что такое система предотвращения столкновения в машине

Автомобильная система предотвращения столкновений

Работа над повышением безопасности использования автомобилей ведётся непрерывно. Некоторые системы уже в обязательном порядке устанавливаются в новые автомобили. Система предупреждения о столкновении пока ещё не признана обязательным элементом в выпускаемых машинах, но популярностью пользуется немалой.

Вникаем в суть системы

По названию уже становится понятной суть этой инновации — недопущение совершения наезда на объект, который находится впереди. Реализуется эта функция посредством принудительного торможения в тот момент, когда система считает ситуацию опасной, а столкновение неизбежным. Если к работе присоединяется ещё и адаптивный круиз-контроль, то автомобиль будет всегда находиться на безопасном расстоянии от впереди следующего участника движения.

Существующие варианты системы антистолкновения

Многие компании-производители автомобильной промышленности разработали свои варианты этой уникальной технологии, которая способна предотвратить аварию и спасти жизни людей. Но суть остаётся такой же: в автомобиле автоматически включаются тормоза в том случае, если водитель не реагирует на опасное сближение с объектом, который находится в движении или стоит с выключенным двигателем.

Ранее практиковалась другая система, которой было далеко до совершенства. Она предполагала использование только радара, а это не могло обеспечить высокой эффективности. Новая разработка основывается не только на радаре, но ещё предполагает использование камеры. Именно последний элемент фиксирует положение ближнего автомобиля. Радиус действия радара составляет 150 метров, а камеры — 55 метров. Это значит, что система следит за всеми объектами, которые попадают в радиус действия камеры. Информация, поступающая с этих двух элементов, обрабатывается и сравнивается по современной технологии Data Fusion, что также позволило повысить эффективность системы.

Много усилий приложили автопроизводители, чтобы их разработки начинали активные действия только в случае неизбежного столкновения. Этот фактор очень важен в условиях большого города, на дорогах которого наблюдается плотное передвижение транспорта. Низкий уровень ложных оповещений — это важное и довольно редкое преимущество технологии предотвращения столкновений.

Для пользователя удобной является возможность менять настройки и выбирать рабочий режим, адаптируя таким образом систему к условиям передвижения.

Схема работы

Раз уж мы начали рассматривать одну из систем безопасности, то стоит детально рассмотреть принцип её работы. Он состоит из нескольких этапов, которые приводятся в действие последовательно.

Можно привести несколько случаев, на которые система отреагирует снижением скорости:

На полную остановку машины надеяться приходится не всегда, но даже при некотором снижении скорости риск травматизма снижается в разы.

Дополнительные функции

Эффективность предотвращения столкновения можно повысить за счёт использования дополнительных систем.

Адаптивный круиз-контроль ACC

Система предупреждения о столкновении должна работать совместно с адаптивным круиз-контролем ACC. Эта разработка следит за соблюдением безопасной дистанции между вашим автомобилем и впереди стоящим. Такая функция очень удобна во время передвижения в пробках.

Непрерывно работает радар, который измеряет расстояние до каждого автомобиля. Система обрабатывает эту информацию и рассчитывает скорость, при которой критическое сближение будет невозможным. Добавляет удобства пользователю возможность выставления своих параметров, в пределах которых будет работать адаптивный круиз-контроль.

Система следит за скоростью передвижения соседнего автомобиля и быстро реагирует на её снижение. Таким образом, водитель может не держать себя в постоянном напряжении и доверить некоторую часть управления автоэлектронике.

Оповещение сокращения дистанции

Передвижение в плотном потоке машин облегчается благодаря системе, которая следит за сокращением дистанции и оповещает водителя в случае возникновения опасной ситуации. Эта функция называется Distance Alert, она может служить альтернативой для адаптивного круиз-контроля. Если последняя система неактивна, то контроль за дорогой выполняет Distance Alert.

Внимание водителя привлекается благодаря предупредительному сигналу, который располагается внизу на лобовом стекле — как раз в зоне видимости.

