Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
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)