Ruch miejski jest często zatłoczony i nieprzewidywalny – samochody dzielą bowiem ulice z rowerzystami, motocyklistami, ciężarówkami i autobusami. Nie jest rzadkością parkowanie w drugim rzędzie i zupełnie niespodziewane wkraczanie pieszych na jezdnię. Trudno więc wyobrazić sobie, aby w przyszłości pojazdy miały się całkowicie autonomicznie poruszać w takich warunkach po ulicach.
Autonomiczna jazda zbliża się także do miast. Poziom automatyzacji jest stopniowo zwiększany, bazując na systemach wspomagania kierowcy – mówi dr Dietrich Manstetten, który pracuje w Centrum Badania i Rozwoju Robert Bosch GmbH. Razem ze swoim współpracownikiem, dr Lutzem Bürkle oraz 11-osobowym zespołem badaczy firmy Bosch pracuje nad technicznymi wymaganiami potrzebnymi do osiągnięcia tego celu w ramach inicjatywy badawczej UR:BAN.
Badacze poczynili w tym kontekście wielki postęp – Nauczyliśmy samochody patrzenia w przyszłość, przewidywania co się wydarzy i wspierania kierowcy, gdy istnieje zagrożenie kolizji z pieszym, przez podjęcie manewru omijania – mówi Bürkle. Zespół zademonstrował efekty swojej pracy z użyciem pojazdów testowych podczas końcowej prezentacji projektu UR:BAN w 7 października, w Düsseldorfie.
Wsparcie kierownicy podczas omijania zapobiega do 58% kolizji z pieszym
Warunkiem zautomatyzowanych funkcji jazdy jest niezawodne monitorowanie otoczenia pojazdu przez czujniki. – Tylko wtedy, gdy wiemy co się dzieje wokół samochodu, możemy określić prawidłową strategię jazdy mówi Bürkle. Bosch wykorzystuje do rejestrowania otoczenia swoją kamerę stereowizyjną, która jest już dostępna w produkowanych seryjnie pojazdach. Zamontowana za przednią szybą, w pobliżu lusterka wstecznego, kamera monitoruje obszar z przodu pojazdu testowego i przekazuje te informacje do komputera w bagażniku. Komputer z kolei analizuje dane w tempie ponad dziesięciu razy na sekundę. Ale Bosch idzie w tej kwestii jeszcze dalej. – Korzystając z inteligentnych algorytmów komputer oblicza, jak zmienia się otoczenie i w którą stronę poruszają się obiekty – mówi Bürkle.
Innymi słowy, rozwiązanie techniczne Boscha wykrywa nie tylko aktualną pozycję pieszych i rowerzystów, ale również przewiduje, gdzie będą się znajdować w ciągu sekundy. To stwarza nowe możliwości w zakresie ochrony pieszych. Na tej podstawie naukowcy Bosch opracowali system wspomagania, który interweniuje zanim dojdzie do kolizji z pieszym. Do prędkości 50 kilometrów na godzinę system pomaga kierowcy w manewrach hamowania i omijania. Jeśli samo hamowanie nie wystarcza, aby zapobiec kolizji z pieszym, który nagle wychodzi przed maskę samochodu, to system natychmiast wylicza ścieżkę omijania. Jak tylko kierowca rozpocznie kołem kierownicy manewr omijania, system rozpoczyna wspieranie go podczas skręcania.
– Według naszych badań, jeżeli kierowca zareaguje co najmniej pół sekundy przed potencjalną kolizją, to system wspomagania może pomóc uniknąć jej w 58 procentach przypadków – mówi Bürkle. Najlepiej byłoby jednak, aby zawczasu unikać takich sytuacji. Sytuacje krytyczne pojawiają się, gdy kierowca jest rozproszony i nie patrzy na drogę.
Bosch opracował rozwiązanie tego problemu bazujące na obserwacji kierowcy. – Poprzez monitorowanie linii wzroku kierowców za pomocą małych kamer we wnętrzu pojazdu można rozpoznać, czy kierujący pojazdem patrzy na drogę, czy też nie – mówi Manstetten. To sprawia, że możliwe jest ostrzeżenie nieuważnego kierowcy, zanim sytuacja na drodze stanie się ryzykowna. W tym kontekście Bosch uważa za zasadne umieszczenie wskaźników w panelu wskaźników lub na wyświetlaczu LED na desce rozdzielczej, bezpośrednio w polu widzenia kierowcy.
Wnioski z projektu pozytywnie wpływają na pracę nad zautomatyzowaną jazdą
Miasta jako miejsca przeznaczone do jazdy stawiają szereg wyzwań, takich jak zakręty i przejazdy przez zwężenia. Podczas skręcania w ulicę łatwo jest z kolei przeoczyć pieszych, którzy chcą ją przekroczyć z prawej lub lewej strony. Dla tych właśnie sytuacji Manstetten, Bürkle oraz ich koledzy opracowali asystenta jazdy w mieście. Rozpoznaje on przechodzących pieszych i powoduje zatrzymanie samochodu, zanim dojdzie do wypadku.
System wspomagający jazdę przez zwężenia idzie jeszcze dalej – manewruje autem przez ciasne miejsca, takie jak ulice, gdzie samochody parkują w drugim rzędzie. Na podstawie obrazów z kamery stereowizyjnej, komputer oblicza alternatywną drogę dla samochodu. Następnie elektryczne wspomaganie układu kierowniczego steruje autem w taki sposób, aby możliwe było bezpieczne pokonanie wąskiego gardła. System Boscha rozpoznaje również miejsca nieprzejezdne, wcześniej ostrzegając kierowcę lub automatycznie zatrzymując samochód, zanim dojdzie do uszkodzenia zewnętrznego lusterka lub błotnika. Efekty pracy zespołu badaczy z udziałem Manstettena i Bürkla w projekcie UR:BAN wpłyną w firmie Bosch w sposób bezpośredni na rozwój zautomatyzowanej jazdy. Nad tym koncentrują się prace prowadzone od 2011 roku przez dostawcę technologii i usług w dwóch lokalizacjach: w niemieckim Abstatt i kalifornijskim Palo Alto. Od początku 2013 roku Bosch pomyślnie przeprowadził autonomiczne jazdy samochodami testowymi po drogach publicznych, na niemieckiej autostradzie A81 i amerykańskiej drodze I280. Początkowo celem badań było opracowanie pilota autostradowego. Oczekuje się, że od 2020 roku pojazdy wyposażone w technikę Boscha będą w stanie samodzielnie poruszać się po autostradach, bez konieczności stałego nadzoru ze strony kierowcy.
Jeden projekt, jeden cel i 31 partnerów ze świata nauki i przemysłu
UR:BAN (akronim od niemieckiego „Urbaner Raum” czyli przestrzeń miejska: przyjazne dla użytkownika systemy wspomagające i zarządzania siecią) jest zespołowym projektem finansowanym ze środków publicznych. Bierze w nim udział 31 partnerów z przemysłu motoryzacyjnego, poddostawców części, przedsiębiorstw działających w dziedzinie elektroniki, komunikacji i oprogramowania, a także wyższe uczelnie, instytuty badawcze i miasta. Celem projektu jest opracowanie systemów wspomagania kierowcy i zarządzania ruchem miejskim. Systemy wspomagania kierowcy są istotnym krokiem na drodze do zautomatyzowanej jazdy. Finansowo projekt wspiera niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energetyki kwotą około 40 milionów euro. Całkowity koszt projektu UR:BAN wynosi około 80 mln euro