Технология обнаружения пешеходов

Все возможности, которые были описаны выше, имеют отношение только к автомобилям. Но ведь машина может сталкиваться не только с себе подобными, но и с пешеходами. Была разработана отдельная система, которая направлена на обнаружение людей, находящихся возле автомобиля. При выявлении близстоящего человека, автомобиль принудительно снижает скорость.

В результате работы этой технологии можно снизить силу удара или вовсе избежать столкновения с пешеходом. Исследования показали, что использование системы обнаружения пешеходов сокращает смертность в результате аварий, снижает вероятность получения тяжёлых травм и уменьшает количество наездов.

Возможности этой технологической разработки впечатляют. Она отлично работает в условиях большого города, отслеживает сразу нескольких пешеходов, которые могут передвигаться в различных направлениях, определяет людей с зонтами в условиях дождливой погоды.

Система поможет предотвратить столкновение с пешеходом

Недостатки

Специалистам ещё есть над чем работать. Технологии предотвращения столкновения работают неудовлетворительно при плохой погоде и в тёмное время суток. Также влияет на качество работы дорожная разметка, её количество и качество. Если камера недостаточно хорошо различает разделительные линии, то работа системы снижается. Равно как и во время густого тумана, недостаточного освещения, снегопада и при других неблагоприятных условиях.

Глупо полностью полагаться на электронику. В любом случае водитель несёт ответственность за жизни людей и сохранность имущества. Эти системы нужно воспринимать как страховку и помощь, а не перекладывать на них всю работу водителя.

Источник

Пешеходы vs Система автономного экстренного торможения

AEB — система автономного экстренного торможения автомобиля (Automatic Emergency Braking).
ADAS — система помощи водителю (advanced driver-assistance systems).

В прошлом году AAA (American Automobile Association) провела испытания (сохраненная гугл-копия отчета) на автомобилях, оснащенных ADAS, специально ориентированных на обнаружение пешеходов (AEB-P). Тестирование AEB-P проходило на четырех автомобилях 2019 модельного года: Chevrolet Malibu с Front Pedestrian Braking, Honda Accord с системой торможения Honda Sensing-Collision, Tesla Model 3 с Automatic Emergency Braking и Toyota Camry с Toyota Safety Sense.

Вот основные выводы:

Предупреждение о столкновении vs предотвращение столкновения

Важно отметить разницу между предупреждением о столкновении и системой предотвращения столкновений. Система предупреждения предупредит водителя о неминуемом столкновении, но не предпримет никаких маневров уклонения (таких как торможение). Система предотвращения предупреждает водителя, и если никаких действий не будет предпринято, система начнет тормозить, чтобы избежать или уменьшить серьезность столкновения.

«Система предотвращения» было тем, что ААА оценивала в своих тестах «обнаружения пешеходов».

Для любого непрофессионала вид автомобиля с ADAS, не останавливающегося перед пешеходом, является шоком. Несмотря на то, что результаты тестов AAA получили широкое освещение в прессе, видео заставляет задуматься о множестве вопросов оставшихся без ответа.

На всех четырех транспортных средствах, протестированных AAA, используется «камера + радар». Учитывая эту комбинацию, какие элементы заставляют функции AEB-P функционировать так неэффективно?

Что делает AEB-P таким сложным для реализации?

Фил Магни, основатель и директор VSI Labs, сказал EE Times: «AEB является фундаментальным для ADAS и вы даже не могли бы думать об автоматическом вождении без него. Кроме того, это самое важное из всех функциональных возможностей ADAS и является единственным приложением, которое имеет потенциал для спасения большинства жизней.»

Однако Фил Магни делает решающее различие между AEB и AEB-P. «AEB-P, адаптированный к пешеходам, — подчеркнул он, — это „на порядок сложнее, чем AEB.“

Итак, в чем сложности?

Эксперты часто ссылаются на ложные срабатывания, к которым склонны радары, и ограниченное поле зрения, обеспечиваемое датчиками изображения. Даже когда радары и камеры объединены, слившиеся данные все равно могут дать лишь ограниченное представление об окружающей среде транспортного средства.

