ADAS: Расширенные системы поддержки водителей

Расширенные системы помощи водителю (ADAS) применяются для различных ситуаций. Рассмотрим несколько систем, которые помогают водителю. Некоторые из них только появились, другие – могут исчезнуть, уступив место более продвинутым решениям.

Усовершенствованные системы помощи водителю - это системы и функции, которые предоставляют необходимую информацию, автоматизируют сложные или повторяющиеся задачи с целью обеспечения общего повышения безопасности   для всех участников движения.

Адаптивный круиз-контроль

Адаптивный круиз-контроль (ACC, Adaptive Cruise Control) — устройство, которое поддерживает переменную скорость движения. Система технических средств помогает поддерживать нужную скорость без участия водителя и с соблюдением дистанции от других участников дорожного движения. Первый автомобиль с адаптивным круиз-контролем вышел с конвейера в 1995 году.

Расширенный круиз-контроль позволяет автомобилю замедлится или ускорится в ответ на действия машины впереди него. Большинство ACC автоматически отключается ниже определенного порога скорости.

ACC особенно полезен на шоссе. Для поддержания безопасного расстояния используются данные от лазерных или радиолокационных датчиков. Устройства сначала вычисляют скорость впереди следующих транспортных средств, а затем система адаптивного круиз-контроля рассчитывает и поддерживает подходящую скорость движения. Однако в городской черте водитель должен постоянно следить за действиями других участников дорожного движения.

Адаптивное управление освещением

Адаптивные системы управления освещением предназначены для помощи водителям в обнаружении препятствий в темное время суток. Фары автомобиля могут вращаться, охватывая больший участок проезжей части. Направленные фары используют датчики для определения направления поворота автомобиля. Другие адаптивные системы задействуют датчики, чтобы определить необходимый уровень яркости.

Автоматическое торможение

Автоматическое торможение – это технология, которая предназначена для предотвращения серьезных последствий при возможном столкновении. Принцип действия таких систем, как правило, заключается в том, чтобы замедлить транспортное средство до такой степени, чтобы ущерб для пассажиров и водителя был минимальным. В этих решениях как правило используются датчики и механизмы управления тормозами, и реже — лазеры, радары, видеоданные и данные ГНСС.

Автоматическая парковка

Возможности систем автоматической парковки разнообразны. Одни выполняют за водителя всю работу, другие только выводят на дисплей подсказки для начинающих водителей (эти технологии известны как «параллельная помощь при парковке» или «помощь при парковке»).

Датчики используются для определения приблизительного объема пространства между двумя припаркованными транспортными средствами. Встроенный компьютер вычисляет необходимые углы для поворота руля и скорость. В полностью автоматизированных системах компьютер может взять парковку на себя, управляя необходимыми механизмами машины. Одна из первых систем параллельной парковки была разработана в начале 1930х гг. Она мало чем похожа на современные системы, которые начали разрабатывать с 1990х гг.

Системы обнаружения слепых зон

Системы обнаружения слепых зон задействуют различные датчики и камеры, чтобы определить объекты рядом с автомобилем, но вне поля зрения водителя. При обнаружении препятствий некоторые из этих систем издают сигнал тревоги, другие же просто выводят изображение с камер на монитор.

Системы предотвращения столкновений

Системы предотвращения столкновений используют различные датчики, чтобы определить, может ли транспортное средство столкнуться с другим объектом. Эти системы обычно могут выявлять близость других транспортных средств, пешеходов, животных и различных препятствий на дорогах. Когда автомобиль рискует столкнуться с другим объектом, система оперативно оповестит водителя.

Автомобильные системы предотвращения столкновений действуют в соответствии с принципом: если столкновение неизбежно, правильные меры помогут уменьшить тяжесть последствий при ДТП. Для этого в системах предотвращения столкновений задействуются различные датчики, способные обнаруживать неизбежные препятствия перед движущимся транспортным средством.

Часто датчики в адаптивной системе круиз-контроля выступают одними из поставщиков данных для систем предотвращения аварий. Дополнительно задействуются лазер, радар и т.д.

Системы обнаружения сонливости

Исследования показали, что большое количество аварий происходит ночью и утром, по причине рассеянной концентрации внимания водителей. Утомленные и сонливые водители обладают большим временем реакции.

Системы обнаружения сонливости используют несколько различных средств для определения снижения концентрации внимания у водителя. Для реализации некоторых систем задействуются датчики, определяющие положение головы водителя, положение глаз и лица (признаки опустившихся веков, ослабленные лицевые мышцы). В некоторых системах используются сложные алгоритмы для выявления движений, характерных для засыпания, отрыва рук от руля и т.д.

