Samochody, które poruszają się w sposób całkowicie autonomiczny korzystają przeważnie z tych samych technologii, co standardowe pojazdy. Muszą mieć jednak na pokładzie pewne dodatkowe rozwiązania, które muszą zastąpić kierowcę. Oto one.

1/3Galeria

Previous Next

Automatyzacja jazdy ma wpływ na cały samochód: układ napędowy, hamulce, układ kierowniczy, zestaw wskaźników, nawigację i czujniki, jak również na łączność sieciową wewnątrz i na zewnątrz pojazdu. Bosch, jako jedna z niewielu firm na świecie, ma tę wiedzę, gdyż produkuje większość elementów potrzebnych do zautomatyzowanego prowadzenia pojazdów. Są to między innymi:

Connected Horizon

Zautomatyzowane pojazdy polegają na informacjach o otaczającym je środowisku, które wykraczają poza to, co czujniki potrafią gromadzić. Na przykład potrzebują danych w czasie rzeczywistym o natężeniu ruchu, na temat korków i wypadków. Można to osiągnąć tylko poprzez połączenie pojazdu siecią z serwerem. W tym celu Bosch opracował rozwiązanie Connected Horizon, czyli elektroniczny horyzont połączony z siecią. Ten system umożliwia dynamiczny podgląd zbliżającego się odcinka trasy i odpowiednie dostosowanie strategii jazdy. Connected Horizon pozwala pojazdom „myśleć” z wyprzedzeniem, co wpływa na komfort i bezpieczeństwo jazdy. Podłączone do sieci pojazdy są ostrzegane o zagrożeniach za zakrętem lub wzniesieniem, dzięki czemu mogą zwolnić wcześniej.

Elektryczne układy kierownicze

Niezawodne, elektryczne wspomaganie kierownicy jest kluczową technologią dla zautomatyzowanego prowadzenia pojazdu. Funkcja „fail-operational” pozwala kierowcy lub autopilotowi na samodzielne przełączenie w tryb awaryjny i utrzymanie zdolności do kierowania. W rzadkim przypadku pojedynczej awarii pozwala to zachować około 50 procent elektrycznego wspomagania kierownicy. Technologia ta umożliwi producentom samochodów spełnić wymagania dotyczące niezawodności, określone przez amerykański Departament Transportu oraz Narodowe Stowarzyszenie Bezpieczeństwa Pojazdów i Ruchu Drogowego (National Highway Traffic Safety Association, NHTSA) w odniesieniu do pojazdów zautomatyzowanych (Federal Automated Vehicles Policy).

ESP

Elektroniczny układ stabilizacji toru jazdy odgrywa kluczową rolę w przypadku zautomatyzowanego prowadzenia pojazdu. Przekazanie pojazdowi odpowiedzialności za kierowanie stawia szczególne wymagania w odniesieniu do systemów o znaczeniu krytycznym, takich jak na przykład układ hamulcowy. Aby zachować maksymalną kontrolę nad tymi systemami w przypadku awarii, należy zapewnić zabezpieczenie w postaci redundancji (nadmiarowości). W tym przypadku układ ESP i elektromechaniczne wspomaganie hamulców iBooster (patrz opis poniżej) mogą niezależnie zatrzymywac samochód bez konieczności interweniowania ze strony kierowcy. Bosch oferuje ESP jako modułową koncepcję, która zawiera właściwy układ dostosowany do wszystkich wymagań i warunków.

HMI

Zautomatyzowana jazda zmienia obsługę samochodu i wymaga nowoczesnych koncepcji komunikacji między autem a kierowcą. Kierowca musi być w stanie intuicyjnie zrozumieć i używać systemu. Dzięki innowacyjnym zestawom wskaźników Bosch oferuje również obiecujące rozwiązania w tej dziedzinie. Dla przykładu – zestaw bazujący na wyświetlaczu TFT zapewnia maksymalną elastyczność przetwarzania w połączeniu z doskonałą przejrzystością. Korzystając z wyświetlaczy przeziernych typu Head-up, Bosch umieszcza w polu widzenia kierowcy takie informacje jak prędkość jazdy, wskazówki nawigacyjne i ostrzeżenia. Stworzony obraz nakłada się na otoczenie pojazdu w taki sposób, aby wydawał się oddalony na około dwa metry przed pojazdem.

