Autonomiczność pojazdów: kluczowe poziomy
Przez Mark Patrick, Mouser Electronics.
Poziomy autonomiczności pojazdu wg SAE
Co zawiera ten cykl artykułów?
- Jak technologie jazdy autonomicznej zmieniają krajobraz motoryzacji
- Przełamywanie wyobrażeń i wdrażanie technologii pojazdów samosterujących
- Autonomiczność pojazdów: kluczowe poziomy
- Technologie czujników w pojazdach autonomicznych
- Dostarczanie danych krytycznych czasowo dla pojazdów autonomicznych przez systemy V2V i V2I
- Ustalanie ram etycznych dla pojazdów autonomicznych
Stworzenie w pełni autonomicznych pojazdów od lat jest celem wielu producentów samochodów. Jest to również ambicja krajowych i międzynarodowych organizacji zajmujących się bezpieczeństwem ruchu drogowego. Jednak, jak pokazuje ten cykl, zaprojektowanie autonomicznego pojazdu wcale nie jest takie proste. Trzeba się zmierzyć nie tylko z wieloma wyzwaniami technologicznymi, lecz również ze społecznymi obawami o to, jak ważne będzie życie ludzkie dla sztucznej inteligencji. Odstawienie człowieka od decyzji o zachowaniu pojazdu rodzi również komplikacje prawne dla ubezpieczycieli, nakładając dodatkową odpowiedzialność na twórców algorytmów, a ostatecznie na producentów pojazdów.
Mimo tych trudności postęp w stronę autonomiczności pojazdów jest konieczny. Nasze sieci drogowe stają się coraz bardziej zatłoczone, a niestety mamy niepodważalne dowody na to, że przyczyną większości wypadków drogowych nadal pozostaje człowiek. Jest jeszcze jeden ciekawy aspekt jazdy autonomicznej, który zyskuje na znaczeniu w społeczeństwie: zmienia się nastawienie do posiadania samochodu – częściowo ze względu na rosnące koszty paliwa, ale także dlatego, że użytkownicy na nowo rozważają motywy zakupu kosztownego środka trwałego, który przez większość czasu będzie stał bezczynnie, nadal generując koszty utrzymania, ubezpieczenia i podatków.
Zapewne szybko rozpowszechni się koncepcja mobilności jako usługi (MaaS – mobility as a service), w której za pomocą aplikacji na smartfona będzie można zamówić przejazd pojazdem autonomicznym z punktu A do punktu B. Organizacja MaaS Alliance ma już ugruntowaną pozycję i we współpracy ze społeczeństwem i swoimi partnerami opracowuje zrównoważone, inkluzywne środki transportu na całym świecie.
Definicja autonomiczności pojazdu
Aby stworzyć podstawy do rozwoju systemów pojazdów autonomicznych, organizacja Society of Automotive Engineers (SAE) zdefiniowała sześć poziomów autonomiczności pojazdu, od 0 do 5. Pierwsze trzy z nich, od poziomu 0 (pomoc chwilowa) do poziomu 2 (pomoc współpracująca i zintegrowana), oferuje już większość producentów samochodów w postaci zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS). Funkcje ADAS przede wszystkim oferują kierowcom pewien poziom wsparcia w postaci ostrzeżeń i wskazówek podczas jazdy. Popularne systemy ADAS, dostępne obecnie w większości samochodów, to: adaptacyjny tempomat (ACC), wykrywanie martwego pola, ostrzeganie o niezamierzonej zmianie pasa ruchu i utrzymywanie (centrowanie) pasa ruchu, adaptacyjne oświetlenie, hamowanie awaryjne i rozpoznawanie znaków drogowych.
W markach z najwyższej półki cenowej można znaleźć kompleksowe zestawy funkcji ADAS, natomiast samochody ze średniej półki cenowej mogą mieć tylko ich ograniczony pakiet. Kierowca wciąż pozostaje odpowiedzialny za prowadzenie i ogólną kontrolę nad pojazdem, nawet jeśli niektóre funkcje ADAS mogą sprawiać wrażenie półautonomicznych. Te funkcje wspomagające są zazwyczaj współzależne i wykorzystują czujniki wspólne dla kilku funkcji. Na przykład radar adaptacyjnego tempomatu obsługuje jednocześnie funkcję hamowania awaryjnego.
Wraz z przejściem na poziom 3 pojazdy stają się bardziej zintegrowane i zdolne do łączenia funkcji ADAS. Jednak to kierowca wciąż odpowiada za bezpieczne panowanie nad pojazdem: nawet gdy nie trzyma stóp na pedałach, musi zachować czujność, nadzorować, uważać na potencjalne zagrożenia oraz być gotowym do natychmiastowego przejęcia kontroli.
Od wspomagania kierowcy do jazdy autonomicznej
Specyfikacja SAE zakłada, że pojazd jest autonomiczny od poziomu 3 zaczynając. Na samym poziomie 3 granica jest zatarta – z zastrzeżeniem, że jeśli system samochodu autonomicznego tego zażąda, kierowca musi przejąć kontrolę. Na poziomach 4 i 5 nie jest wymagana obecność kierowcy, a pedały i kierownica są opcjonalne, zależnie od decyzji producenta pojazdu.
Zrezygnowano również z idei „miejsca kierowcy”. Nawet jeśli pasażer usiądzie w miejscu, w którym normalnie siedziałby kierowca, nie będzie mieć możliwości przejęcia kontroli. Na poziomie 5 pojazd jest w stanie jeździć samodzielnie w każdych warunkach. Poziomy 3 i 4 zakładają, że systemy autonomii pojazdu mogą działać w określonych warunkach i w przypadku wykroczenia poza zdefiniowane parametry pojazd nie będzie się poruszał.
W porównaniu z funkcjami wspomagania kierowcy do poziomu 2 włącznie, które wielu z nas ma już w swoich pojazdach, postęp technologiczny na poziomach od 3 do 5 jest znaczący. Infrastruktura oraz standardy komunikacji drogowej wymagane do pełnej autonomiczności są jeszcze w powijakach, podobnie jak współpraca między producentami pojazdów.
Niemniej widać już wyraźne postępy: Mercedes Benz jako pierwszy producent wprowadził autopilota poziomu 3 do swojego nowego modelu klasy S. Kierowcy mają prawo korzystać z funkcji autopilota na 13 191 km niemieckich dróg, w korkach i przy prędkości do 60 km/h. Inni producenci samochodów i dostawcy technologii współpracują z firmami świadczącymi usługi transportu zautomatyzowanego nad wprowadzeniem na rynek w kilku krajach zrobotyzowanych taksówek.
Ten krótki wpis pozwolił na przybliżenie standardów pojazdów autonomicznych określonych przez SAE. W następnym artykule omówimy najważniejsze technologie czujników, które są niezbędne, aby samochody autonomiczne mogły stać się rzeczywistością.
www.mouser.com
