Šiuolaikiniuose automobiliuose įrengiama daug pažangiųjų pagalbos vairuotojui sistemų (advanced driver-assistance system, ADAS). Kas sudaro šias sistemas ir kaip iš tikrųjų jos veikia?

adas sistema.jpg

Kelyje vairuotojas susiduria su daugybe įvairių iššūkių. Geras vairuotojas sugeba greitai reaguoti į aplinkoje vykstančius įvykius. Labai geras vairuotojas nuspėja, kas gali įvykti, ir geba išvengti pavojaus. Žmogus turi daug pojūčių, bet kartais jie nepadeda. Jų veiksmingumas priklauso nuo daugybės veiksnių: amžiaus, sveikatos būklės, nuovargio laipsnio ir net nuo oro. Kartais dėl kelių veiksnių poveikio vairuotojas saulėtą dieną važiuodamas tiesiu keliu atsiduria griovyje arba atsitrenkia į medį. Taip gali nutikti dėl neatidumo, nuovargio, savo galimybių pervertinimo, matomumo sumažėjimo, nuovargio dėl monotoniško vairavimo.

Pojūčiai ir gebėjimas apdoroti informaciją žmogui ne visada padeda. Kartais žmogus nesugeba sureaguoti į staiga atsiradusią grėsmę.

Sunku sureaguoti greitai, kai iš už stovinčio autobuso į kelią staiga išeina žmogus. Sunku tinkamai sureaguoti, kai į važiuojamąją dalį išbėga šuo arba įvažiuoja girtas dviratininkas. Kartais net kiti vairuotojai gali taip nustebinti, kad nebus jokios galimybės staigiai sureaguoti ir sustabdyti automobilį arba apvažiuoti kliūtį. Net geriausiam vairuotojui gali būti sunku pastatyti automobilį siauroje vietoje mieste. Be to, negalima pamiršti tam tikrų nuolatinių automobilio galimybių apribojimų. Tai, pavyzdžiui, akloji ir mirties zonos šoniniuose ir galinio vaizdo veidrodžiuose.
Dėl šių priežasčių, siekiant sumažinti eismo įvykių skaičių ir palengvinti automobilio vairavimą, buvo sukurtos pažangiosios pagalbos vairuotojui sistemos (ADAS).

Pažangiosios pagalbos vairuotojui sistemos (ADAS)

Elektroninių, optinių sistemų ir radarų plėtra leido sukurti daug mažų elektroninių įrenginių. Tai, pavyzdžiui, miniatiūrinės radarų galvutės, veikiančios tuo pačiu principu, kaip ir aktyvieji radarai, naudojami lėktuvuose ir radiotechnikoje. Buitinės elektronikos gamintojai gamina įvairių rūšių ultragarsinius jutiklius, kameras (didesnės ir mažesnės raiškos), taip pat įrenginius, naudojančius GPS signalus (pvz., navigacijos sistemas) ir GSM signalus (suteikiančius galimybę perduoti duomenis realiuoju laiku). Šiuolaikinis LED apšvietimas leido sukurti visiškai naujus apšvietimo sprendinius, kuriems nereikia keičiamų šviesos šaltinių (lempučių).

Pirminis ADAS tikslas buvo sukurti „naujus pojūčius“, kurie vairuotojui reikšmingai padidintų situacijos vertinimo galimybes ir praplėstų žmogaus pojūčių ribas, Pavyzdžiui, mirties zonas veidrodėliuose stebinti sistema. Pamažu buvo diegiami sprendiniai, kurie iš dalies atstojo kai kuriuos žmogaus pojūčius ir palengvino reagavimą kritinėse situacijose.

Pavyzdys – parkavimą palengvinančios kameros, nuo susidūrimo saugančios sistemos arba aktyvieji tempomatai, leidžiantys palaikyti važiavimo greitį be vairuotojo veiksmų.

