Etapy rozwoju systemów jazdy autonomicznej

Organizacja SAE (związek inżynierów zrzeszający specjalistów z branży lotniczej, motoryzacyjnej i transportowej) przyjęła pięć poziomów jazdy autonomicznej. Pojazdy pierwszego poziomu wyposażono w systemy automatyzujące określony element prowadzenia, np. ESP, tempomat, system automatycznego hamowania. Do poziomu drugiego zalicza się pojazdy wyposażone w systemy utrzymania pasa ruchu, odległości, jazdy w korku. Na tym poziomie pojazd może w ograniczonym zakresie przejąć kontrolę nad kierownicą, przyspieszaniem i hamowaniem. Poziom trzeci to jazda półautomatyczna.

W określonych warunkach, np. jazda po autostradzie, pojazd może przejąć wszelkie funkcje prowadzenia, kierowca musi jednak cały czas trzymać kierownicę na wypadek napotkania nietypowej sytuacji na drodze, kiedy pojazd „poprosi” go o reakcję. Poziomy czwarty i piąty to już w pełni autonomiczna jazda w każdych warunkach, np. w ruchu miejskim, gdzie kierowca może zająć się innymi czynnościami. W przypadku ostatniego, piątego, poziomu nie można już mówić o osobie kierującej pojazdem. Każdy podróżujący takim pojazdem będzie więc zwolniony z odpowiedzialności za kolizję, nawet gdy wszyscy w nim obecni będą pod wpływem alkoholu czy środków odurzających. Samochody wyposażone w systemy jazdy autonomicznej piątego poziomu najprawdopodobniej zostaną pozbawione pedałów i kierownicy, co radykalnie wpłynie na ich wzornictwo.

Co z infrastrukturą drogową?
Równolegle z rozwojem technologii odpowiedzialnych za autonomiczne poruszanie się samochodów po drogach publicznych trwają prace nad przygotowaniem infrastruktury wspomagającej samodzielne poruszanie się pojazdów po drodze. Zakłada się, że czwarty i piąty poziom jazdy autonomicznej będą wymagały stałego przesyłania informacji pomiędzy pojazdami o nadchodzących manewrach, lokalizacji, stanie nawierzchni, przeszkodach i nagłych zdarzeniach. Takim ujednoliconym protokołem ma być V2X (vehicle-to-vehicle and vehicle-to-infrastructure) wykorzystujący infrastrukturę 5G. Już dzisiaj w najnowszych pojazdach zamiast komunikacji opartej o magistralę CAN stosuje się znany z internetu protokół TCP/IP. Nowa koncepcja magistrali CAN, gdzie każdy sterownik pojazdu, podobnie jak każdy telefon czy komputer podłączony do internetu, ma własny adres IP, zapewnia szybką i bezpośrednią komunikację pomiędzy sterownikami sąsiadujących pojazdów. Bezpośrednia komunikacja, np. sterownika ESP samochodu jadącego z przodu ze sterownikiem kąta skrętu kierownicy w pojeździe jadącym z tyłu, w znacznym stopniu pomoże ograniczyć np. wpadnięcie pojazdu w poślizg z powodu plamy oleju na drodze i kolizji. Dwukierunkowa komunikacja pomiędzy sterownikami w pojazdach oraz z infrastrukturą drogową ma pomóc w omijaniu powstałych na drodze zagrożeń oraz lepszej organizacji kierowania ruchem, np. w celu zminimalizowania problemu korków ulicznych.