Пожалуй, самым важным является вопрос стоимости. Автопроизводители, как правило, используют менее дорогостоящие датчики для автомобилей ADAS. Учитывая, что функции ADAS ожидаются в автомобилях массового рынка, маловероятно, что производители автомобилей выложат больше денег за специальные датчики — будь то лидар или тепловизор — чтобы снизить вероятность ложного срабатывания AEB-P.

Ложное срабатывание

Фил Магни отметил, что AEB — это трудно, потому что „ложные срабатывания в контексте AEB сами по себе могут привести к смертельным опасностям.“

Фил Магни объяснил, что радар является критическим компонентом в системах AEB, благодаря своей способности измерять время до столкновения. Но радар также подвержен ложным срабатываниям, например, принимая припаркованные автомобили за опасные объекты.

»Итак, в конечном итоге вам придется отфильтровывать много данных в интересах ограничения ложных срабатываний. У вас также есть много шума в радаре, и это тоже может привести к ложным срабатываниям. Вот почему вы время от времени получаете странные предупреждения о столкновении, если ваш автомобиль имеет функцию предупреждения о столкновении.»

На фоне общих данных по AEB эксперт объяснил: «AEB-P значительно повышает требования к производительности, потому что теперь вам нужно идентифицировать и отслеживать людей на вашем пути». Он признал, что радар становится лучше, «но ему все еще не хватает уверенности, когда имеешь дело с людьми, поэтому вы обычно соединяете его с камерой».

Но вот в чем дело. «Хотя соединение камеры с радаром AEB-P имеет хороший результат, он может быть недостаточным».

По мнению эксперта, «существует так много условий окружающей среды, которые ограничивают производительность камеры, и это приводит к низкой производительности современных систем AEB-P».

Узкое поле зрения

Аналитик компании Yole Développement сказал EE Times, что успех системы AEB, основанной на камере, или радаре, или камере+радаре, или камере+лазерном дальнометре, показали хорошие результаты с точки зрения безопасности. Мир видит «более или менее на 50 процентов меньше аварий и смертельных исходов и на 10-15 процентов меньше аварий/смертельных исходов в целом», — отметил он.

В марте 2016 года большинство американских производителей оборудования пообещали установить AEB на всех автомобилях к 2022 году. В апреле 2019 года парламент ЕС также проголосовал за обязательное оснащение к 2022 году. (Источник: Yole Développement)

Но когда та же технология AEB применяется для обнаружения пешеходов, статистика — на 10-15 процентов меньше аварий/смертельных исходов — не так утешительна.

Отвечая на вопрос, почему AEB-P трудно сделать, эксперт сказал, что проблема заключается в «относительно узком поле зрения» перед автомобилем в системах AEB первого поколения.

В этих системах первого поколения используются процессоры Vision, такие как Intel-Mobileye EyQ3 (в GM, Ford, VW) или Toshiba Visconti 2 (в Toyota). Ссылаясь на относительно узкое поле зрения этих транспортных средств, эксперт отметил: «Это основная причина, по которой система AEB не может понять намного больше, чем то, что происходит перед автомобилем».

По оценкам экспертов, система AEB первого поколения уже развернута примерно в 6% автомобилей на дорогах и в 30% новых автомобилей. Эффективность AEB первого поколения составляет от 10 до 15 процентов, поэтому автомобили, оснащенные AEB в Северной Америке и Европе к 2022 году, будут далеки от достижения часто цитируемой цели «Vision Zero».

Но со временем, как ожидается, все станет лучше.

«Новое поколение систем AEB основано на Intel-Mobileye EyeQ4 или Visconti 4, и они улучшат этот параметр FOV, как правило, за счет увеличения числа камер с более широким полем обзора», — отметил эксперт.

«Сегодня мы не знаем о преимуществах тройной камеры по сравнению с монокамерой, но она должна быть лучше».

