Piesi zasłonięci przez pojazdy, rowerzyści jadący na przejściu, nagle ruszające autobusy miejskie – w ruchu miejskim można się szybko pogubić. W jaki sposób lampy uliczne sprawią, że ruch w centrach miast stanie się bezpieczniejszy, a autonomicznie poruszające się pojazdy będą miały pogląd na sytuację na drodze? To temat projektu badawczego „MEC-View“.

Założeniem projektu MEC-View było wyposażenie latarni w czujniki wideo i lidary, które wykorzystując zaawansowaną technologię telefonii komórkowej dostarczają pojazdom krytycznych informacji w czasie rzeczywistym, umożliwiając im wykrywanie przeszkód – czy to innych samochodów, rowerzystów czy pieszych – w sposób szybki i niezawodny. Po ponad trzech latach prac, badacze są gotowi do przedstawienia wyników projektu. Partnerami projektu, który otrzymał dofinansowanie w wysokości 5,5 miliona euro z niemieckiego Federalnego Ministerstwa Gospodarki i Energii (BMWi) są oprócz firmy Bosch, lidera konsorcjum, również Mercedes-Benz, Nokia, Osram, TomTom, IT Designers oraz uniwersytety w Duisburg, Essen i Ulm. Partnerem stowarzyszonym projektu jest miasto Ulm, które przez ostatnie trzy lata było poligonem doświadczalnym dla czujników na latarniach ulicznych i technologii łączności sieciowej. Wiedza zdobyta w ramach projektu posłuży teraz do dalszego rozwoju techniki motoryzacyjnej, zautomatyzowanej jazdy i technologii telefonii komórkowej. Ponadto stworzona infrastruktura może być teraz wykorzystana w dalszych projektach badawczych.

Z lotu ptaka dla lepszej perspektywy

Sięgające sześciu metrów latarnie górują nad ruchem ulicznym. Mają dokładny widok z lotu ptaka na rozwój sytuacji na zatłoczonych skrzyżowaniach – i właśnie takiej wiedzy będą potrzebować zautomatyzowane pojazdy w przyszłości. Co prawda zamontowane w pojeździe kamery, radary i czujniki lidarowe dają precyzyjny podgląd 360 stopni, jednak widok z perspektywy samego pojazdu nie zawsze wystarcza, aby zobaczyć pieszego zasłoniętego przez ciężarówkę, samochód wyjeżdżający z ukrytej uliczki lub rowerzystę zbliżającego się od tyłu i szybko zmieniającego pas.

– Ponieważ sam pojazd nie może widzieć przez ściany budynków, ani tego co jest za rogiem, używamy czujników oświetlenia ulicznego, aby rozszerzyć pole monitorowane przez czujniki samochodu – mówi dr Rüdiger Walter Henn, który kieruje projektem „MEC-View” z ramienia firmy Bosch.

Partnerzy projektu opracowali odpowiedni do tego celu sprzęt i oprogramowanie. System przetwarza obrazy i sygnały z czujników infrastruktury, łączy je z mapami cyfrowymi o wysokiej rozdzielczości (mapy HD) i przesyła je do pojazdu za pośrednictwem telefonii komórkowej. Tam dane łączą się z informacjami z własnych czujników pojazdu, aby stworzyć dokładny obraz sytuacji, uwzględniając wszystkich istotnych uczestników ruchu.

Bezprzewodowa transmisja danych

Zaawansowana technologia komórkowa umożliwia transmisję informacji z czujników o bardzo niskim opóźnieniu. Podczas gdy w projekcie „MEC-View” do tego celu wykorzystano technologię łączności mobilnej LTE ze zoptymalizowaną konfiguracją, to podstawową funkcją jest transmisja danych w czasie rzeczywistym, w nowym standardzie komunikacji 5G. Podstawowym zadaniem zoptymalizowanej pod kątem opóźnień komunikacji mobilnej jest nie tylko praktycznie natychmiastowa bezprzewodowa transmisja danych, ale także przetwarzanie tych danych możliwie jak najbliżej źródła. To zadanie jest wykonywane przez specjalne komputery, zwane mobilnymi serwerami obliczeniowymi (Mobile Edge Computing Server, w skrócie serwery MEC), które są zintegrowane bezpośrednio z siecią komórkową. Łączą dane z czujników oświetlenia ulicznego z danymi z czujników monitorujących otoczenie pojazdu oraz pochodzącymi z bardzo dokładnych map cyfrowych. Na tej podstawie generują model lokalnego otoczenia, który zawiera wszystkie dostępne informacje na temat bieżącej sytuacji na drodze, i udostępniają ten model pojazdom za pomocą telefonii komórkowej. W przyszłości obiekty takie jak miejskie centra kontroli ruchu mogłyby być wyposażone w tego typu serwery, aby mogły dzielić się danymi ze wszystkimi pojazdami, niezależnie od ich marki, oraz innymi użytkownikami dróg.

Płynne włączanie się do ruchu

W Ulm partnerzy projektu testują interakcję prototypów zautomatyzowanych pojazdów oraz czujników infrastruktury w rzeczywistych warunkach drogowych od 2018 r. Jedno skrzyżowanie w dzielnicy Lehr w Ulm jest znane z braku dobrej widoczności we wszystkich kierunkach. Latarnie w tym miejscu zostały wyposażone w czujniki, które pomagają zautomatyzowanym pojazdom pokonywać skrzyżowanie. Pojazdy zbliżają się do trudnego do zobaczenia skrzyżowania, na przykład z bocznej ulicy, a następnie skręcają na główną drogę. Dzięki nowo opracowanej technologii, zautomatyzowany prototyp rozpoznaje teraz wcześniej użytkowników dróg i może odpowiednio dostosować swoją strategię jazdy. W rezultacie pojazd rejestruje lukę w ruchu na głównej drodze i włącza się bez zatrzymywania. Dzięki temu ruch miejski stanie się nie tylko bezpieczniejszy, ale także bardziej płynny. Infrastruktura zbudowana na potrzeby projektu pozostanie w Ulm, gdzie będzie dostępna do wykorzystania w kolejnych projektach badawczych.