Przepisy prawne w różnych rejonach świata
Rozwój takiego sposobu jazdy hamują przepisy prawne, które w większości krajów nie dopuszczają autonomicznych samochodów do ruchu. Od 2016 roku, zgodnie ze zmianą przepisów konwencji wiedeńskiej, dopuszcza się stosowanie systemów wspomagających kierowanie pojazdem w ruchu drogowym, pod warunkiem że kierowca będzie mógł w każdej chwili takie systemy wyłączyć lub przejąć nad nimi kontrolę. Brakuje przepisów dopuszczających do ruchu drogowego całkowicie autonomiczne pojazdy czwartego i piątego poziomu. Przyczyną są liczne pytania natury prawnej i etycznej. Kto w razie wypadku będzie odpowiedzialny? Osoba przebywająca w pojeździe, producent pojazdu, producent systemu informatycznego? Co ma wybrać komputer w krytycznej sytuacji: uderzyć w ścianę i zabić pasażerów czy zabić przechodzące przez jezdnię dziecko? Rozwój technologii autonomicznych wymaga testów w realnych warunkach, dlatego pod wpływem koncernów motoryzacyjnych w 2017 r. w Niemczech zalegalizowano korzystanie z samochodów autonomicznych w szczególnych warunkach, które w praktyce spełniają pojazdy testowe. Również w wielu innych krajach, np. Francji, Włoszech, Hiszpanii, Wielkiej Brytanii, wydano zgody na prowadzenie testów pojazdów autonomicznych. W Polsce prawo o ruchu drogowym określa, że pojazdem może kierować wyłącznie osoba – kierujący. Stany Zjednoczone nie mają obowiązku dostosowywać się do wymogów EU. Kalifornia od początku dekady wydaje zezwolenia na testowanie pojazdów autonomicznych w ruchu drogowym. W pojeździe musi jednak za kierownicą siedzieć człowiek, który w awaryjnej sytuacji przejmie kierowanie. Takich obostrzeń nie wymaga stan Arizona, dlatego coraz więcej firm właśnie tam testuje swoje autonomiczne pojazdy. Najbardziej postępowa okazuje się Japonia, gdzie pojazdy z technologią autonomiczną na poziomie trzecim mogą oficjalnie poruszać się w trybie autonomicznym po drogach publicznych z prędkością do 50 km/h.
Coraz więcej nowych pojazdów wyposażonych jest w systemy drugiego poziomu autonomii, a w najnowszych modelach segmentu premium montowane są systemy odpowiedzialne za poziom trzeci. Wyjątkiem jest Tesla, która w modelach przeznaczonych na rynek amerykański już od jakiegoś czasu instaluje systemy poziomu trzeciego, a pod koniec tego roku ma pojawić się pojazd oferujący czwarty poziom autonomii. Volvo we współpracy z Uberem prowadzi intensywne prace nad pojazdami autonomicznymi i zapowiada, że już w 2021 roku do seryjnej produkcji trafi w pełni autonomiczny pojazd, bazujący na modelu XC90. Uważa się, że pierwsze samochody zaliczane do piątego poziomu pojawią się w sprzedaży około 2030 roku.