Далее идут системы AEB третьего поколения. Эксперт отметил, что они будут использовать камеры полного радиуса действия. «Это то, что Тесла будет делать со своим полностью самоуправляемым компьютером (FSD). Zenuity также предоставляет такой подход к OEM-производителям», — добавил он. «Будучи осведомленным о полной окружающей среде, AEB должен со временем улучшаться. Но вопрос в том, как быстро?

Что должно произойти, чтобы AEB защитил пешеходов от столкновения с автомобилем ADAS? эксперты предполагают, что понадобится давление на автопроизводителей со стороны регулирующих органов или протест со стороны широкой общественности.

Что нам нужно для эффективного AEB-P?

Flir предлагает свою тепловизионную технологию для AEB-P. Компания заявляет, что их тепловизор дает „дополнительные данные для RGB-камер и радаров. Поскольку тепловизионные камеры «видят» тепло, Крис Пош, технический директор Flir, отвечающий за автомобильную промышленность, сказал: “Мы можем обнаружить пешеходов в сложных условиях, в том числе ночью, сквозь блики солнца, фар и туман». Flir утверждает, что он может видеть в четыре раза дальше, чем типичные фары в темноте.

Тем временем на выставке CES компания Prophesee из Парижа показала видео, созданное неназванным автопроизводителем в Германии. Они сравнивают систему AEB, использующую обычную камеру, с event-driven камерой. На видео было видно, что камера Prophesee постоянно набирала больше очков при обнаружении пешехода.

Есть три способа, чтобы преодолеть препятствие с улучшением AEB-P.

Тепловизоры

Среди доступных сейчас решений, перспективными являются тепловизионные камеры. По сравнению с обычными RGB-камерами, эксперт из VSI Labs сказал: «Тепловая энергия намного лучше обнаруживает и классифицирует пешеходов, потому что классификация основана на тепловой характеристике объекта, а не на видимом свете».

Но самый часто задаваемый вопрос о тепловизионных камерах — это стоимость. Если автопроизводители добавят тепловизионную камеру в автомобиль с ADAS, чтобы обеспечить эффективный AEB-P, сколько это будет стоить? Крис Пош рассказал EE Times, «Они будут стоить сотни долларов, а не тысячи, как в случае с лидарами».

Хотя тепловизионные камеры Flir уже разработаны в некоторых моделях BMW, Audi и других, они не предназначены и не настроены для AEB-P. Вместо этого они могут обнаружить животных на дороге ночью. Для приложений AEB-P Flir разработала новую тепловизионную VGA камеру, разрешение которой в четыре раза выше, чем у современных тепловизионных автомобильных камер.

Прошлой осенью Veoneer (шведский поставщик автомобильных технологий) выбрал для себя Flir для контракта на производство автономных автомобилей четвертого уровня с ведущим мировым автопроизводителем (на 2021 год).

Как это можно проверить

VSI Labs, с которой Flir заключил контракт, работает над проверкой концепции, чтобы продемонстрировать преимущества тепловизоров для автоматического экстренного торможения. Лаборатории VSI провели первоначальные тесты в декабре 2019 года в Американском центре мобильности недалеко от Детройта.

Модель VSI Labs для этого тестирования AEB-P использовала, по словам Магни, один радар Delphi ESR в сочетании с камерой Flir. «У нас был отключен RGB канал в этом тесте. Нам пришлось объединить данные с других датчиков, поступающие от шины CAN, такие как инерция, скорость вращения колеса, угол поворота руля, положение педали и т. д. Это было необходимо для программирования функциональности AEB».

Помимо утверждения, что в качестве пассивного датчика ничто не обнаруживает пешеходов лучше, чем тепловизионная камера, Фил Магни упомянул о роли искусственного интеллекта для эффективности тепловизоров.

Он заявил: «В VSI мы доказали, что применение искусственного интеллекта для захвата теплового изображения способно превзойти традиционную RGB-камеру». Лаборатории VSI обучили свою нейронную сеть, используя набор данных Flir ADK (автомобильный набор разработки)». Он отметил, что «набор данных содержит примерно более 40 000 аннотированных тепловых изображений». «VSI также разработал алгоритмы AEB, а затем провел многочисленные тесты в ACM (Active Control Mount)», пояснил он.

