Водителю автомобиля приходится сталкиваться с рядом дорожных проблем. Хороший водитель может быстро реагировать на происходящее в его окружении, а очень хороший водитель – предвидеть ситуацию, избегая потенциальных угроз. У человека много органов чувств, но все они ненадежны. Их эффективность зависит от многих факторов: возраста, состояния здоровья, степени усталости и даже погоды. Иногда сочетание нескольких факторов приводит к тому, что водитель на ровной дороге в солнечный день вылетает в кювет или врезается в дерево. Причины разные: невнимание, усталость, переоценка своих способностей, нарушение видимости… Человеческие чувства и способность человека обрабатывать информацию терпят неудачу. Иногда человек не способен реагировать на внезапную угрозу. Чтобы уменьшить количество аварий и облегчить управление автомобилем, были разработаны решения, называемые ADAS (Advanced Driver Assistance System).
Разработка электроники, оптических и радиолокационных систем позволила создать ряд современных электронных устройств небольших размеров. Например, миниатюрные радарные головки, работающие по тому же принципу, что и активные радары, используемые в самолетах и радиотехнике. Производители бытовой электроники производят ультразвуковые датчики различных типов, камеры (с более низким и более высоким разрешением), а также устройства на основе сигналов GPS (например, навигация) и GSM (передача данных в режиме реального времени). Современное светодиодное освещение породило к жизни совершенно новые решения в области освещения без необходимости использования сменных источников света (лампочек).
Какая цель системы?
Первоначальная цель ADAS состояла в том, чтобы создать «новые органы чувств», которые определенно повысят ситуационную осведомленность водителя, дополнив стандартные человеческие чувства. Например, система, которая отслеживает мертвые зоны в зеркалах. Со временем были введены решения, которые позволили частично заменить человеческие чувства и облегчить реакцию в критических ситуациях. Примерами могут служить парковочные камеры, системы предотвращения столкновений и активный круиз-контроль, который позволяет автомобилю поддерживать скорость самостоятельно, без необходимости постоянного вмешательства со стороны водителя.
Внедрение систем ADAS
Развитие автомобильной электроники облегчило внедрение систем ADAS. В последние годы в автомобилях начали использовать специализированные компьютеры, отвечающие за работу конкретного оборудования. Отдельные компьютеры связаны друг с другом с помощью шины данных (чаще всего CAN), которая обеспечивает быструю связь посредством специальных сообщений. Система ADAS имеет свой собственный контроллер (компьютер), который связан с рядом подчиненных ей более мелких контроллеров (отвечающих за работу подсистем). Компьютеры меньшего размера, в свою очередь, связаны с датчиками (включая камеры, радиолокационные головки и т. д.). Важной частью каждой системы является соответствующее программное обеспечение, которое объединяет работу всех компонентов в одно целое. Контроллеры отдельных подсистем могут использовать информацию, полученную от подчиненных датчиков, а также информацию от датчиков других подсистем. Примером является датчик угла поворота рулевого колеса, показания которого используются многими системами, а не только включенными в ADAS (например, системой противоскольжения ESP).
Пакет систем помощи водителю ADAS может иметь различную конфигурацию, в зависимости от возраста автомобиля, уровня оборудования, выбранной версии и принадлежности к определенному сегменту (например, D или премиум).
Общие составляющие системы ADAS:
- Активный круиз-контроль;
- Контроль слепых зон в зеркалах;
- Помощь при парковке;
- Система поддержки выезда с парковки;
- Система активных передних рефлекторов с технологией LED;
- Защита от несчастных случаев (столкновений);
- Контроль дорожных знаков;
- Контроль полосы движения;
- Предупреждение об усталости водителя;
- Отображение информации на переднем стекле HUD;
- Система e-call;
- И многие другие, которые постоянно создаются и предлагаются в качестве стандартного или дополнительного оборудования для автомобилей.
Плюсы и минусы системы ADAS
Как и любая современная система, ADAS усложняет конструкцию автомобиля. Большое количество профессиональной электроники приводит к увеличению затрат на производство автомобилей, что значительно увеличивает цены на новые машины. В случае аварии или столкновения необходимо учитывать очень высокие затраты на ремонт автомобилей, оснащенных системой ADAS, даже в случае небольших, казалось бы, повреждений, которые в других автомобилях можно устранить «за копейки». Повреждение лобового стекла в автомобиле с системой ADAS потребует установки специального дорогого ветрового стекла со встроенными камерами. Повреждение решетки радиатора и бампера во время столкновения может повлечь за собой значительные расходы. Все из-за очень дорогих радиолокационных головок, расположенных за решеткой радиатора. Матричные рефлекторы LED, используемые в ADAS, изнашиваются. Теоретически их должно хватить на весь срок службы автомобиля. На практике же светодиоды в фарах активно изнашиваются, а сами фары (теоретически) не подлежат ремонту. В случае ремонта необходима калибровка, которую может выполнить только профессиональная служба.
Несомненным преимуществом систем ADAS является реальная поддержка, которую водитель получает при повседневном использовании автомобиля.