Automobilių elektronikos plėtra palengvina ADAS sistemų diegimą. Pastaraisiais metais automobiliuose pradėta naudoti specializuotus įrangos veikimą valdančius kompiuterius (valdymo blokus). Atskiri kompiuteriai tarpusavyje sujungiami duomenų perdavimo magistralėmis (dažniausiai CAN), kurios specialių pranešimų forma užtikrina greitą duomenų perdavimą. ADAS sistema turi atskirą valdymo bloką (kompiuterį), sujungtą su mažesniais valdymo blokais (atsakingais už posistemių veiklą).

Mažesni valdymo blokai sujungti su jutikliais (pvz., kameromis, radarų galvutėmis ir pan.). Esminę kiekvienos sistemos dalį sudaro programinė įranga, valdanti visumos veikimą. Atskirų posistemių valdymo blokai gali rinkti informaciją iš savo valdomų jutiklių, taip pat informaciją iš kitų posistemių jutiklių. Pavyzdys – vairo posūkio kampo jutiklis, kurio duomenimis naudojasi daug sistemų, ne tik įeinančių į ADAS sudėtį (vairo posūkio kampo jutiklio duomenimis naudojasi ir praslydimo reguliavimo sistema ESP).

Pagalbos vairuotojui sistemų paketas ADAS gali būti skirtingų konfigūracijų – jos priklauso nuo automobilio amžiaus, įrangos lygio, pasirinktos versijos ir klasės (pvz., D arba „premium“).

Tipiniai ADAS elementai

  • aktyvusis tempomatas
  • mirties zonos veidrodžiuose kontrolės sistema
  • parkavimą palengvinanti sistema
  • išvažiavimą iš parkavimo vietos palengvinanti sistema
  • aktyviųjų priekinių LED žibintų sistema
  • nuo eismo įvykio (susidūrimo) sauganti sistema
  • kelio ženklų kontrolės sistema
  • judėjimo juostos kontrolės sistema
  • apie vairuotojo nuovargį įspėjanti sistema
  • informacijos pateikimo ant priekinio stiklo sistema (HUD)
  • sistema „e-call“;
  • daugybė kitų sistemų, kuriuos nuolat kuriamos ir naudojamos kaip standartinė arba papildoma automobilių įranga.

Kaip skelbiama, nuo 2024 metų kiekvienas naujas automobilis, kurio tipas bus patvirtintas Europos Sąjungoje, privalės turėti ADAS sistemas. Kol kas nėra žinoma, kurie posistemiai bus pripažinti privalomais. Beveik neabejojama, kad viena iš jų bus nuo susidūrimo sauganti sistema. Sistemos ADAS aprašytos standartuose, pvz., ISO 26262, IEEE 2020, kuriuose nustatyti vaizdo jutiklių kokybės ir informacinių protokolų kokybės reikalavimai.

Kokie yra ADAS sistemos pliusai ir minusai?

Kaip ir kiekviena šiuolaikinė sistema, ADAS komplikuoja automobilių gamybą. Dėl labai profesionalių elektroninių prietaisų gausos didėja gamybos sąnaudos, todėl reikšmingai auga naujų automobilių kainos.

Įvykus eismo įvykiui, automobilio su ADAS sistema remonto kaina būna didelė net jei pažeidimai nedideli – tokie, kuriuos kituose automobiliuose galima pašalinti už kelias dešimtys eurų.

  • Pažeidus automobilio su ADAS sistema priekinį stiklą, reikia įdėti brangų stiklą su integruotomis kameromis.
  • Radiatoriaus grotelių ir buferio pažeidimas per eismo įvykį gali kainuoti kelis šimtus eurų – dėl labai brangių už radiatoriaus grotelių montuojamų radarų galvučių.
  • LED matriciniai priekiniai žibintai, naudojami ADAS sistemose, susidėvi. Numatyta, kad jie turėtų atlaikyti visą automobilio eksploatacijos laiką. Iš tiesų žibintų gamybai naudojami LED diodai perdega. Žibintai neremontuojami.
  • Remontuojant būtiną kalibravimą gali atlikti tik labai profesionalus automobilių servisas.

