Vo svete na cestách zahynie každú minútu v priemere jeden človek. Špičkové technológie by však v blízkej budúcnosti mohli túto hrozivú štatistiku znížiť prostredníctvom inteligentných elektronických systémov. Problémom však asi ešte nejaký čas ostane nedôvera voči tomu, že v krízovej situácii riadi auto za vás stroj. Dnes sa teda v pánskej jazde pozrieme podrobnejšie na jeden problém.
Automobilové nehody zrania približne 10 miliónov ľudí ročne. Podľa OECD suma zdravotných faktúr, zničeného majetku a iné výdavky tvoria 1 až 3 percentá zo svetového hrubého domáceho produktu. Najdôležitejšie straty však nie sú zahrnuté v týchto štatistikách, pretože sa nedajú materiálne vyčísliť. Inžinieri zmenšovali tieto ohromujúce čísla už dlhý čas. Air-bagy a bezpečnostné pásy zachránia každý rok desaťtisíce ľudských životov. Terajšie superpočítače umožňujú konštruktérom navrhovať autá, ktoré chránia ľudí absorbovaním čo najväčšej energie z nárazu. Ale definitívne a jediné riešenie, ktoré zachráni oveľa viac životov, je zabrániť v prvom rade zrážke. Súčasní výrobcovia automobilov začali vybavovať high-end automobily senzormi, ktoré sú citlivé na pohyb a prekážky. Tieto prispôsobivé cestné kontrolné systémy (adaptive cruise control systems), ktorých cena sa pohybuje od 75 000 Sk do 150 000 Sk, používajú laserové lúče alebo radar na meranie vzdialeností medzi vozidlami a tiež relatívnu rýchlosť vozidla. Ak sa napríklad predbiehajúce vozidlo dostane do vzdialenosti kratšej, ako je preddefinovaná, systém aktivuje brzdy, ktoré auto spomalia tak, aby auto dodržalo požadovanú vzdialenosť. Ak prvé auto zrýchli alebo opustí jazdný pruh, systém pridá plyn až na rýchlosť určenú šoférom.
Radar alebo lidar?
Všetky systémy používajú senzory, ktoré vozidlo pred nimi hľadajú pomocou radaru alebo lidaru (namiesto radarového lúča je použitý laser). Lidar je lacnejší, ale slabo funkčný v daždi a snehu. Ďalším problémom je, že nahromadenie blata, prachu alebo snehu na aute môže blokovať svetelné lúče. Dnes iba automobilka Lexus používa laserové systémy (v Sedane LS 430). Inžinieri, vedomí si nedostatkov lidaru, podnikli kroky na znefunkčnenie systému v situáciách, kedy mohlo počasie ohraničovať jeho efektivitu. Systém sa automaticky vypína, keď sú stierače v najrýchlejšej polohe, čo naznačuje prudký dážď alebo sneh, keď je aktivovaný blokovací systém (ktorý umožňuje vodičovi udržať kontrolu nad vedením vozidla a znižuje brzdnú dráhu vozidla v núdzových prípadoch), alebo ak kontrolný systém zistí prešmykovanie pneumatík, bežné pri vlhkom povrchu. Na druhej strane, radarovo založené systémy umožňujú "vidieť" aspoň 150 metrov dopredu aj v hmle alebo silnom daždi, ktorý zníži viditeľnosť šoféra na 10 alebo menej metrov. Zástancovia laserovo založených systémov trvajú na tom, že ochranný systém by nemal pracovať ďaleko za hranicami vodičovej viditeľnosti. To by povzbudzovalo ľudí jazdiť príliš rýchlo pri slabej viditeľnosti a viedlo k haváriám, keď ochranný systém v zistení prekážky zlyhá. Naopak, zástancovia radarových systémov presviedčajú, že šofér potrebuje pomoc hlavne v situáciách zníženej viditeľnosti
Kam umiestniť radar?