Фил Магни пришел к выводу, что в целом тепловизионная камера лучше распознавала и классифицировала пешеходов в условиях низкой освещенности и загроможденных условиях. «Тепловизор также выявил пешеходов, которые были частично закрыты», — добавил он.

Кроме того, он сказал: «что нам нравится в Flir, так это их Automotive Development Kit, поскольку это дает разработчику возможность создавать свои собственные алгоритмы обнаружения.»

Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Источник

Как работают системы предотвращения столкновений

Как работают системы предотвращения столкновений на низких скоростях и почему радары и камеры становятся уже обязательными для многих автопроизводителей? Разбираемся в сути вопроса.

Когда?

Концепт-кар Cadillac Cyclone XP-74, показанный в 1959-м, уже был оснащен передними радарами. Но исследования их реального применения в автомобиле начались только в семидесятых годах, а серийно систему автоматического торможения предложили в 2003 году на Honda Inspire.

Системы автоматического торможения (AEB, Automatic Emergency Braking) работают всегда. В их основе один или несколько фронтальных датчиков под лобовым стеклом или в переднем бампере. В первой фазе они предупреждают водителя с помощью звуковых и визуальных сигналов о необходимости замедлиться.

Зачем?

Самая распространенная авария – столкновение на низкой скорости. Их число растет из-за того, что водители часто отвлекаются. Системы AEB в 35% случаев полностью предотвращают, а еще в половине значительно снижают тяжесть последствий ДТП, в том числе с участием пешехода или велосипедиста.

Системы автоматического торможения определяют препятствия разных типов – это и автомобили, едущие впереди, и пешеходы, и велосипедисты. При этом главное назначение технологии в современном мире пока все-таки только предотвращение столкновения двух автомобилей

Сколько?

Система автоматического торможения предлагается как в базовом оснащении, так и в качестве отдельной опции или части пакета оснащения, повышающего безопасность.

Как работает?

Системы AEB используют не только стандартную тормозную систему, но и датчики, распознающие транспортные средства и пеше­ходов перед автомобилем. Электроника определяет относительную скорость и расстояние между машиной и препят­ствием. При риске столкновения Automatic Emergency Braking предупреждает водителя и задействует преднатяжители ремней безопасности, чтобы повысить их эффективность при неминуемом столкновении. Также она может дать команду подвести тормозные колодки ближе к дискам, чтобы сократить время реакции и тормозной путь. Если же водитель не реагирует, автомобиль выполняет торможение сам для предотвращения ДТП или снижения тяжести его последствий. Обычно в системе используют лидары (Light Detection and Ranging) и радары в сочетании с камерой и программным обеспечением, распознающим изображения. Однако есть AEB, использующие только стереоскопическую камеру, как Eyesight Hitachi у Subaru или Bosch у Land Rover Discovery Sport.

Способы распознавания препятствий в разных системах и у разных автопроизводителей могут сильно отличаться – это касается как «харда», датчиков разных типов, так и «софта» – программ, обрабатывающих данные радаров

Влияет на звезды

Наличие на автомобиле системы автономного экстренного торможения прямо влияет на то, какой рейтинг по безопас­ности ему будет присвоен. Ассоциация по проведению независимых краш-тестов Euro NCAP – самая престижная в мире – оценивает этот параметр еще с 2014 года. При этом в 2018 году правила были ужесточены. Автопроизводителям теперь недостаточно предложить функцию автоматического торможения как опцию или установить на машину систему, работающую недостаточно эффективно. Стремление сэкономить приведет к понижению оценки за безопасность. А на звезды Euro NCAP европейские покупатели смотрят очень внимательно, даже если не всегда понимают, что именно они означают.

