Jak funguje aktivní řízení jízdních pruhů?

O chytrých motoristických asistentech, kterých je v moderních autech potřeba více, si můžete přečíst zde. Mezi nimi je i zdánlivě užitečná funkce pro udržení vozu v jízdním pruhu, nazývaná také zkratkou LKAS (z anglického Lane Keeping Assist System). Dnes vám řekneme, jak funguje a co skutečně umí.

Chytrý radar

LKAS v podstatě není nic jiného než kamera v reálném čase instalovaná za maskou falešného chladiče nebo vedle vnitřního zpětného zrcátka – to jsou optimální místa pro čtení dopravního značení na obou stranách vozu. Tato kamera přenáší data do palubního počítače, který pomocí vestavěných algoritmů sleduje pohyb vozidla po optimální trase.

Pokud auto přejede dopravní značení bez varování (například bez aktivace blinkru), LKAS okamžitě upozorní řidiče. Nejjednodušší systémy hlasitě zapípají nebo rozvibrují volant (takové věci se také nazývají vizuálně-hmatové) a chytřejší asistenti dokážou sami auto narovnat nebo dokonce použít nouzové brzdění.

Tato technologie byla vynalezena pro bezpečnou jízdu na dálnicích, dálnicích a dálnicích. Skvěle se hodí pro sledování vybraného úseku silnice a eliminuje možnost náhlého opuštění. Původně byl vyvinut pro prémiové sedany, postupem času se začal používat v levnějších vozech, jako jsou kupé nebo minivany.

I přesto, že většina motoristů o principu fungování LKAS a umístění jeho senzorů nemá ponětí, tři čtvrtiny dotázaných řidičů podle různých statistických zpráv uvedly, že jim tento systém alespoň jednou zachránil život. To není překvapivé, protože existuje mnoho situací, kdy se obyčejná nehoda může stát nouzovou situací na silnici: od pomalých manévrů kvůli přepracování nebo nemoci až po banální spánek během jízdy.

Typy pomoci při sledování

LKAS má samozřejmě také svou vlastní gradaci a rozmanitost subsystémů – mimochodem, tato zkratka se mění v závislosti na principu fungování komponent. Například počáteční úroveň takového asistenta se nazývá systém varování před opuštěním jízdního pruhu (Lane Departure System; LDS) a jednoduše pomocí zvukových nebo obrazových signálů zasílá řidiči upozornění na pokusy vozu změnit daný kurz. Tento asistent je klasifikován jako pasivní a pracuje přes video senzor, připomínající jednoduchý rekordér.

Ale samotný systém udržování v jízdním pruhu (LKS) je hardwarově autorizován k provádění manévrů a akcí nezávisle na řidiči, aby vozidlo udrželo v jízdním pruhu, pokud nereaguje na varovné signály. Systém centrování jízdních pruhů je nejpokročilejší ze všech, pracuje ve spojení s tempomatem nebo autopilotem.

LKS funguje díky laserovým nebo infračerveným senzorům. První z nich jsou umístěny v masce chladiče nebo nárazníku a pomocí jasných algoritmů promítají linie podél dané trasy, po které ji vůz následuje. Princip fungování je podobný laserovým, ale má jiný typ zpracování dat a vykazuje vynikající výsledky ve tmě. Infračervené senzory jsou umístěny na spodní části vozu.

Funkce systému

Výhodou asistenčního systému pro jízdu v jízdním pruhu je okamžitá reakce počítače dříve, než se situace stane kritickou. Člověk bohužel není schopen v žádném okamžiku tak akutně reagovat na situaci na silnici.

Současně může setrvání zvukových a jiných signálů dále rozptylovat pozornost řidiče. V tomto případě je třeba si uvědomit, že pouhá aktivace blinkru nebo přílišná síla na volant může dočasně deaktivovat LKAS. Kromě toho se systém standardně zapíná při rychlosti 60-70 km/h a nefunguje při jízdě v obytné oblasti.

Citlivost tohoto asistenta lze také nastavit, jinak dokáže motoristu doslova pobláznit, skřípat na každé díře, hrbolu a jiné nerovnosti vozovky. Senzory také nefungují správně v podmínkách nedostatečné viditelnosti (déšť, sníh, mlha, prach), v oblastech se „slepými“ zatáčkami, svahy, špatně viditelným značením a v oblastech, kde probíhají stavební nebo opravárenské práce. Ve všech výše uvedených podmínkách by měl být řidič obzvláště opatrný a také nezapomeňte očistit montážní body snímačů LKAS od nečistot a prachu, jinak nebudou moci fungovat.

S každou změnou modelové řady si přední automobilky kladou za cíl zaujmout kupujícího něčím výjimečným. Některé nabízejí luxusní interiér a bohatou výbavu, jiné kultivují sportovní charakter a vylepšují mohutnou dynamiku, jiné sází na hospodárnější motory s alternativními zdroji energie. Ve všech případech je však budoucnost automobilového průmyslu nemyslitelná bez elektronických řídicích systémů. Rychlý vývoj technologických „náplní“ dává důvod se domnívat, že pokrok v automobilovém průmyslu pevně určil jeho prioritní směr.