Neabejotinas ADAS sistemų pliusas – reali parama, kurią gauna vairuotojas kasdien vairuodamas automobilį.

ADAS neatstos žmogaus – tai tik palengvinimas

Kai kurie vairuotojai laiko ADAS sistemą savotiška automobilio autonomiškumo forma. Kai kurie posistemiai iš tikrųjų užtikrina autonomišką veikimą. Pavyzdžiui, sistema, savarankiškai keičianti priekinių žibintų švietimo intensyvumą, pritaikanti jį prie eismo sąlygų (ilgųjų šviesų keitimas į trumpąsias, posūkių apšvietimas ir t. t.). Brangiausiuose automobiliuose galima rasti automatinio parkavimo sistemą. Vairuotojui reikia tik priartėti prie numatytos parkavimo vietos. Paskui įjungiama automatinio parkavimo funkcija. Automobilis privalo savarankiškai atsistoti į vietą. Jei atsiranda kliūtis, vairuotojas bet kuriuo metu gali sustabdyti manevrą.

Pavadinimas – nuo susidūrimo sauganti sistema arba nuo įvykio sauganti sistema – gali klaidinti. Iš tiesų tokia sistema dažniausiai pajėgi tik sumažinti galimą žalą, bet nuo įvykio neapsaugo – tik sumažina jo pasekmes.

Taigi net geriausiai įrengtam automobiliui reikia mąstančio vairuotojo.

Kaip veikia atskiros ADAS sistemos?

Kokią naudą gauna vairuotojas iš atskirų sistemos ADAS sudedamųjų sistemų?