Эксперты Euro NCAP, испытывая новые автомобили, оценивают работу системы автономного торможения «в связке» с функцией предупреждения о возможном фронтальном столкновении. Для этого проводятся тесты сразу по трем разным сценариям: сближение с неподвижным автомобилем на скорости 30–80 км/ч, сближение с автомобилем, движущимся впереди с меньшей скоростью, и движение за автомобилем, который внезапно начинает тормозить. Последний сценарий подразумевает скорость в 50 км/ч и два теста с плавным и резким торможением. Высокие оценки Euro NCAP получают те системы, которые смогли в таких условиях или полностью предотвратить столкновение, или обеспечить незначительность повреждений.

Підпишіться на наш Telegram-канал або читайте нас в Google News, щоб нічого не пропустити.

Источник

Автомобильная система предотвращения столкновений: предназначение и принцип работы

Внезапно появившийся на дороге пешеход или незамеченное препятствие, провоцирующее ДТП – ситуации, которых опасается любой водитель. Чтобы снизить риски, производители современных машин разработали систему автоматического предотвращения столкновений. Каждый автоконцерн реализует ее по-своему, но принцип у всех одинаков. Насколько эффективно и полезно данное нововведение, мы расскажем ниже.

Назначение системы

Система, в зависимости от ее уровня и стоимости машины, распознает неподвижные и динамичные объекты, а также дорожную разметку, и предупреждает водителя о том, что дистанция между автомобилем и препятствием стремительно сокращается. Как правило, для этих целей есть световые индикаторы, звуковые сигналы и текстовые уведомления на экране бортового компьютера.

Если водитель растерялся и не успел отреагировать, система включает функцию сброса скорости или автоматического торможения. Это очень полезно в непредвиденных ситуациях, например, когда другой автомобиль решил не уступать дорогу, хотя был обязан по правилам поступить именно так, или когда пешеход спонтанно счел, что успеет перебежать проезжую часть. Даже если столкновение все-таки случится, то, по крайней мере, минимизируются последствия аварии.

Пока что система совершенствуется и не является законодательно обязательным атрибутом автомобиля, но существенно облегчает жизнь водителю.

Как реализуется предотвращение столкновений

На благо системы работают три основные технологии: Data Fusion, Distance Alert и Pedestrian Detection System. Первая управляет элементами, обнаруживающими тревожную ситуацию, вторая — следит за статичными препятствиями и другими машинами, а третья – за людьми, которые могут появиться на дороге.

Чтобы распознать опасную ситуацию и выдать предупреждение, используются специальные радары и камеры. В более старых системах были исключительно радары, которые не всегда правильно оценивали происходящее и автоматически активировали тормоза, когда это было совсем не нужно. После жалоб водителей, не по своей воле замерших посреди оживленной магистрали и получивших справедливые нарекания других участников дорожного движения, разработчики принялись усовершенствовать систему и добавили камеры.

Теперь процесс предотвращения столкновений происходит так:

Последнее происходит не всегда: некоторые системы только сбрасывают скорость, вверяя остановку человеку. Это происходит в таких ситуациях, как:

Недостатки системы

Система предотвращения столкновений обладает не только достоинствами, но и рядом недостатков, с которыми продолжают бороться производители:

Несмотря на некоторые недочёты, полиция отмечает, что данная система сокращает аварийные ситуации на 20%. И это при том, что она есть далеко не в каждой машине.

Технологии, улучшающие работу системы

Работу системы могут улучшить дополнительные технологии, например, круиз-контроль АСС. Ею очень удобно пользоваться на оживленных городских улицах, где часто возникают заторы и приходится маневрировать. Радары измеряют расстояние от контролируемой машины до впереди стоящей и сообщают, что дистанцию пора увеличить.

Технология экстренного торможения Active City Stop – работает на лазерных детекторах, которые могут помочь обнаружить препятствие в непогоду. Однако она эффективно работает только в связке с вышеописанными технологиями: сама по себе снижает скорость не очень качественно, и тормозит при условии, что машина едет 15 км/ч (что, как вы понимаете, бывает достаточно редко).

Источник