SYSTÉM ASISTENČNÍHO JÍZDNÍHO JÍZDU

Tento elektronický asistent upozorňuje řidiče na vybočení ze zvoleného jízdního pruhu a v případě potřeby zasahuje do řízení. Systém je účinný při jízdě po dálnicích a rozvinutých silnicích, tzn. kde je kvalitní značení.

Situace před vozem se promítá na světlocitlivou matici videokamery umístěné na čelním skle a převádí se do černobílého obrazu, který je analyzován elektronickou řídicí jednotkou. Operační algoritmus systému rozpoznává dopravní značení, vypočítává polohu vozidla v jízdním pruhu a jeho trajektorii. Řidič je varován vibracemi volantu a také vizuálními zvukovými a světelnými signály. Korektivní řízení se provádí pomocí elektromechanického posilovače řízení prostřednictvím elektromotoru. Pro zamezení zamlžování nebo námrazy okénka kamery se automaticky zapne topné těleso.

Při záměrné změně jízdního pruhu z jednoho jízdního pruhu do druhého je nutné zapnout blinkr, jinak systém ztíží manévr.

Známé asistenční systémy pro udržování v jízdním pruhu jsou:
— Lane Assist – Audi, Volkswagen;
— Systém varování při opuštění jízdního pruhu – BMW, Citroen, Kia, General Motors, Opel, Volvo;
— Prevence opuštění jízdního pruhu – Infiniti;
— Asistent udržování v jízdním pruhu – Honda, Fiat;
— Asistent pro jízdu v jízdním pruhu – Mercedes-Benz;
— Systém podpory udržování v jízdním pruhu – Nissan;
– Systém sledování jízdních pruhů – Toyota.

AUTOMATICKÝ PARKOVACÍ SYSTÉM

Obchodní název Parktronic (Systém Parktronic), se díky své popularitě stal pojmem pro většinu pasivních parkovacích systémů instalovaných na automobily jako volitelná výbava. Pojďme se blíže podívat na další generaci vývoje takových systémů – parkovacího autopilota. Poprvé byl tento sen mnoha automobilových nadšenců ztělesněn v konceptu Volvo YCC.

Chytré parkovací zařízení využívá ultrazvukové senzory, podobně jako pasivní systém, ale s delším dosahem. Na autě je zpravidla instalováno 12 senzorů: 4 vpředu, 4 vzadu a 4 po stranách vozu. Ty boční jsou navrženy tak, aby vám pomohly najít vhodné parkovací místo. Při jízdě určitou rychlostí (asi 30–40 km/h) zaznamenávají vzdálenost mezi zaparkovanými auty a v některých systémech i jejich polohu vzhledem k vašemu vozidlu: rovnoběžně nebo kolmo. Za dostatečnou vzdálenost pro parkování se považuje vzdálenost přesahující délku vozu o 0,8 nebo 1 m.

Systém se násilně zapne, když je nutné zaparkovat. Elektronická řídicí jednotka přijímá signály z ultrazvukových snímačů a převádí je na řídicí akce na akční členy jiných systémů vozidla: elektrický posilovač řízení, systémy řízení stability a řízení motoru a automatická převodovka.

Vozidlo může řidič zaparkovat pomocí pokynů poskytnutých systémem (doporučení pro natočení volantu do určitého úhlu a směru pohybu) nebo automaticky. Pokud v městském provozu potřebujete zaparkovat rychleji než váš asistent, systém lze vždy přepnout z automatického do manuálního režimu. V nejnovějších konstrukcích systémů lze automatické parkování provádět, když je řidič ve voze i mimo něj – pomocí klíče.

Známé inteligentní parkovací asistenční systémy jsou:
— Park Assist a Park Assist Vision – Volkswagen;
— Inteligentní parkovací asistenční systém – Toyota, Lexus;
— Remote Park Assist System – BMW;
— Aktivní parkovací asistent – ​​Mercedes-Benz, Ford;
— Advanced Park Assist – Opel.

ADAPTIVNÍ SYSTÉM TEMPOMATŮ

Adaptivní tempomat určený k automatickému řízení rychlosti. Inteligentní regulátory rychlosti umožňují odhadnout vzdálenost k vozidlu a v případě potřeby zpomalit pro udržení vzdálenosti. Moderní systémy jsou dostatečně „chytré“, aby správně reagovaly na zrychlení a změnu jízdního pruhu vozu vpředu. Adaptivní tempomat je v hustém provozu nepostradatelný. Systém sám zpomalí a zastaví se a sám se rozjede, jakmile taková příležitost nastane (funkce Stop&Go).

Hlavními konstrukčními prvky systému ACC jsou senzory vzdálenosti (radary nebo lidary), které měří rychlost a vzdálenost od vpředu jedoucího vozidla, a elektronická řídicí jednotka, která na základě analýzy vstupních informací ze senzorů a dalších systémů generuje ovládací akci pro změnu rychlosti pohybu. Adaptivní tempomat nemá vlastní akční členy, ale využívá další elektronické systémy vozu, se kterými komunikuje prostřednictvím řídicích jednotek: systém kontroly stability, elektricky poháněná škrticí klapka, automatická převodovka.