Radary zvyčajne používajú frekvenčný rozsah 76-77 GHz. Výrobcovia automobilov odmietajú prispôsobiť tvar alebo konštrukciu vozidiel potrebám elektronických systémov a konštruktéri sú teda nútení vyrábať systémy, ktoré sú nainštalované za čelnou mriežkou. Tieto striktné obmedzenia vyžadujú použitie kompaktnej antény, čo následne vedie k vyšším frekvenciám (dĺžka antény je nepriamo úmerná frekvencii). Frekvencie 76-77 GHz sú dostatočne vysoké na to, aby boli schopné používať krátke antény a ich použitie ešte nevyžaduje neobvyklé a mimoriadne drahé komponenty. Typický automobilový radar, vyrábaný spoločnosťou Delphi Delco Electronics Systems má rozmery približne 14x7x10 cm.Inžinieri zvažujú ešte väčšie frekvencie ako 76 GHz, napríklad 94 a 125 GHz, ale požadované komponenty sú momentálne nepoužiteľne drahé. Nevzdali sa však myšlienky využitia vyšších frekvencií, čo by im umožnilo zmenšiť dĺžku antény, ktorá určuje veľkosť celého systému. Menšie jednotky by umožnili konštruktérom viac flexibility pri umiestňovaní zariadení. Mohli by byť nainštalované na spätnom zrkadle alebo na bočných zrkadlách, alebo pri čelných svetlách.High-end technológie ako mikrovlnné integrované obvody, pôvodne vyvinuté pre armádu a komunikačné aplikácie značne prispievajú ku kompaktnosti. Kompletný radarový systém je možné umiestniť na pár týchto obvodov. Množina čipov zahŕňa mikroprocesor, ktorý komunikuje s digitálnym signálnym procesorom a radarovým snímacím zariadením. Dáta poskytuje oddelenému kontrolnému počítaču, ktorý rozhoduje o zvýšení alebo znížení rýchlosti.
Nech spolu autá hovoria
Napriek tomu, že spomenuté systémy sú stále ešte drahou novinkou, nasledujúca generácia, kooperatívne prispôsobivé cestné systémy, sa už v súčasnosti testujú. Kooperatívne systémy umožnia dvom alebo viacerým autám komunikovať a spoločne sa vyhnúť zrážke. Táto technológia môže nakoniec umožniť autám nasledovať v intervaloch krátkych iba pol sekundy. Pri rýchlosti 100 km za hodinu by to znamenalo vzdialenosť menšiu ako 14 metrov. V experimente na vyskúšanie týchto princípov, skupina troch testovacích vozidiel použila komunikačný protokol, v ktorom vedúce vozidlo vysiela informáciu o svojej rýchlosti a zrýchlení ostatným vozidlám každých 20 ms. Navyše, každé vozidlo vysiela informáciu o svojej rýchlosti a zrýchlení vozidlu za ním.
Jazdí sa však najmä v meste
Všetky doteraz spomenuté systémy mali použitie pri vyšších rýchlostiach mimo mesta. V spoločnosti Fujitsu však už inžinieri pracujú na ďalšej verzií kontrolných systémov budúcnosti, ktoré sú zamerané priamo na realitu preplnených mestských ciest. Spoločnosť predviedla prototyp systému tzv. Stop-and-go, ktorý bude pracovať primárne pri nižších rýchlostiach v hustej premávke. Ak vozidlo vpredu zastaví, systém vozidlo zastaví. Zastavené vozidlo však systém nerozbehne, to už musí spraviť vodič sám. Počas jazdy však bude tento systém zvyšovať a znižovať rýchlosť podľa podmienok v rozsahu od nuly po rýchlosť nastavenú šoférom.
Tento tzv. fusion senzor používa vylepšený radar spoločnosti Fujitsu a stereo kameru s rozlíšením 640 x 480 pixelov v rámci 40 stupňového zorného uhla. Kamera, používajúca dva senzory umiestené od seba vo vzdialenosti 20 cm, je umiestnená vnútri auta medzi čelným sklom a spätným zrkadlom. Radar a kamery spolu sledujú auto vpredu a rozlišujú ho od nehybných objektov oveľa rýchlejšie, ako by bolo možné použitím iba jedného systému. Kamera nepretržite meria šírku všetkých objektov v zornom poli. Na výpočet používa algoritmus, založený na detekcii vertikálnych hrán a vzdialenosti. Široký zorný uhol kamery, spolu s nadpriemerne širokým 16-stupňovým zorným uhlom radaru, umožňuje funkčnosť systému aj v zákrutách. Systém pri testoch fungoval spoľahlivo, spoločnosť však neočakáva jeho produkciu skôr ako v roku 2004.
Pripravil Jozef Šoltés