ADAS не заменит человека, а только дополнит его
Некоторые водители считают ADAS своего рода автономией автомобиля. Некоторые подсистемы, по сути, допускают автономную работу. Например, система, которая автоматически изменяет интенсивность фар, чтобы адаптировать ее к дорожной ситуации (переключение света с дальнего на ближний, освещение поворотов и т. д.). В самых дорогих автомобилях вы можете найти систему автоматической парковки. В этом случае водитель только подъезжает к парковочному месту, а автомобиль выполняет все остальное. Тем не менее, водитель может прекратить маневр в любое время, когда возникает опасность.
Название системы предотвращения столкновений, или предотвращения несчастных случаев, может ввести в заблуждение. На практике такая система обычно позволяет снизить возможный ущерб, то есть аварию она не предотвратит, но уменьшит ее последствия. Поэтому даже самый оснащенный автомобиль нуждается в думающем водителе.
ADAS – примерная работа отдельных систем
Какую пользу получает водитель от работы отдельных систем, включенных в ADAS?
Активный круиз-контроль
Вы можете установить скорость, которую автомобиль будет поддерживать самостоятельно, без необходимости жать на педаль газа. Круиз-контроль можно адаптировать к езде по трассе и по городу (до 30 км/ч). Если обнаружится угроза, машина с активным круиз-контролем предупредит водителя рывком. Если водитель не затормозит, автомобиль сделает это сам.
Система контроля слепых зон в зеркалах
Камеры в боковых зеркалах контролируют мертвую зону. Если водитель начинает маневр обгона, а в слепой зоне зеркал обнаруживается транспортное средство (например, мотоцикл), загорается сигнальная лампа или раздается звуковой сигнал.
Система помощи при парковке
Может состоять из нескольких устройств: ультразвуковых датчиков, задней камеры и камеры на 360 градусов, которая передает изображение с верхней части автомобиля. Водитель наблюдает за ситуацией на сенсорном мониторе, расположенном в центральной консоли машины. При обнаружении препятствия система предупреждает водителя, на какой стороне оно находится и на каком расстоянии.
Система поддержки выезда с парковочного места
Выезд задним ходом может быть очень опасным. Следовательно, система помощи при выезде активирует выдвижную камеру, которая контролирует перекрестное движение на дороге. Это позволяет водителю видеть картинку позади авто на мониторе центральной консоли.
Система активных передних фар с технологией LED
Система самостоятельно выбирает интенсивность освещения, активируя или деактивируя работу определенных светодиодов (световых модулей). Если обнаружен автомобиль впереди или на встречной полосе, система деактивирует работу тех модулей, которые могут ослепить водителя другого транспортного средства. На повороте система активирует модуль, который освещает данный угол.
Система защиты от несчастных случаев (столкновений)
В системе используются радиолокационные головки. Чаще всего их две – одна постоянно следит за близким расстоянием до машины, а другая – за дальним. Головки радаров обнаруживают препятствия: другие автомобили, велосипедистов и пешеходов. Если препятствие обнаружено, система готовится к внезапному торможению и в то же время предупреждает водителя (например, рывком, коротким торможением или звуковым сигналом). Давление тормозной жидкости увеличивается, и тормозные колодки приближаются к дискам. Если водитель не тормозит, система делает это автоматически.
Система контроля дорожных знаков
Система использует два источника данных. Первый – камера, которая наблюдает за дорожными знаками. Второй – GPS навигация. Ее карты предоставляют информацию об ограничениях скорости в данном месте. Чаще всего система отображает информацию об ограничении скорости на экране бортового компьютера. Информация имеет вид дорожного знака с ограничением скорости в данном месте. Могут использоваться и другие решения.
Система контроля полосы движения
Работает только там, где четко обозначена дорожная разметка. Система активируется, когда водитель не включает сигнал поворота. Дорожные полосы контролируются камерой, установленной за лобовым стеклом. Если водитель покидает полосу движения, система предупреждает его об этом. Форма предупреждения может отличаться в зависимости от автомобиля и производителя: рывок рулевого колеса, предупредительный сигнал и т. д.
Система предупреждения об усталости водителя
Анализирует поведение водителя, который может быть уставшим от вождения в течение многих часов. Она учитывает движения рулевого колеса, нажатие на педали и т. д. Если обнаружена усталость, система предложит водителю отдохнуть.
Система отображения информации на переднем стекле HUD
Использует специальный прозрачный электронный дисплей, установленный на лобовом стекле. Благодаря этому водителю не нужно отрывать взгляд от дороги во время движения. На дисплее HUD отображаются наиболее важные данные – скорость, расход топлива, индивидуальные элементы управления системой, навигационные указания.
Система e-call
Спасательная система, которая использует два решения. Первое – маленькая консоль с тремя кнопками. Нажатие одной из кнопок позволяет быстро вызвать, например, скорую помощь. Второе решение – использование инфолинии. Эта услуга оплачивается дополнительно (в виде ежемесячной подписки), что позволяет удаленно бронировать отели, рестораны, парковочные места и т. д. В случае аварии и выстрела подушек безопасности система электронного вызова автоматически отправляет уведомление в аварийные службы. Они получают точное местоположение автомобиля с GPS-координатами.
Итог
Системы ADAS – отличная поддержка для современного водителя, которому приходится сталкиваться на дорогах с большим трафиком и множеством опасностей. Однако не забывайте: ADAS – лишь помощник, а не полноценный водитель.