Co je systém ADAS? Vysvětlení pokročilé asistence řidiče

Pokročilé asistenční systémy pro řidiče (ADAS) patří mezi nejvýznamnější bezpečnostní pokroky v moderních vozidlech. Tato inteligentní zařízení kombinují senzory, kamery a software, aby zlepšila povědomí řidiče, snížila počet nehod a zvýšila celkovou bezpečnost silničního provozu. Ať už hledáte nové auto, nebo se jen zajímáte o vědecké poznatky, které jsou základem bezpečnostních prvků vašeho vozu, znalost systémů ADAS je v dnešní automobilové scéně klíčová.

Co je to systém ADAS?

Pokročilé asistenční systémy pro řidiče (ADAS) jsou elektronické technologie, které pomáhají řidičům s řízením a parkováním. Namísto úplné automatizace procesu řízení využívá ADAS rozhraní člověk-stroj ke zvýšení kapacity a bezpečnosti řidiče prostřednictvím včasného varování a automatizovaných systémů.

Technologie ADAS mají za cíl snížit četnost a závažnost dopravních nehod snížením lidské chyby, která podle Národního úřadu pro bezpečnost silničního provozu (NHTSA) představuje přibližně 94 % všech dopravních nehod. Tyto systémy poskytují důležité informace o dopravních podmínkách, uzavírkách silnic, úrovni dopravní zácpy a doporučených trasách a zároveň měří bdělost a výkon řidiče.

Pokud je rozpoznáno nebezpečí, může systém ADAS dokonce převzít řízení od řidiče a provádět jednoduché úkony, jako je tempomat, nebo složitější pohyby, jako je nouzové brzdění nebo autonomní parkování. Konečným cílem je zvýšit bezpečnost silnic zohledněním lidských limitů a chyb.

Klíčové komponenty systémů ADAS

Systémy ADAS se pro efektivní fungování spoléhají na sofistikovanou síť senzorů, kamer a softwaru. Pochopení těchto komponent pomáhá vysvětlit, jak tyto systémy spolupracují a zvyšují bezpečnost vozidel.

Senzory a hardware

Kamery: Tyto senzory, namontované v blízkosti čelního skla, poskytují vizuální data pro detekci jízdních pruhů, rozpoznávání dopravních značek a identifikaci chodců.

Radarové senzory: Používá se k detekci rychlosti a vzdálenosti objektů, což je klíčové pro adaptivní tempomat a systémy varování před kolizí.

Lidar (detekce světla a měření vzdálenosti): Vytváří detailní 3D mapy okolí vozidla pomocí laserových pulzů.

Ultrazvukové senzory: Obvykle se používá pro detekci krátkého dosahu během parkovacích manévrů.

Infračervené senzory: Umožněte noční vidění detekcí tepelných signálů.



Software a zpracování

Algoritmy počítačového vidění: Software, který interpretuje vizuální data k rozpoznávání objektů, jízdních pruhů a značek.

Fúze senzorů: Technologie, která kombinuje data z více senzorů a vytváří tak komplexní pohled na okolí.

Systémy strojového učení: Pokročilé algoritmy, které v průběhu času zlepšují výkon učením se z jízdních vzorců.

Rozhraní člověk-stroj: Displeje a ovládací prvky, které sdělují informace ze systému ADAS řidiči.

Jak fungují systémy ADAS?

Systémy ADAS fungují na principu nepřetržitého sběru, zpracování a odezvy dat. Tento sofistikovaný proces probíhá v milisekundách, což umožňuje pomoc v reálném čase, která může předcházet nehodám a zlepšovat jízdní výkon.

Provozní cyklus ADAS

1. Sběr dat: Senzory nepřetržitě monitorují okolí vozidla a shromažďují informace o stavu vozovky, ostatních vozidlech, chodcích a překážkách.

2. Zpracování dat: Elektronické řídicí jednotky systému analyzují tato data pomocí složitých algoritmů k identifikaci potenciálních nebezpečí nebo situací vyžadujících pomoc.

3. Rozhodování: Na základě zpracovaných dat systém určí, zda řidiče upozorní, nebo zda podnikne přímé kroky.

4. Upozornění řidiče nebo zásah systému: V závislosti na situaci a úrovni automatizace systém buď varuje řidiče vizuální, zvukovou nebo haptickou zpětnou vazbou, nebo zasahuje přímo ovládáním funkcí vozidla.

5. Nepřetržité monitorování: Cyklus se opakuje nepřetržitě a systém neustále aktualizuje své znalosti o jízdním prostředí.

Tento provozní cyklus umožňuje systému ADAS poskytovat včasnou pomoc, která doplňuje schopnosti lidského řízení. Například když vozidlo vpředu náhle zabrzdí, systém varování před čelní srážkou detekuje zkracující se vzdálenost, zpracuje to jako potenciální riziko kolize a upozorní řidiče nebo v případě potřeby aktivuje automatické nouzové brzdění – to vše během zlomku sekundy.

Běžné funkce ADAS

Pasivní systémy ADAS

Tyto systémy upozorňují řidiče na potenciální nebezpečí, ale vyžadují, aby řidič podnikl kroky:

 Systém varování před opuštěním jízdního pruhu (LDW): Upozorní, když vozidlo začne vyjíždět z jízdního pruhu bez aktivovaného směrového světla.

 Varování před čelní srážkou (FCW): Varuje před bezprostřední srážkou s vozidlem vpředu.