В случае, если водитель начинает засыпать, включается нарастающий звуковой сигнал, включается световая индикация приборной панели или транспортное средство останавливается, пока водитель не откроет двери и не выйдет из машины.

Системы ночного видения

Существует множество различных реализаций системы ночного видения. Условно их делят на активные пассивные. Активные системы ночного видения используют инфракрасные источники света, невидимые человеческому глазу, и специальные камеры для передачи дополнительных визуальных данных. Эти системы не очень хорошо работают в неблагоприятных погодных условиях, но обеспечивают высококонтрастные изображения транспортных средств, животных и даже неодушевленных предметов.

Пассивные системы полагаются на тепловую энергию, которая исходит от автомобилей, животных и других объектов. Они не задействуют свои собственные источники света. Пассивные системы сталкиваются с трудностями при работе с неодушевленными предметами, имеющими температуру окружающей среды.

GPS-навигатор

Навигационные системы эффективно заменяют бумажные карты. Эти устройства часто способны также обеспечивать голосовое сопровождение по маршруту следования, что избавляет водителя от просмотра экрана.

Системы контроля давления в шинах

Системы контроля давления в шинах предоставляют водителю информацию об уровне ослабления каждой шины без необходимости покидать салон и проводить манипуляции. Большинство из этих систем непосредственно измеряют давление, но некоторые анализируют скорость вращения шин. Каждая шина имеет собственный датчик давления, а передатчики сообщают эту информацию на приемник и передают водителю.

Контроль спуска по холму

Контроль спуска по холму — это усовершенствованная технология помощи водителю, которая позволяет спускаться по крутым склонам. В отличие от круиз-контроля, который обычно работает только с определенной скоростью, системы управления спуска по холму обычно включаются, если транспортное средство движется медленнее, чем 25 км/час.

Системы предупреждения о выезде из полосы движения

Системы предупреждения о вылетах представляют собой группу технологий безопасности, которые в первую очередь предназначены для предотвращения аварий на высокоскоростных автомагистралях и автострадах.

Существует два основных типа. Первый тип — это система предупреждения о проезде, которая контролирует маркировку полосы движения на проезжей части, что позволяет им сигнализировать, когда транспортное средство начинает отклоняться от своей полосы. Второй тип системы часто называют системой контроля за соблюдением дорожной разметки. Если водитель не отвечает на первоначальное предупреждение, система может обычно предпринимать действия для предотвращения дрейфа транспортного средства.

Сергей Платонов, начальник аналитического отдела навигационного холдинга СпейсТим: 

В России в настоящее время наиболее популярные и, по факту единственные, активно распространяемые, системы ADAS, установленные в новых легковых автомобилях на этапе заводской сборки. Большинство этих систем обеспечивает контроль движения автомобиля в полосе, мониторинг слепых зон, предотвращение столкновения (экстренное торможение) с автомобилями или пешеходами, адаптивный круиз-контроль. В премиальном сегменте автомобили могут иметь более специфические подсистемы ADAS, в частности – системы мониторинга усталости водителя, удержания автомобиля в полосе, распознавания дорожных знаков. 

Распространение именно этих систем связано исключительно с тем, что эти они – штатные для автомобиля и внедряются на этапе заводской сборки, поэтому в данном случае ADAS – это серийная опция для автомобиля, которая готова к выходу на массовый потребительский рынок. 

В России в настоящее время затруднено внедрение систем ADAS для коммерческих и государственных потребителей. Здесь речь идет как про «классические» системы ADAS, так и про более профессиональные системы, включающие мониторинг состояния водителя (усталость, сон, потеря концентрации, курение за рулем, разговор по телефону и т.п.). 

Данные системы могли бы быть востребованы при эксплуатации на пассажирском и грузовом транспорте, так как они позволяют повысить безопасность перевозок пассажиров, багажа и грузов, в том числе – опасных. 

