodować przesunięcie się czujników odpowiadających za funkcje wspierania kierowcy. Wówczas kalibracja ADAS jest niezbędna. Należy ją również przeprowadzić w następujących sytuacjach:
- po wymianie lub ponownym zamontowaniu radaru lub jego podpory,
- wymianie kamery lub jej ponownym zamontowaniu,
- wykonywaniu regulacji geometrii kół tylnego zawieszenia,
- dokonaniu modyfikacji zawieszenia pojazdu,
- wymianie przedniej szyby (UWAGA: kalibracja możliwa po zastygnięciu kleju), 
- wymianie sterownika,
- wymianie czujnika w elektronicznym systemie sterowania wysokością pojazdu,
- zamontowaniu opon o innych rozmiarach niż fabryczne,
- zmianie ustawienia prześwitu pojazdu.

Podstawowe wymagania techniczne warsztatu i jego wyposażenia
Kalibracja systemów ADAS jest bardzo precyzyjnym procesem. Warsztaty, które chcą ją wykonywać, muszą dokonać inwestycji w niezbędny sprzęt i spełnić pozostałe wymogi.
Podstawową sprawą jest dostęp do informacji dotyczących sposobu i możliwości zainicjowania procesu kalibracji danego pojazdu. Teoretycznie każda marka i model ma odmienny sposób ustawiania swoich systemów. Te informacje i funkcje dostępne są niemal we wszystkich uniwersalnych wielomarkowych testerach do diagnostyki elektronicznych systemów w pojazdach.
Kolejnym ważnym elementem jest odpowiednie stanowisko kalibracyjne. Wymagania dotyczące stanowiska kalibracyjnego dla systemów ADAS są w dużej mierze zbieżne co do ich wymiarów i wypoziomowania ze stanowiskiem do pomiaru i regulacji geometrii kół. Dodatkowo należy pamiętać, że pomieszczenie powinno być pozbawione metalowych elementów, które mogą zakłócać kalibrację. Wymiary standardowego stanowiska pomiarowego do kalibracji systemów ADAS przedstawia rys. 2

Elementy składowe systemu CalAdas
a) Przyrząd kalibracyjny (rys. 3)
Mobilna podstawa przyrządu kalibracyjnego wyposażona jest w śruby regulacyjne umożliwiające ustawienie go w poziomie. Do podstawy przymocowane są belka główna i stelaż ekranów do kalibracji kamer. Po belce głównej przyrządu przesuwany jest uchwyt kalibratora radaru ACC. Na uchwycie można mocować różne rodzaje kalibratorów radaru ACC, co pozwala na kalibrację radaru umieszczonego nie tylko w osi pojazdu, ale również np. dwóch radarów znajdujących się po obydwu jej stronach. Na końcach belki zamocowane są lustra i wyskalowane ekrany służące do pozycjonowania przyrządu prostopadle do geometrycznej osi jazdy pojazdu.

b) Emitery laserowe z zaciskami i ekranami kompensacji (rys. 4)
Emitery laserowe montowane są za pośrednictwem zacisków z kompensatorem jednopłaszczyznowym 12-24” na tylnych kołach pojazdu. Podczas współpracy z ekranami kompensacji służą do wykonania kompensacji bicia tych kół, a podczas współpracy z przyrządem kalibracyjnym – do ustawiania go na właściwym miejscu względem pojazdu. Emitery laserowe zasilane są za pomocą baterii AA.

c) Kalibratory radaru
Przyrząd kalibracyjny może być wyposażony w różne rodzaje kalibratorów, w zależności od rodzaju radaru ACC. Zastosowany może być kalibrator pasywny, aktywny pochylany lub aktywny stały. Każdy wyposażony jest w laser zasilany za pomocą baterii AA.

d) Ekrany (tablice) do kalibracji kamer
Przyrząd może być wyposażony w ekrany kalibracyjne dla różnych marek samochodów. Są one mocowane do stelaża przyrządu kalibracyjnego.