 Detekce mrtvého úhlu: Monitoruje oblasti, které může být pro řidiče obtížně viditelné, a upozorňuje vozidla, když do těchto zón vjedou.

 Detekce ospalosti řidiče: Monitoruje chování řidiče a zjišťuje známky únavy a v případě potřeby vydává upozornění.

 Rozpoznávání dopravních značek: Identifikuje dopravní značky a zobrazuje je řidiči.

Aktivní systémy ADAS

Tyto systémy mohou převzít kontrolu nad určitými funkcemi vozidla, aby se zabránilo nehodám:

Adaptivní tempomat (ACC): Automaticky upravuje rychlost vozidla tak, aby udržoval bezpečnou vzdálenost od vozidel jedoucích vpředu.

 Automatické nouzové brzdění (AEB): Detekuje potenciální kolizi a aktivuje brzdy, pokud řidič nereaguje.

 Asistent pro udržování v jízdním pruhu (LKA): Aktivně řídí vozidlo tak, aby zůstalo uprostřed jízdního pruhu.

 Automatické parkování: Přebírá kontrolu nad řízením, zrychlováním a brzděním pro zaparkování vozidla.

Asistent pro jízdu v dopravní zácpě: Kombinuje adaptivní tempomat a udržování v jízdním pruhu, což pomáhá v dopravních zácpách.

Pokročilé funkce ADAS

Noční vidění: Používá infračervené senzory k detekci chodců, zvířat a objektů mimo dosah světlometů.

Adaptivní světlomety: Upravují směr a intenzitu na základě pokynů řízení a protijedoucího provozu.

Výstraha před křížením provozu: Varuje před blížícími se vozidly při couvání z parkovacího místa.

 Detekce chodců a cyklistů: Konkrétně identifikuje zranitelné účastníky silničního provozu a podniká příslušné kroky.

 Asistence při křižovatkách: Monitoruje dopravu na křižovatkách a varuje před možnými kolizemi.

Výhody systému ADAS

 Zvýšená bezpečnost: Technologie ADAS mohou podle odhadů NHTSA zabránit až 40 % všech dopravních nehod a 30 % smrtelných dopravních nehod.

Snížená únava řidiče: Systém ADAS pomáhá snižovat stres a únavu řidiče na dlouhých cestách tím, že pomáhá s běžnými řidičskými úkony.

 Nižší náklady na pojištění: Mnoho pojišťoven nabízí slevy na vozidla vybavená pokročilými bezpečnostními prvky.

 Zvýšená mobilita: Pomáhá řidičům s omezenými schopnostmi a poskytuje jim větší nezávislost a sebevědomí.

 Úspora paliva: Funkce jako adaptivní tempomat mohou optimalizovat jízdní vzorce pro lepší spotřebu paliva.

Odrazový můstek k autonomii: Technologie ADAS pokládají základy pro plně autonomní vozidla.

Výzvy ADAS

Přílišná závislost řidiče: Někteří řidiči se mohou stát příliš závislými na asistenčních systémech.

 Omezení systému: Systém ADAS nemusí fungovat optimálně za všech povětrnostních podmínek nebo prostředí.

 Křivka učení: Řidiči potřebují čas, aby pochopili a správně používali funkce systému ADAS.

 Náklady na údržbu: Oprava nebo výměna poškozených senzorů může být drahá.

 Falešné poplachy: Systémy mohou občas vydávat varování, i když nehrozí žádné nebezpečí.

Obavy o soukromí: Sběr dat systémy ADAS vyvolává otázky ohledně soukromí řidičů.

Implementace ADAS v reálném světě

Případová studie: Technologie autonomního řízení od Wayma

Řešení autonomního řízení s průmyslovým počítačem SINSMART: budování vysoce spolehlivé hardwarové platformy pro systémy ADAS pro komerční nákladní vozidla

V oblasti inteligentního řízení užitkových vozidel jsou vysoká spolehlivost a přizpůsobivost prostředí klíčovými požadavky na hardwarové platformy. Řešení autonomního řízení SINSMART pro průmyslové počítače je přizpůsobeno pro systémy ADAS užitkových nákladních vozidel. Je poháněno procesorem Intel Core i7 12. generace, podporuje provoz v širokém rozsahu teplot a integruje více rozhraní CAN, čímž poskytuje stabilní a spolehlivou hardwarovou podporu pro zpracování dat z milimetrového radaru a kamer. Toto řešení umožňuje zákazníkům vyvíjet efektivní a bezpečné funkce autonomního řízení.

I. Analýza pozadí projektu a požadavků

Přední společnost zabývající se užitkovými vozidly v Šanghaji vyvíjí systém autonomního řízení nové generace pro průmyslové počítače, který vyžaduje vysoce spolehlivou hardwarovou platformu ADAS. Společnost nastínila následující klíčové požadavky:

Potřeby pro vysoce výkonné výpočty:

Vybaven procesorem Intel Core i7 12. generace pro splnění požadavků na zpracování dat v reálném čase.

Dvoukanálová paměť DDR5 (32 GB × 2) pro zvýšení provozní efektivity algoritmů autonomního řízení.

Požadavky na specializované rozhraní:

Více rozhraní CAN sběrnice (12 kanálů) pro sběr dat ze sběrnice vozidla.

Konstrukce pevného disku s možností výměny za provozu pro snadné ukládání dat a údržbu.

Stabilita systému:

Podpora napájení 12–36 V DC, kompatibilní s napájením nákladních vozidel.