Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Auto bez řidiče poprvé v městském provozu

Článek dává nahlédnout do problematiky vývoje automobilu bez řidiče probíhajícího na TU Braunschweig v Německu.
 
Německé město Braunschweig bylo začát­kem října svědkem světové premiéry. Po jeho městském okruhu poprvé projelo za plného denního provozu auto bez řidiče, které v rám­ci výzkumného projektu Stadtpilot (městský pilot) vyvinuli odborníci Technické univerzity v Braunschweigu ve spolupráci s Dolnosas­kým výzkumným centrem automobilové tech­niky NFF (Niedersächsischen Forschungszen­trums Fahrzeugtechnik). Autoři pojmenovali svůj výzkumný automobil Leonie.
 
Cílem prezentace bylo ukázat odborné veřejnosti, že automaticky řízený automo­bil dokáže samostatně, bez cizí pomoci projet předem určenou trasu v běžném doprav­ním provozu. Pro demonstraci byl vybrán úsek městského okruhu v Braunschweigu s velmi hustým provozem dlouhý 11 km. Na jeho dvouproudové vozovce dokázal au­tomobil Leonie (obr. 1) při rychlosti až 60 km/h dodržovat jízdní pruh, projíždět kři­žovatky, vyhýbat se překážkám, zachová­vat bezpečný odstup od ostatních vozidel a přizpůsobovat svoji rychlost plynulému do­pravnímu provozu. Auto projelo celou trasu samo a bez chyby, i když z bezpečnostních důvodů v něm z rozhodnutí úřadů ještě mu­sel sedět řidič připravený ujmout se v přípa­dě potřeby řízení.
 

Výzkumný projekt Stadtpilot

 
Výzkumem automobilů bez řidiče a mož­nostmi jejich použití v městském provozu se na TU Braunschweig zabývají dlouhodobě. Již v roce 2007 se její tým se speciálně upra­veným vozem Volkswagen Passat s názvem Caroline úspěšně zúčastnil prestižní světo­vé soutěže roboticky řízených automobilů DARPA Urban Challenge 2007 na americké vojenské základně ve Victorville a byl jedním z jedenácti finalistů z celkového počtu 89 při­hlášených účastníků. Interdis­ciplinární tým odborníků ze tří různých fakult (řídicí tech­niky, elektrotechniky a strojí­renství) s využitím získaných zkušeností vyvinul následně v rámci nově zahájeného vý­zkumného projektu Stadtpilot nástupce vozu Caroline s ozna­čením Leonie. Od května 2010 na projektu spolupracují také odborníci Ústavu pro techniku dopravních systémů (Institut für Verkehrssystemtechnik) Německého střediska pro letectví a kosmonautiku (DLR). Těžiš­tě jejich prací spočívá zejmé­na v zajištění simulace jízd­ních funkcí a bezpečnosti provozu výzkum­ného vozidla.
 
Rozdíl mezi předchozím vozem Caroline a současným modelem Leonie je obrovský. Zatímco vůz Caroline jezdil při soutěži podle pevného scénáře a pravidel na uzavřeném zkušebním okruhu, automobil Leonie dokáže zvládat reálné dopravní situace a umí se vy­pořádat s chováním i těch účastníků silniční­ho provozu, kteří nejedou zrovna předpisově. Vůz Leonie musí tedy nejen ovládat a dodržo­vat dopravní předpisy, ale také umět všechno, co potřebuje řidič pro jízdu autem, tj. musí sledovat dění okolo sebe a podle výsledku po­zorování se samostatně rozhodovat a přísluš­ně nastavovat plynový pedál, brzdu a volant.
 

Výzkumný automobil Leonie

 
Výzkumný automobil Leonie je odvozen ze standardního vozu Volkswagen Passat 2.0 TDI. Na první pohled se liší jenom laserovým skenerem na střeše vozu (obr. 2), ale uvnitř je doslova napěchován elektronickými zaří­zeními. Aktuální poloha vozu se neustále ur­čuje při použití družicové navigace (GPS). Laserový přehledový skener a různé radaro­vé a optické senzory se starají o to, aby au­tomobil při jízdě neustále sledoval své oko­lí. Jejich signály jsou vedeny do výkonného palubního počítače uloženého v zavazadlo­vém prostoru, který je „mozkem“ vozidla. V něm se všechna data odpovídajícím způ­sobem zpracovávají a výsledky se předávají akčním členům řídicího systému. Všechny al­goritmy i programy jsou před zavedením do palubního počítače podrobně ověřeny na spe­ciálním dynamickém simulátoru jízdy v DLR (obr. 3). Automobil Leonie dosud neumí roz­poznat světelné signály semaforů. Zde musí ještě zasahovat řidič ručně, stiskem tlačítka barvy odpovídající barvě světla svítícího na semaforu (zelená/červená). Nijak víc ale ři­dič do řízení v běžných situacích nezasahuje. Brzdění před semaforem a následný rozjezd zajišťuje auto opět samo.
 

Úspěšný první krok

 
„První samostatné jízdy po městském okruhu v Braunschweigu jsou samy o sobě velkým úspěchem a důležitým východiskem další mno­haleté výzkumné práce,“ říká ve­doucí projektu Jörn Marten Wille. Dalším dílčím cílem projektu Stadtpilot na příští léta je dosáhnout zce­la samostatné jízdy výzkumného automobilu po celém městském okruhu v Braunschweigu, tj. v mi­mořádně složitém prostředí s ruš­ným provozem a hustou městskou zástavbou, která ztěžuje přesné dru­žicové určení polohy.
 
Výzkumný projekt Stadtpilot je dlouhodobý úkol, řešený od poloviny roku 2008 a financovaný výhradně z prostředků TU Braunschweig. Zatím na něj bylo vynalo­ženo asi 350 000 eur. Odborníci z TU Braun­schweig předpokládají, že výsledky projek­tu najdou uplatnění při vývoji nové generace asistenčních systémů pro řidiče, za­měřených zejména na včasné odhalení nebezpečí hrozícího v důsledku např. překážky na vozovce, neoče­kávaného chování okolních účast­níků provozu, špatné viditelnosti apod. a popř. odvrácení možné ko­lize. Nové asistenční systémy by také mohly usnadnit řidičům jízdu či spíše popojíždění v nervujících zácpách a dlouhých kolonách nebo i prodloužit o pár let mobilitu star­ším řidičům, když už sami nebu­dou schopni dostatečně rychle rea­govat na situace v rušném doprav­ním provozu.
 
[Weltweit erstes automatisches Fahren im realen Stadtverkehr. Pressemittei­lung der Technischen Universität Braunschweig, 8. října 2010.]
 
Kab.
 
Obr. 1. Výzkumný automobil Leonie na městském okruhu v Braunschweigu: řidič zasahuje pouze na řízených křižovatkách či při přímém ohrožení (foto: TU Braunschweig)
Obr. 2. Výzkumný automobil Leonie vznikl úpravou standardního vozu Volkswagen Passat 2.0 TDI (foto: TU Braunschweig)
Obr. 3. Dynamický simulátor jízdy v Ústavu pro techniku doprav­ních systémů (foto: DLR)