Внедрение таких систем тормозится, на наш взгляд, из-за следующих факторов: 

– высокая стоимость большинства имеющихся на рынке систем ADAS (причем, чем качественнее система, тем она дороже) – коммерческие перевозчики экономят каждую копейку, а муниципальные зачастую не имеют достаточных бюджетных средств; 

– неподготовленность дорожной инфраструктуры – как и в случае с беспилотными технологиями большим препятствием для использования в России систем ADAS является систематическое отсутствие дорожной разметки (или то, что она не видна под снегом/грязью), что сразу же делает невозможным реализацию контроля движения в полосе; 

– слабая адаптация решений ADAS под заказчиков в России – для перевозчиков было бы важно, чтобы система ADAS не только предупреждала их водителей, но и имела некий интерфейс диспетчера/руководителя, в котором отображаются тревожные события и формируются отчеты по безопасному вождению; 

– отсутствие нормативной базы, которая обеспечила бы внедрение систем ADAS как минимум в критически важных транспортных областях – перевозки школьными автобусами, «дальнобойные» грузоперевозки, перевозка опасных грузов и т.п. 

В качестве дополнительного сервиса доступен ряд достаточно интересных систем ADAS для мониторинга дорожной обстановки и состояния водителя. 

Эти системы представляют собой комплект из камеры переднего вида, камеры «на водителя» и контроллера обработки данных. Они обеспечивают непрерывный контроль дорожной обстановки впереди автомобиля, а также контроль состояния водителя. 

Преимущество данных систем в том, что они не требуют тесной интеграции с самим автомобилем – их элементы устанавливаются на внешние элементы приборной панели и/или лобового стекла. Максимум, что нужно для их функционирования – это подключение комплекта к бортовой сети автомобиля для электропитания. 

Подобные системы позволяют определять и предупреждать водителя звуковым сигналом о следующих событиях:

– риск столкновения с впереди идущим автомобилем;

– начало движения расположенного впереди автомобиля;

– пересечение левой линии разметки;

– пересечение правой линии разметки;

– риск столкновения с пешеходом/велосипедистом;

– водитель смотрит в сторону от дороги;

– водитель закрыл глаза;

– водитель зевает;

– водитель курит;

– водитель разговаривает по телефону;

– водитель не обнаружен. 

Некоторые подобные системы обеспечивают фотофиксацию указанных событий и/или передачу тревожных сообщений фотоснимками на удаленный сервер.

Данные системы в первую очередь должны быть востребованы у государственных и коммерческих перевозчиков, особенно в критически важных областях. 

За последние два года заключался в плавном внедрении «классических» систем ADAS (контроль полосы, мониторинг слепых зон и т.п.) в автомобилях практически всех сегментов и очень медленном развертывании в коммерческом и пассажирском транспорте (например, Volvo; отечественные ГАЗ, УРАЛ, ЛИАЗ, КАМАЗ и т.д. пока не проявляют интереса к внедрению ADAS). 

Основным фактором продвижения систем ADAS в России должно стать снижение стоимости данных систем, в частности это принципиально важно для коммерческих и государственных перевозчиков. 

Традиционно для России фактором внедрения новой технологии может быть нормативная база, обеспечивающая внедрение систем ADAS. Это было бы крайне актуально для повышения безопасности пассажирских и грузоперевозок хотя бы в критически важных областях транспортных услуг – перевозки школьными автобусами, «дальнобойные» грузоперевозки, перевозка опасных грузов и т.п. 

Александр Глазков, руководитель департамента маркетинга АО «Группа Т-1»:

Если рассматривать международную классификацию ADAS-систем (стандарт SAE J3016), то сегодня в России развитие любых ADAS-систем классом выше третьего, подразумевающих автоматическое принятие решений, затруднено. В первую очередь это связано с неопределенностью «правового» статуса автомобилей с высокой степенью автономности и неготовностью российского законодательства к появлению таких чересчур «умных» автомобилей.

Несмотря на наличие заявляемых автопроизводителями намерений в отношении выпуска самоуправляемых автомобилей, в ближайшие 5-10 лет предстоит проделать еще много работы, в том числе в рамках инициативы «Автонет 2.0». Дорожная карта «Автонет 2.0» должна создать законодательные условия для внедрения перспективных технологий в жизнь.

Развитие инициативы «Автонет 2.0», а также государственная поддержка (или скорее не препятствование) позволят ускорить развитие сегмента ADAS в России в ближайшие два-три года.

Сергей Левченко, исполнительный директор Gurtam по Северной и Южной Америке

Сейчас ADAS постепенно завоевывает популярность в США и в других странах. Для развития этого тренда есть две основополагающие предпосылки. Первая – постоянное совершенствование системы безопасности автомобиля, которая помогает водителю избегать аварий. Вторая заключается в том, что ADAS – это одна из технологий, без которых невозможно представить самоуправляемые автомобили. Например, в США планируют подготовить транспортную инфраструктуру к самоуправляемым автомобилям уже через 5-10 лет.