Zkoušky asistenčních bezpečnostních systémů automobilů

Zkoušky asistenčních bezpečnostních systémů automobilů

Následující situaci si dokáže většina řidičů velmi dobře představit: sám ve čtyři hodiny ráno ve tmě na dálnici, když únava z dlouhé noční jízdy rozostřuje zrak a přivírá oči…, ale dříve než přijde nebezpečný mikrospánek, zazní varovný zvuk, současně začne vibrovat bezpečnostní pás, ve zpětném zrcátku bliká výstražný trojúhelník a hlas z reproduktoru palubního počítače hlásí: „Jste příliš unaven, zastavte na nejbližším parkovišti a udělejte si malou přestávku.„ V tom se však rozsvítí světlo v místnosti a promítání situace na dálnici se zastaví. Tak podobně to vypadá v laboratoři Vehicle Interaction Lab, kde vědci z Fraunhoferova ústavu (FhG) pro ekonomiku práce a organizaci IAO (Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation) a z technické univerzity ve Stuttgartu v rámci projektu Evropské unie AWAKE společně testují nové bezpečnostní výstražné systémy reagující na únavu řidiče [1]. Cílem projektu je ve spolupráci s výrobci automobilů zajistit vývoj a výrobu asistenčního bezpečnostního systému pro řidiče, který by pomohl alespoň zčásti odstranit jednu z vážných příčin dopravních nehod.

Základem bezpečnostního výstražného systému je soustava senzorů snímajících údaje o aktuálním způsobu jízdy a psychickém stavu řidiče. Všechna nashromážděná data se soustřeďují v centrálním palubním počítači, který je trvale vyhodnocuje. Registruje např. odchýlení vozu od jízdní stopy, přivírání řidičových očí nebo nárůst rizika kolize v důsledku nedostatečného odstupu od vpředu jedoucího vozidla a při překročení určité meze řidiče vhodným způsobem, opticky nebo akusticky, varuje (spustí „alarm„).

Zcela nová koncepce asistenčního bezpečnostního systému je založena na počítačovém vyhodnocování dat podle tzv. emocionálního (citového) algoritmu (affective computing), které řeší unikátním způsobem komunikaci mezi jedoucím vozem a řidičem [2]. Poprvé se bere v úvahu emocionální stav řidiče a stres, kterému jsou řidič nebo řidička za volantem během jízdy vystaveni. Palubní počítač reaguje na stav řidičů různých typů, na styl jejich řízení a na jejich momentální emocionální stav. Aby byly emocionální asistenční systémy tohoto druhu užitečné, musí jim senzory trvale dodávat aktualizované údaje o všech aktivitách a chování řidiče. Systém musí např. vědět, zda má řidič nebo řidička obě ruce na volantu, nebo zda má místo toho jednu ruku na dveřní nebo středové opěrce. Jiným důležitým faktorem je, zda řidič uchopuje řadicí páku klidným nebo nervózním způsobem. Registrovány musí být také pohyby hlavy a očí, aby se zjistilo, zda se řidič dívá a jak je pozorný a všímavý k dění na silnici. Navíc systém vyhodnocuje hlasitost konverzace se spolujezdci, zjišťuje, zda se ve voze telefonuje apod. Systém musí monitorovat pohyb vlastního vozidla, rozpoznat, zda je auto na dálnici, zda zrychluje nebo brzdí, zda projíždí zatáčkou nebo jede přímo apod.

Emocionální asistenční bezpečnostní systém ověřuje v provozu v praxi automobilka Daimler Chrysler. Zmíněný systém je zabudován v experimentálním voze Chrysler 300 M IT-Edition, který je proto vybaven mnoha senzory pro monitorování všech důležitých aktivit řidiče a aktuálních jízdních podmínek. Jsou to např.:

• optické kamerové senzory pro sledování pohybu očí a hlavy řidiče,

• senzory na volantu, řadicí páce, podpěrkách a pedálech umožňující identifikovat polohu rukou, paží a nohou řidiče,

• senzory okamžité rychlosti vozu, dodávky paliva do motoru, brzdné síly, úhlu natočení kol atd.,

• senzory zrychlení a polohy v zemském souřadnicovém systému (z družicové navigace) apod. vyhodnocující pohyb vozidla, podmínky na vozovce a dopravní situaci,

• ultrazvukové senzory vzdálenosti na náraznících (měří odstup od ostatních vozidel, popř. pevných překážek),

• senzory sledující obsazení sedadel a hlukoměry zjišťující hlasitost konverzace pasažérů,

• senzory monitorující koncentraci CO v kabině vozidla.

Počítačový systém vyvinutý firmou Motorola, který je umístěn v zavazadlovém prostoru vozu, zpracovává všechny údaje dodávané senzory a podle vloženého algoritmu pro emocionální hodnocení řídí tok informací k řidiči. Jestliže např. počítač zjistí, že se řidič delší dobu nepodíval do zpětného zrcátka, začne v zrcátku blikat LED, která vzbudí řidičovu pozornost.

Jedním z hlavních úkolů laboratoře Vehicle Interaction Lab je objektivně zjistit, jak různí řidiči reagují na varování asistenčního systému a zda výstrahám v různých krizových situacích vůbec správně rozumějí. Aby bylo možné odpovědět na takovéto otázky, je třeba vyšetřit mnoho řidičů. Protože vyšetřování ve skutečných podmínkách by bylo nebezpečné, nasedají zkoušené osoby do speciálního simulátoru jízdy, který byl k tomu účelu vyvinut a postaven. Řidič zde sedí v reálném automobilu a silnice s dopravním provozem se promítá zezadu na několik projekčních ploch v jeho zorném poli (obr. 1). Náklony při jízdě v zatáčkách a nerovnosti vozovky se simulují elektromechanickými pohony působícími na zavěšení kol. Přirozený dojem jízdy spoluvytvářejí vibrace sedadla a karoserie. Výhodou simulátoru je možnost snadno měnit provozní podmínky, např. dobrý výhled při slunečním svitu lze snadno nahradit jízdou v noci, v husté mlze či na náledí nebo jinou nepříznivou povětrnostní situací.

Výsledky zkoušek „jízd„ velké skupiny řidičů v simulátoru poskytují výrobcům cenné informace o tom, jak musí být nové asistenční systémy navrženy, aby je uměl běžný řidič snadno obsluhovat a používat. Jde o základní výchozí etapy vývoje. Kdo je odbyde, riskuje vznik drahých chyb ve vývoji a následné výrobě. Protože skutečně zabránit nehodám mohou nové elektronické bezpečnostní systémy jen tehdy, budou-li optimálně přizpůsobeny uživatelům.

Kab.