  • Aktyvusis tempomatas. Juo galima nustatyti greitį, kurį automobilis palaikys savarankiškai, nespaudžiant akceleratoriaus pedalo. Tempomatas gali būti pritaikomas prie važiavimo autostradoje arba mieste (iki 30 km/h). Atsiradus pavojui, automobilis su aktyviuoju tempomatu turi įspėti vairuotoją trūkčiojimu. Jei vairuotojas nepradeda stabdyti, automobilis privalo sustoti pats.
  • Mirties zonos veidrodžiuose kontrolės sistema. Šoniniuose veidrodžiuose įrengtos kameros, stebinčios mirties zonas. Jei vairuotojas pradės lenkti, o veidrodžių mirties zonoje bus aptikta transporto priemonė (pvz., motociklas), užsidegs įspėjamoji lemputė arba pasigirs garsinis signalas.
  • Parkavimą palengvinanti sistema. Ši sistema gali būti sudaryta iš kelių įrenginių: ultragarsinių jutiklių, galinės kameros, taip pat 360 laipsnių kameros, rodančios automobilio vaizdą iš viršaus. Vairuotojas stebi vaizdą liečiamojo monitoriaus ekrane, esančiame viduriniame automobilio prietaisų skydelyje. Jei aptinkama kliūtis, sistema įspėja vairuotoją, kurioje pusėje yra kliūtis ir koks atstumas iki jos.
  • Išvažiavimą iš parkavimo vietos palengvinanti sistema. Išvažiavimas iš aikštelės atbuline eiga gali būti labai pavojingas, todėl sistema, palengvinanti išvažiavimą, įjungia išstumiamą kamerą, kuri stebi kelyje skersinį eismą. Taigi vairuotojas priekiniame skydelyje esančiame ekrane vairuotojas mato, ar gali saugiai išvažiuoti iš parkavimo vietos į kelią.
  • Aktyviųjų priekinių LED žibintų sistema. Ši sistema savarankiškai parenka apšvietimo intensyvumą, įjungia arba išjungia tam tikrus diodus (šviesos modulius). Jei aptinkamas priekyje važiuojantis arba iš priekio atvažiuojantis automobilis, sistema išjungia šiuos modulius, kad neapakintų kitos transporto priemonės vairuotojo. Važiuojant posūkiuose, ši sistema įjungia tą kelio ruožą apšviečiantį modulį.
  • Nuo įvykio (susidūrimo) sauganti sistema. Ši sistema naudoja radarų galvutes. Dažniausiai jos yra dvi: viena nuolat stebi automobilio aplinką artimu atstumu, o kita – tolimu atstumu. Radarų galvutės aptinka kliūtis: kitus automobilius, dviratininkus ir pėsčiuosius. Aptikusi kliūtį, sistema pasirengia staigiai stabdyti ir tuo pat metu įspėja vairuotoją (pvz., truktelėjimu, trumpu pristabdymu ir garsiniu signalu). Padidinamas stabdžių skysčio slėgis, o stabdžių trinkelės priartėja prie stabdžių diskų. Jei vairuotojas nesustabdys automobilio, tai padarys pati sistema.
  • Kelio ženklų kontrolės sistema. Ši sistema naudoja du informacijos šaltinius. Pirmasis – tai kamera, stebinti kelio ženklus. Antras – GPS navigacija. Iš jos žemėlapių gaunama informacija apie konkrečioje vietoje esančius greičio ribojimus. Dažniausiai sistema atvaizduoja informaciją prietaisų skydelyje esančiame kompiuterio ekrane. Informacija rodoma toje vietoje esančiais greičio ribojimo kelio ženklais. Gali būti taikomi ir kitokie sprendiniai.
  • Judėjimo juostos kontrolės sistema. Ši sistema veikia tik ten, kur yra ryškiai pažymėtos kelio ženklinimo juostos, skiriančios vieną eismo juostą nuo kitos ir žyminčios kelkraštį. Sistema veikia, kai vairuotojas neįjungia posūkio signalo. Kelio ženklinimo juostas stebi už priekinio stiklo įrengta kamera. Jei vairuotojas nuvažiuoja nuo kelio juostos, sistema jį įspėja. Įspėjimo formos gali būti įvairios, priklauso nuo automobilio ir gamintojo: vairo truktelėjimas, įspėjamasis signalas vienoje pusėje ir pan.
  • Apie vairuotojo nuovargį įspėjanti sistema. Ši sistema analizuoja vairuotojo, kuris gali būti pavargęs nuo ilgos kelionės, elgesį. Atsižvelgiama į vairo judėjimą, pedalų nuspaudimas ir pan. Aptikusi nuovargio požymių, sistema siūlo pailsėti.
  • Informacijos pateikimo ant priekinio stiklo sistema (HUD). Ši sistema naudoja specialų ant priekinio stiklo įrengtą skaidrų elektroninį ekraną, todėl vairuotojas vairuodamas neprivalo atitraukti žvilgsnio nuo kelio. HUD ekranas pateikia svarbiausią informaciją: greitį, degalų sąnaudas, atskirų sistemų kontrolines lemputes, navigacijos sistemos rodmenis (rodykles, kryptis ir pan.).
  • Sistema „e-call“. Tai gelbėjimo sistema, kurioje naudojami du sprendiniai. Pirmasis – tai pultelis su trimis mygtukais. Paspaudus vieną iš mygtukų galima skubiai išsikviesti pagalbą, pvz., greitąją medicinos pagalbą. Paspaudus kitą mygtuką galima pasinaudoti infolinija. Tai papildoma mokama paslauga (už mėnesinį abonementinį mokestį), kuri suteikia galimybę nuotoliniu būdu rezervuoti viešbutį, restoraną, stovėjimo aikštelę, apsilankymą automobilių servise ir pan.

Įvykus eismo įvykiui, jei suveikė oro pagalvės, sistema „e-call“ automatiškai išsiunčia pranešimą gelbėjimo tarnyboms ir šios gauna tikslias automobilio buvimo vietos GPS koordinates.

Sistemos ADAS – tai didelė parama šiuolaikiniam vairuotojui, kuris nuolat susiduria su labai intensyviu eismu ir daugybe pavojų.

Susiję straipsniai