Systém pracuje v rozsahu rychlostí od 30 do 180 km/h. Moderní systémy ACC podporují rychlostní limity od 0 do 200 km/h, stejně jako režimy brzdění a rozjezdu v hustém provozu. Pro zlepšení bezpečnosti vozidla mohou některé návrhy adaptivních tempomatů zahrnovat preventivní bezpečnost, nouzové brzdění a navigační systémy GPS.

Známé adaptivní tempomaty jsou:
— Preview Distance Control – Mitsubishi;
— Radarový tempomat – Toyota;
— Distronic (Distronic Plus) – Mercedes-Benz;
— Aktivní tempomat – BMW;
— Adaptivní tempomat – Volkswagen, Audi, Honda.

AUTOMATICKÉ ŘÍDÍCÍ SYSTÉMY

Rychlý vývoj automobilových elektronických systémů dělá z myšlenky bezpilotního vozidla realitu. Řidičské dovednosti nejsou v takových autech vyžadovány. Autopilot, který řídí dynamiku podélného a příčného pohybu, umožňuje řidiči zcela se vzdát kontroly nad vozem.

Dnes mnoho společností aktivně pracuje na vytvoření systému automatického řízení vozidla. Audi, BMW, Cadillac, Ford, Mercedes-Benz, Nissan, Opel, Toyota, Volvo, Volkswagen již mají parkovací autopiloty a systémy pro automatizovaný pohyb v dopravních zácpách nebo na dálnicích.

Integrovaný přístup k vytvoření bezpilotního prostředku implementují pouze dvě společnosti – Google Corporation, která se tímto směrem pohybuje již několik let, a ruská společnost RoboCiVi. Samořídící systém Google již byl testován na prototypech vozidel ve Spojených státech. Projekt na vytvoření ruského „dronu“ začal na začátku roku 2012. Hlavní jednotkou systému je navigační komplex GLONASS. V současné době je testován na malém modelu, který implementuje funkce směrování, startování, manévrování a brzdění při vzniku překážky.
Temporary Auto Pilot, TAP – Volkswagen

Systém umožňuje řidiči za určitých podmínek předat řízení vozu automatickému řízení. Nový produkt s názvem „Temporary Autopilot“ se stal mezikrokem na cestě k robotickému autu. Spojuje známé sériové technologie Volkswagenu do jednoho celku: adaptivní tempomat, asistenty pro sledování dopravního značení a značek. Systém udržuje bezpečnou vzdálenost od vpředu jedoucího vozidla a v případě potřeby vozidlo zabrzdí až do úplného zastavení. Reguluje rychlost jízdy čtením dopravních značek, sleduje značení jízdních pruhů a automaticky upravuje volant, pokud vůz neúmyslně vybočí z jízdního pruhu. Řidič může vždy deaktivovat TAP a převzít řízení. Novou technologii lze využít nejen při jízdě po dálnici, ale také v dopravních zácpách. Dočasný autopilot funguje při rychlosti až 130 km/h a je již implementován do sériových vozů.

Asistent pro dopravní zácpy – Audi
Jedná se o první sériově vyráběný autopilotní systém pro jízdu v dopravních zácpách. Automaticky udržuje odstup od vpředu jedoucího vozu, brzdí, zrychluje, zatáčí, vyhýbá se překážkám a dokonce dává přednost vozidlům záchranné služby. Pracuje při rychlostech od 0 do 60 km/h.

Traffic Jam Assist – Ford
Automatický systém dopravní zácpy udržuje požadovanou rychlost a zajišťuje pohyb vozidla v provozu. Zahájení sériového používání na autech je plánováno na rok 2017.

Traffic Assist – General Motors
Systém dokáže ovládat vůz do rychlosti 60 km/h. Rozpoznává nejen odbočky a překážky, ale také dopravní značky.

ConnectedDrive Connect (CDC) – BMW
Vůz vybavený novým produktem bude schopen samostatně zrychlovat a brzdit, předjíždět a měnit jízdní pruhy, sjíždět z vedlejších silnic na hlavní, vklínit se rychlostí do provozu na dálnici. Systém CDC je určen pro automatickou dálniční jízdu. Inteligentní zařízení, které implementuje algoritmus ideálního řidiče, nepřekročí povolenou rychlost v úseku, nepředjíždí zprava a po předjetí vrátí auto do svého jízdního pruhu.

Super plavba – Cadillac
Automatický řídicí systém zajišťuje pohyb vozidla mimo hranice města – na dálnicích. Umožňuje manévrování, brzdění a pohyb v jízdním pruhu bez zásahu řidiče.

SARTRE (Safe Road Trains for the Environment) – Volvo
Umožňuje několika autům pohybovat se po silnici v organizované koloně. Vozy se řadí ve vzdálenosti 6 m a zcela opakují pohyb vedoucího kamionu, což umožňuje řidičům odpočívat, jíst a telefonovat. Na přání může každé z vozů skupinu kdykoli opustit. Volvo také představuje nového řidiče v dopravní zácpě, který se ve vozech švédské značky objeví v roce 2014.