От 50-те години не само автомобилните инженери са очаровани от мечтата за напълно автономно шофиране. На кой етап сме днес? Кога ще стане реалност?

Колата се придвижва, сякаш от магия и превозва пътниците си безопасно през града и магистралите. Пасажерите могат да говорят помежду си, да гледат филми и дори да спят на дълги пътувания – автомобилната мобилност на утрешния ден вече не се нуждае от водач. Как изглеждат етапите на разработка на такъв напълно автоматичен робо-автомобил, бяха определени от SAE International през 2014 г. в стандарта J3016. В същото време организацията по стандартизация даде да се разбере, че описаните етапи са по-скоро описателни, отколкото нормативни и правно обвързващи, и че може да има превозни средства с характеристики на различни нива.

ЕДИН ПОГЛЕД В БЪДЕЩЕТО

Според експертите, около 2025 г. превозните средства от ниво 4 вероятно ще навлязат на пазара. Шофьорът има право да насочи вниманието си изцяло към други неща и докато системите работят, вече не трябва да следи какво се случва в движението.

Ниво 0: Без автоматизация

По принцип автомобилните пионери вече караха по този начин. Водачът сам управлява, ускорява и прилага спирачките. За някои това все още е олицетворение на автомобилната свобода. Но тъй като хората правят грешки, тази форма на мобилност създава проблеми в обществото, тъй като броят на превозните средства непрекъснато се увеличава. Решаването на тези проблеми е една от целите на автономното шофиране.

Водач: Има пълен контрол.

Кога се случва: в миналото.

„Неавтоматизираният“ автомобил вече изживя своя ден. С ниво 0 изобщо няма системи за помощ; водачът е в пълен контрол над колата.

Ниво 1 – Помощ за водача

Водачът е изцяло отговорен за контрола, както физически, така и юридически. Следователно той винаги трябва да обръща внимание на движението, да държи и двете си ръце на волана и да е готов да спира. Той обаче е подкрепен от асистенти, които подобно на внимателен пътник на предната седалка също наблюдават части от околната среда на превозното средство. Чрез акустични, оптични или осезателни сигнали те могат да показват грешки, невнимание или да помогнат да се предотврати случването им, като се използват избрани от водача настройки, които винаги могат да бъдат отменени. Тези системи могат да бъдат изключени и обикновено работят само в определени диапазони на скоростта. В случай на лошо време (замърсени сензори), те също могат да функционират само в ограничена степен или изобщо да не се използват. Един пример за това е круиз контролът, който контролира скоростта на автомобила и в по-усъвършенствана конфигурация разстоянието до автомобила отпред. Правилно използвана, системата предотвратява превишаването на ограниченията на скоростта и спазване на дистанция до автомобила отпред. По същият принцип работи асистентът, който показва превозните средства в сляпата точка при смяна на лентите. Издава предупреждение, но водачът самостоятелно решава какво да прави.

Водач: Винаги отговаря за надлъжното и напречното управление; подкрепен в конкретни случаи.

Кога се случва:  настоящето.

Междувременно водачите на почти всички класове превозни средства се възползват от усъвършенстваните системи за подпомагане на водача (ADAS) като адаптивен круиз контрол, помощ при напускане на лентата, помощ при паркиране или аварийно спиране.

Ниво 2 – Частична автоматизация

Най-важната разлика от системите за помощ на водача от ниво 1: Системата има пълен достъп до газта, спирачките и управлението. Сегашните топ модели на първокласни производители също наблюдават и изследват големи части от околната среда на автомобила, използвайки сензори. По този начин тези превозни средства могат автоматично да следват лентата или автомобила отпред и да разпознаят променящите се ограничения на скоростта, както и да коригират съответно скоростта на превозното средство в определени ситуации, като например по магистрали. В задръствания те автоматично задействат спирачките и могат да се задействат отново в рамките на определен период от време. Въпреки тези характеристики, водачът сам е отговорен за мониторинга на околната среда, съгласно дефиницията на SAE. За да се осигури постоянното внимание на водача, превозните средства от ниво 2 изискват редовно докосване на волана. До преди няколко месеца в Германия бяха разрешени само автомобили до ниво 2. На 12 май 2017 г. Федералният съвет одобри закон, който позволява автоматизирано управление на следващото ниво. По този начин Германия е една от първите държави, създали правна рамка за използването на такива превозни средства в масовото производство.

Водач: Трябва да следи системата по всяко време.

Кога се случва:  От 2016 г.

Първите полуавтоматизирани превозни средства от луксозен клас излязоха на улиците през 2016 г. Тези превозни средства се оперират независимо с пълен страничен и надлъжен контрол в предсказуема среда, като магистрали, дори при високи скорости. Въпреки това водачът трябва да може да наблюдава системата по всяко време и да се намеси незабавно. Това означава, че четенето на вестника остава табу.