Proces kalibracji systemem CalAdas
Bazą do kalibracji systemem CalAdas radarów (radar i lidar) i kamery asystenta pasa ruchu jest oś geometryczna jazdy, którą „tworzą” zbieżności połówkowe kół osi tylnej. Oś ta wyznacza kierunek, w którym pojazd porusza się na wprost w ruchu prostoliniowym. Oś wiązki promieniowania wysyłanego przez radar oraz oś środkowa „patrzenia” kamery muszą być równoległe do osi geometrycznej jazdy. Głównym zadaniem zestawu CalAdas jest ustawienie w odpowiednim miejscu względem samochodu kalibratora radaru ACC oraz ekranu kalibracyjnego kamery sytemu ADAS. Przed kalibracją systemów ADAS pojazd musi być przygotowany zgodnie z wytycznymi producenta. Najczęściej wymagania te obejmują:
- uzupełnienie paliwa w zbiorniku,
- usunięcie zabrudzeń szyby w polu widzenia kamery,
- zdemontowanie zabezpieczenia ochronnego z czujnika radarowego,
- ustawienie geometrii kół zgodnie z wytycznymi producenta pojazdu,
- sprawdzenie i ewentualnie wyregulowanie ciśnienia w oponach,
- usunięcie wszelkich przedmiotów z bagażnika i przedziału pasażerskiego,
- zapewnienie napięcie zasilania pojazdu powyżej 12 V.

Procedura kalibracyjna systemów ADAS
1. Zamontować na tylnych kołach pojazdu zaciski 12-24” i emitery promienia laserowego oraz ekrany kompensacji na kołach przednich.
2. Przeprowadzić kompensację bicia przez przetaczanie pojazdu lub po podniesieniu osi. 
3. Ustawić belkę przyrządu kalibracyjnego w poziomie oraz prostopadle do geometrycznej osi jazdy pojazdu za pośrednictwem emiterów laserowych i wyskalowanych ekranów w odległości zgodnej z zaleceniem producenta pojazdu.
4. Do złącza diagnostycznego pojazdu podłączyć tester diagnostyczny, w jego programie wybrać odpowiednią procedurę kalibracji systemu ADAS.
5. Zamontować odpowiedni kalibrator radaru lub ekran/tablicę na belce głównej przystawki, a następnie ustawić przyrząd w wymaganym położeniu od pojazdu.

Kalibracja radaru kalibratorem aktywnym pochylanym
1. Przemieszczając belkę główną przyrządu w pionie i zespół przesuwny w poziomie, skierować promień laserowy kalibratora na środek obudowy radaru ACC.
2. Zgodnie z kolejnością podawaną w instrukcji testera ustawić ekran kalibratora w pionie (stabilna jazda pojazdu), pochylić górną krawędzią w kierunku pojazdu (hamowanie) oraz pochylić górną krawędzią od pojazdu (przyspieszanie). W każdym z tych położeń ekran kalibracyjny należy zablokować za pomocą zatyczek, a w programie testera potwierdzić zapisanie każdego położenia ekranu.

Kalibracja kamer systemów ADAS
Ekran wzorcowy musi zostać precyzyjnie ustawiony względem kamery. W przypadku gdy kamera jest przesunięta względem linii środkowej pojazdu, ekran wzorcowy musi być także odpowiednio przesunięty. Po ustawieniu ekranu wzorcowego, wykorzystując specjalistyczne oprogramowanie testera diagnostycznego, potwierdzamy położenie ekranu kalibracyjnego. W przypadku kalibracji systemu kamer 360° i tylnej kamery cofania postępujemy w następujący sposób: umieszczamy maty kalibracyjne lub ekran tylny w położeniu wskazanym przez urządzenie diagnostyczne, a następnie inicjujemy kalibrację.
Proces statycznej kalibracji polega na zapamiętaniu przez sterownik pojazdu nowego położenia ekranu lub kalibratora radaru względem wybranych punktów nadwozia dla danej marki pojazdu. Proces ten odbywa się automatycznie. Po kalibracji statycznej wiele systemów wymaga kontynuacji poprzez dynamiczny proces kalibracji. Odbywa się on podczas jazdy pojazdem i jest realizowany wg wskazówek otrzymywanych za pośrednictwem oprogramowania urządzenia diagnostycznego.
Rynek usług związanych z obsługą systemów ADAS dopiero zaczyna się rozwijać, można w nim więc upatrywać sporej dynamiki wzrostu oraz nowych możliwości poszerzenia usług warsztatowych. Niewątpliwie systemy CalAdas firmy Precyzja-Technik doskonale wpisują się w oczekiwania klientów podejmujących decyzję o zakupie konkretnego urządzenia do kalibracji radarów i kamer. Dzięki zastosowaniu szeregu innowacyjnych rozwiązań kalibracja za pomocą CalAdas jest łatwym i szybkim procesem dokonywanym wg zaleceń producentów pojazdów. Możliwość modułowej rozbudowy urządzenia, a także potencjalna gotowość współpracy zestawu CalAdas z urządzeniami do pomiaru geometrii kół czyni ofertę producenta z Bydgoszczy wyjątkową pod względem technicznym, ale również atrakcyjną cenowo.

Krzysztof Dumowski dyrektor handlowy w firmie Precyzja-Technik