Kiedy należy wykonać kalibrację ADAS?
Pojazdy wyposażone w drugi i wyższe poziomy autonomii posiadają wiele systemów i czujników do wykrywania przeszkód oraz rejestracji otoczenia pojazdu: kamery, radary, lidary oraz czujniki ultradźwiękowe. Źle skierowany lidar może nie widzieć pojazdu poprzedzającego i system nie będzie w stanie utrzymać bezpiecznej odległości pomiędzy pojazdami. Źle skierowana na drogę kamera może nieprawidłowo oceniać odległość do linii na jezdni, co będzie powodować ciągłe uruchamianie asystenta pasa ruchu i szarpanie kierownicą.
W przypadku systemów ADAS brakuje wspólnego standardu, każdy producent stworzył własne rozwiązania, procedury kalibracyjne i własne wzorniki kalibracyjne. Firma Mahle stworzyła uniwersalne urządzenie do prostej i szybkiej kalibracji ADAS zgodne w 100% z procedurami producentów. Mahle TechPro Digital ADAS to jedyne urządzenie na rynku, które zamiast tradycyjnych paneli do kalibracji wykorzystuje jeden wysokiej rozdzielczości ekran LCD 4K, na którym wyświetlany jest wzornik kalibracyjny odpowiedni dla danej marki i modelu pojazdu (technologia TargetLess). Zastąpienie fizycznych wzorników umieszczanych na kartonowych czy plastikowych panelach jednym uniwersalnym wyświetlaczem, na którym możemy wyświetlić dowolny wzornik, wiąże się z wieloma korzyściami.
Technologia TargetLess to znaczne oszczędności. Komplet wzorników, który pozwala skalibrować systemy ADAS w najpopularniejszych markach pojazdów, zajmuje dużo miejsca i jest kosztowny. W przypadku systemów do kalibracji ADAS wykorzystujących fizyczne wzorniki, kiedy w przyszłości pojawią się nowe pojazdy i kolejne generacje systemu ADAS, należy liczyć się z potrzebą dokupowania kolejnych wzorników kalibracyjnych. Za pomocą Mahle TechPro Digital ADAS skalibrujesz praktycznie każdy pojazd, łącznie z modelami, które dopiero wejdą na rynek, bez ponoszenia dodatkowych kosztów.
Niektóre procedury kalibracji ADAS wymagają ustawienia wzornika kalibracyjnego nawet do 5 m od przedniej osi. W zależności od szerokości stanowiska do kalibracji ADAS-a, kalibracja metodą analogową wymaga pomieszczenia do 50 m2, a z systemami tylnymi jeszcze więcej. W przypadku Mahle TechPro Digital ADAS wystarczy pomieszczenie o powierzchni do 25 m2. Różnica wynika z zastosowanej technologii. W rozwiązaniach konkurencyjnych procedury kalibracji w przypadku niektórych pojazdów wymagają ustawienia paneli w dwóch różnych odległościach względem pojazdu. Technologia TargetLess oszczędza czas, symulując fizyczne przestawienie paneli za pomocą zmiany rozmiaru wzornika wyświetlanego na ekranie LCD 65” 4K, który może stać w odległości kilkudziesięciu centymetrów od pojazdu.
Kolejna korzyść technologii TargetLess to opatentowana funkcja Key Stone, która odpowiada za korekcję wyświetlanego wzornika w zależności od pozycji ekranu względem pojazdu. Rozwiązanie pozwala zaoszczędzić do 80% czasu, który w przypadku rozwiązań opartych o fizyczne wzorniki marnowany jest na precyzyjne ustawianie paneli względem pojazdu.

Czy tak zaawansowana technologia może być prosta w kalibracji?
Firma Sosnowski Sp. z o.o. Sp. k. postanowiła sprawdzić w praktyce, czy kalibracja ADAS za pomocą Mahle TechPro Digital ADAS naprawdę jest tak prosta i szybka, jak deklaruje producent.
W pierwszej połowie listopada odbył się ADAS RoadShow. Reprezentanci wyłącznego przedstawiciela Mahle Service Solution na Polskę odwiedzili ponad 20 autoryzowanych warsztatów, lakierni, multibrandowych salonów w celu zaprezentowania możliwości Mahle TechPro Digital ADAS.
Komentarze i reakcje potencjalnych użytkowników były zbliżone i można je podsumować jednym zdaniem: „Ale szybko i prosto”. Mahle TechPro Digital ADAS zdecydowanie zwiększa konkurencyjność na rynku. Do obsługi urządzenia nie jest wymagany wykwalifikowany personel. Proste i zautomatyzowane procedury kalibracji, które są w 100% zgodne z wymogami producenta, minimalizują praktycznie do zera ryzyko popełnienia błędu przez operatora. Multibrandowa baza pojazdów, aktualizacje online i opatentowana technologia TargetLess zapewniają wykonanie większej liczby kalibracji w tym samym czasie bez ponoszenia dodatkowych nakładów finansowych.

Dlatego kalibrację ADAS należy wykonać:

• po wymianie przedniej szyby,
• po wymianie elementu z zamocowanym czujnikiem (lusterka boczne, zderzaki, atrapa chłodnicy),
• po naprawach zawieszenia,
• po regulacji geometrii na tylnej osi,
• po wymianie któregoś z elementów systemu ADAS na nowy.