Слава роботам вивчаємо системи «автопілота» у сучасних авто

Технічний прогрес невблаганно рухається вперед, до нових обріїв. Якщо ще якихось п'ять-шість років тому магнітола з USB-входом в автомобілі була предметом гордості автовласника та бажаним видобутком для хуліганів, то зараз і телевізор на торпедо мало кого здивує.

Проте інженери автомобільних концернів працюють не лише задля розваги, а й для полегшення життя водія. Все більше і більше розробок стосуються сфери автомобільного «штучного інтелекту», все ширше і ширше вони використовуються у серійних зразках. Автоматичні паркувальні системи, адаптивний круїз-контроль, автомобілі, що керуються комп'ютерною програмою… З чого все почалося і що нас чекає в найближчому майбутньому?

Volvo City Safety: гальмувати чи ні - вирішує авто

Ще на початку двохтисячних концерн Volvo Cars представив світу абсолютно нове слово у вирішенні проблеми аварій на швидкості менше 30 км/год – систему City Safety. Вперше встановлена на Volvo V40 система і досі використовується в модельному ряді Volvo: вона входить у стандартне обладнання автомобілів S60, S80, XC70, XC60 і V40 Cross Country.

Як це працює?

Під лобовим склом автомобіля біля дзеркала заднього виду розташовується оптичний радар, що дозволяє визначити наявність перешкод і характер їх руху на відстані до 6 метрів. Якщо перешкода зафіксована, система City Safety дуже короткий час чекає на рішення водія (про що написано в посібнику з експлуатації: «водій може обійти систему City Safety, прискорившись, змінивши траєкторію руху або загальмувавши»).

Якщо водій не робить жодних дій (система не повідомляє водія про можливість зіткнення, щоб до неї(автовласник не встиг звикнути), машина автоматично скидає газ і активує гальмівну систему, а також включає «аварійку», попереджаючи інших учасників руху.

У чому користь?

За словами інженерів Volvo, система City Safety запобігає практично всім аваріям на малих швидкостях. Якщо різниця у швидкості між двома можливими учасниками ДТП менша за 15 км/год, зіткнення найчастіше вдається уникнути. Якщо швидкість в межах 15-30 км/год, відбувається оптимальне зниження швидкості, а негативні наслідки удару зводяться до мінімуму. Чим більша різниця у швидкості, тим більше відповідальності лягає на плечі водія, а якщо сам автомобіль рухається швидше за 50 км/год, система автоматично відключиться, тому що на високих швидкостях її ефективність прагне нуля.

Проте за умов міста — пробках, невисоких швидкісних режимах тощо. — система City Safety успішно допомагає запобігати дедалі більшій кількості аварій. Не дивно, що у 2009 році страхова компанія Allianz присудила Volvo Car Corporation почесну нагороду «Геніальний винахід».

Системи виявлення пішоходів: розвиток ідеї автогальма

І знову шведи. У 2010 році компанія Volvo розвинула успішну ідею своєї системи City Safety і на її основі створила схожу систему Pedestrian Detection, що дозволяє розпізнати наявність людей біля автомобіля і шляхом скидання швидкості допомогти знизити силу удару (або навіть повністю запобігти зіткненню) з людиною. Ідея виявилася затребуваною, і нині існують три модифікації системи:

"Родоначальник" Pedestrian Detection System від Volvo;
Advanced Pedestrian Detection System від TRW Automotive;
EyeSight від Subaru.

Як це працює?

У чому користь?

На швидкостях до 35 км/год система виявлення пішоходів, як запевняють розробники, дозволяє повністю уникнути зіткнення. За більшої швидкості повністю уникнути аварії, безумовно, автоматика не може, але намагається звести ризик травмування до мінімуму.

Однак умовностей у цьому випадку набагато більше: водію слід пам'ятати, що в темну пору доби або в умовах поганої видимості комп'ютеру складніше розпізнати силует людини з датчиків. А пішоходам було б непогано усвідомити: далеко не у всіх автомобілях ця система взагалі є, тому не варто стрімголов бігти перед машиною, що насувається.

Системи автоматичного паркування: немає жартам про жінок!

На сучасному ринку представлено безліч систем, що допомагають водієві в паркуванні, аж до її здійснення без допомоги водія.

Як це працює?

Конструкція системи автопаркування ділиться на три основні блоки:

Блок ультразвукових датчиків. Вони розташовані по всьому периметру автомобіля та визначають відстань до найближчих об'єктів.
Керуючий блок, який приймає ці дані та перетворює їх.
Виконавчі пристрої, що повертають кермо або відкривають дросельну заслінку для приведення машини в рух і т.п.