iBooster

Dzięki rozwiązaniu jaki jest iBooster Bosch opracował niezależne od podciśnienia, elektromechaniczne serwo hamulców, które spełnia wymagania stawiane nowoczesnym układom hamulcowym. Rozwiązanie może być stosowane we wszystkich koncepcjach układu napędowego i jest przeznaczone zwłaszcza do pojazdów hybrydowych i elektrycznych. W iBoosterze naciśnięcie pedału hamulca jest rejestrowane za pomocą wbudowanego czujnika położenia pedału i przekazywane do jednostki sterującej. Jednostka sterująca oblicza sygnał załączający dla silnika elektrycznego, który przekształca swój moment obrotowy poprzez dwustopniową przekładnię w wymaganą siłę wspomagania. Dostarczana przez serwo siła zostaje przekształcona w ciśnienie hydrauliczne w standardowej pompie hamulcowej.

Mapy

Bez aktualnych map o wysokiej rozdzielczości nie ma zautomatyzowanej jazdy. Mapy dostarczają pojazdowi informacje o zmieniających się sytuacjach drogowych, takich jak korki czy prace drogowe, które leżą poza zasięgiem pokładowych czujników. Czujniki radarowe i kamery Bosch przechwytują i transmitują ważne dane o ruchu w czasie rzeczywistym, w celu tworzenia map wysokiej rozdzielczości dla zautomatyzowanej jazdy.

Czujniki Lidar

Oprócz czujników radarowych, ultradźwiękowych i kamer, Bosch wykorzystuje w zautomatyzowanych pojazdach testowych także czujniki laserowe typu Lidar. Różne zasady działania czujników doskonale uzupełniają się wzajemnie i poprzez fuzję danych zapewniają niezawodne rozpoznawanie otoczenia samochodu. Zautomatyzowane pojazdy wykorzystują te dane w celu wypracowania strategii jazdy. Bosch uważa czujniki Lidar za ważne uzupełnienie swojego portfolio.

Czujniki radarowe

Czujniki radarowe, stosując jedną z kilku zasad działania czujników, zapewniają ważne w pojazdach zautomatyzowanych informacje o otoczeniu w zakresie 360 stopni i w odległości do 250 metrów. Głównym zadaniem czujnika radarowego jest wykrywanie obiektów i mierzenie ich prędkości oraz położenia w stosunku do ruchu własnego pojazdu. W tym celu czujniki radarowe Bosch wysyłają za pomocą anteny fale radarowe, modulowane częstotliwością w zakresie od 76 do 77 GHz. Fale te są odbijane przez obiekty znajdujące się przed pojazdem. Prędkość względną i odległość obiektów mierzy się przy zastosowaniu efektu Dopplera i opóźnienia czasowego, generowanych przez przesunięcia częstotliwości między emitowanym i odbieranym sygnałem. Porównanie amplitudy i fazy zmierzonych sygnałów radarowych umożliwia wyciągnięcie wniosków dotyczących położenia obiektu.

Czujniki ultradźwiękowe

Czujniki ultradźwiękowe są w zautomatyzowanych pojazdach potrzebne przede wszystkim w celu rozpoznania otoczenia w odległości do 6 metrów i przy niskich prędkościach, na przykład podczas parkowania. Czujniki wykorzystują technikę sonarową, którą przykładowo wykorzystują nietoperze w orientowaniu się w terenie. Emitują krótkie sygnały ultradźwiękowe odbijane następnie przez przeszkody. Echa są rejestrowane przez czujniki i analizowane przez jednostkę sterującą.

Kamera stereo

Dzięki trójwymiarowemu zakresowi pomiarowemu przekraczającemu 50 metrów, kamera wideo Bosch dostarcza ważnych informacji optycznych, dotyczących otoczenia pojazdu. Każdy z dwóch bardzo czułych czujników obrazu, wyposażonych w rozpoznawanie kolorów oraz technikę CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), ma rozdzielczość 1280 x 960 pikseli i jest w stanie przetwarzać silne kontrasty. Odległość między osiami optycznymi obu soczewek wynosi zaledwie 12 centymetrów. Kamera stereo nie tylko przechwytuje obiekty przestrzennie i oblicza ich odległość, ale także określa wolne przestrzenie. Informacje pochodzące z czujnika są łączone z danymi pochodzącymi z czujników pracujących na innych zasadach, aby wygenerować model otoczenia dla pojazdów poruszających się w sposób zautomatyzowany.