Ниво 3 – Условна автоматизация

От това ниво нагоре превозното средство поема и пълен мониторинг на околната среда – при условие, че е налице съответната правна рамка. SAE заявява, че водачът може да извършва други дейности. Въпреки това той все още действа като система за безопасност при отказ. Когато системите достигнат своите граници, водачът трябва да може да се намеси по всяко време след предупредителен период. По отношение на технологиите индустрията достигна това ниво. но все още има предизвикателства: например, как водача да поддържа вниманието си по време на възможна ситуация определена от много часове на автоматизирано шофиране по магистрала? От друга страна, как може да се планира индивидуално изискуемите периоди на предаване на управлението на превозното средство без точни познания за състоянието на водача? Възниква и въпросът как недвусмислено разпределените отговорности могат да бъдат постигнати по всяко време. ZF вече представи подходи за решаване на тези проблеми в своя Vision Zero Vehicle. Първите превозни средства от ниво 3 ще излязат на пазара приблизително през 2020 г.

Водач: Може да упражнява други дейности, извън чисто шофьорските.

Кога се случва: От около 2020 г.

От ниво 3 нататък водачът вече не трябва да следи околната среда, стига да е в състояние отново да поеме волана, след като бъде поканен с достатъчно време да поеме контрола.

Ниво 4 – Висока автоматизация

Тази дилема не е решена до ниво 4: На водачът – често тогава е по-вероятно да бъде пътник – е позволено да насочи вниманието си изцяло към други неща и докато системите работят, вече не трябва да следи какво се случва в движението и вече няма нужда да бъдете готови за внезапна намеса. Самият автомобил сега формира безопасната система: Дори и при изключителни ситуации като частични или пълни повреди в системата, той винаги трябва да осигури собствена стратегия за излизане, включително довеждане на превозното средство на безопасно място. Докато системата работи, отговорността е изключително пред производителя на автомобила. Многобройни компании вече са на път с тестови превозни средства от ниво 4 и се очаква тези превозни средства да излязат на пътищата през 2025 година.

Въпреки това, за да можем да реализираме напълно автоматизирано шофиране в среда с много други потребители на трафика, все още има няколко препятствия, които трябва да бъдат преодолени в съответствие със съвременното състояние на технологиите:

• Car2X и Car2Car комуникация

Автомобилите трябва да могат да общуват със средата си, с други превозни средства и с други участници в движението като велосипедисти, пешеходци или трамваи. Само тогава периодите на предупреждение за кръстосан трафик могат да бъдат намалени до необходимата степен в случай на сложни ситуации на пресичане, при които откриването от сензори е твърде бавно. Също така е много трудно сензорите да разпознаят цветовете на светофара при определени обстоятелства, което налага да обявяват фазите си. За всичко това трябва да се създаде единен стандарт и необходимата комуникационна инфраструктура.

• HD карти / позициониране

Самото влизане в контакт с бордюра може да доведе до рязък край на релаксиращото шофиране. Следователно автоматизираните автомобили трябва да знаят къде шофират по-точно, отколкото настоящата GPS резолюция и наличните карти позволяват. Доставчици като Baidu Maps, Google, Here и TomTom вече работят усилено върху карти с висока разделителна способност с точност до сантиметър, които също съдържат всякакви подробности за инфраструктурата. Задачата е огромна, тъй като за да се позволи на автоматизирани автомобили да пътуват по света, всеки обществен път трябва да бъде измерен и материалът винаги трябва да бъде актуален. Но дори и най-точната карта е безполезна, ако превозното средство не знае точно къде се намира. Особено в градовете, но и в тунелите и други проблемни зони, от съществено значение ще бъде надеждната референтна система, която прави GPS информацията още по-точна.

Водач: Вече не е необходимо да следи системата.

Кога се случва: Започвайки около 2025.

От началото на 2020-те нататък се прогнозира, че напълно автоматизираното шофиране ще стане реалност. Никой вече няма да трябва да следи системата, тъй като тя може да се справи сама, осигурявайки „минимални рискови условия“, било то по магистралата, по второстепенни пътища или в града.

Ниво 5 – Пълна автоматизация

Едва когато всички тези предизвикателства са решени, автомобилите могат да бъдат напълно автономни при повечето метеорологични условия. Следователно те няма да се нуждаят нито от волан, нито от педал за газ или спирачка. По този начин ниво 5 ще бъде постигнато според SAE. Google експериментира с такива превозни средства по обществени пътища от 2015 г., но все още имаше значителни ограничения по отношение на скоростта, маршрутите и способността за работа при лошо време. Сега компанията преустанови разработката на собствено превозно средство.

Традиционните производители на автомобили, наред с новите играчи, продължават да преследват целта необезпокоявано. Колко време ще отнеме, докато такива автомобили бъдат разрешени е трудно да се предвиди, поради различни предизвикателства.

Източник: ZF