Роботу системи автоматичного паркування можна розділити на два етапи: пошук потрібного місця і саме паркування. На першому етапі працюють тільки ультразвукові датчики, які оцінюють ситуацію по периметру автомобіля та за наявності вільного місця подають сигнал про перехід на наступний етап. А в самій парковці беруть участь усі три блоки, через механізми керування автомобілем задаючи швидкість, напрямок та траєкторію руху.

У чомукористь?

Все досить очевидно: недосвідчені автомобілісти більше не повинні червоніти від сорому і тремтіти від гніву, коли їм не вдається втиснути свою машину між двома іншими. Втім, як показали численні практичні випробування, кваліфікований автомобіліст вміє паркуватися краще ніж більшість таких систем. Поставити п'ятиметровий автомобіль із зазором 5-7 сантиметрів від сусідніх машин серійному автопілоту не під силу. Слід гадати, що це питання часу.

Адаптивний круїз-контроль: від автогальма до автогазу

Якщо ідея автоматичного гальмування для запобігання аваріям першою прийшла до інженерів Volvo, ідея автоматичного круїз-контролю відвідала багатьох автовиробників одночасно, ставши логічним продовженням самої системи Cruise Control. Так, зараз широко відомі такі варіанти:

Preview Distance Control від Mitsubishi;
Radar Cruise Control від Toyota;
Distronic (Distronic Plus) від Mercedes-Benz;
Active Cruise Control від BMW;
Adaptive Cruise Control від Volkswagen, Audi, Honda.

Як це працює?

Вони всі схожі між собою. Сама система являє собою три основні блоки - датчик відстані, блок управління та виконавчі пристрої. Датчик (один або декілька, як у Distronic Plus) встановлюється на передній бампер і дозволяє оцінити відстань до автомобіля, що попереду. Для цього використовуються лідори - інфрачервоний промінь сканує простір перед собою і відображає від об'єкта відстань до нього. Він недорогий, але схильний до впливу погодних умов. Або для тієї ж мети використовують радари – відстань до об'єкта визначається відображенням електромагнітних хвиль. Датчики передають значення відстані в керуючий блокякий одночасно з цим фіксує:

швидкості керованого автомобіля та автомобіля попереду;
кут повороту кермового колеса;
бічне прискорення автомобіля;
радіус кривої руху.

У чому користь?

"Звичайний" круїз-контроль на завантажених трасах - штука марна. Щоразу, коли перед вами виявляється фура, «чайник» або трактор, доводиться переходити до ручного керування. Адаптивна система набагато практичніша і справді економить чимало нервів.

Сьогодні системи адаптивного круїз-контролю дозволяють працювати в широкому діапазоні швидкості - від 30 до 180 км/год, а в найпросунутіших варіантах - і від 0 до 200. В умовах щільного руху, завдяки функції Stop and Go, система дозволяє взагалі забути про педалях, наводячи автомобіль в рух разом з основним потоком і зупиняючи його при необхідності. Не дивно, що саме ця система послужила основою для наступної фантастичної, що раніше вважалася, а тепер вже абсолютно реальної системи автоматичного управління.

Системи автоматичного керування: «Пірають роботи, а не людина!»

Так, вже далеко не за горами той день, коли звання водій зможуть носити не тільки люди, а й комп'ютери. На сьогоднішній день комплексно підійшли до автоматизації автомобільного руху дві компанії — пошуковий гігант Google, який вже давно розробляє не лише пошуковик, і (чи не привід для гордості?) амбітна українська компанія «РобоСіВі».

Про вітчизняну розробку відомо дуже мало, лише наявність двох основних блоків — позиціонування, що використовує ГЛОНАСС, та технічного зору, склад якого досі зберігається в таємниці. А ось Google охоче ділиться зі світом інформацією.

Як цепрацює?

Схема роботи складається з тих самих трьох блоков–датчиков, блоку управління і систем. Метою роботи сенсорів є фіксування інформації про автомобіль. Подібної системи не обійтися без великої кількості датчиків:

Дані цих датчиків передаються в керуючий блок, що передає команди пристроям управління.

У чому користь?

Що на нас чекає далі?

Враховуючи сучасні темпи і напрями розвитку автоматизації в автомобілебудуванні, можна зробити висновок, що сам собою напрошується: вже найближчим часом людину за кермом зможе замінити машина. А таке поняття, як «водій», зовсім застаріє.

Здійснюється мрія Сергія Сироїжкіна з усім відомого твору «Пригоди Електроніка»: «Путь роботи, а не людина!». І нехай поки техніка недосконала, хто знає, що буде за десять, п'ятнадцять, двадцять років? Чи збудуться прогнози фантастів? Доживемо – побачимо.