20
września
2013
|
02:00
Europe/Warsaw

Mercedes-Benz S 500 INTELLIGENT DRIVE - autonomiczna jazda śladami Berthy Benz

Wysyłając limuzynę S 500 INTELLIGENT DRIVE w historyczną trasę śladami Berthy Benz, Mercedes-Benz jako pierwszy producent zademonstrował możliwości autonomicznej jazdy w ruchu miejskim i pozamiejskim. Przebieg liczącego 100 km odcinka z Mannheim do Pforzheim nawiązywał do drogi pokonanej przed 125 laty przez Berthę Benz, pionierkę motoryzacji, która odważnie wyruszyła w pierwszą daleką podróż automobilem. Teraz, w wymagającym ruchu ulicznym XXI wieku, autonomiczna Klasa S musiała samodzielnie zmagać się ze skomplikowanymi sytuacjami: sygnalizacją świetlną, rondami, pieszymi, rowerzystami czy tramwajami. Warto podkreślić, że za jej sukcesem nie stoi kosztowna technologia, ale bliskie produkcji rozwiązania, podobne do tych stosowanych już w Klasie E i S. Osiągnięcie Mercedes-Benz stanowi kolejny kamień milowy w historii samochodów.

W sierpniu 1888 roku Bertha Benz udała się w sławną podróż automobilem z Mannheim do Pforzheim. Tym samym żona Carla Benza udowodniła przydatność opatentowanego przez męża pojazdu w codziennym użytkowaniu i utorowała drogę do popularności samochodów na światową skalę. Dokładnie 125 lat później, w sierpniu br., Mercedes-Benz dokonał nie mniej spektakularnego osiągnięcia, i to na tej samej trasie. Opracowana na bazie nowej Klasy S limuzyna badawcza S 500 INTELLIGENT DRIVE autonomicznie pokonała liczący około 100 km dystans dzielący Mannheim i Pforzheim. W przeciwieństwie do Berthy Benz nie miała jednak "całej drogi tylko dla siebie", ale musiała zmagać się ze złożonymi sytuacjami drogowymi.

- Ta Klasa S wskazuje cel i możliwości technologii "Intelligent Drive" - mówi dr Dieter Zetsche, prezes Daimler AG i szef Mercedes-Benz Cars. - Oczywiście, znacznie łatwiej byłoby pokonać odcinek autostrady niż trasę z Mannheim do Pforzheim. Przy tym wyborze towarzyszyła nam jednak szczególna motywacja - mogliśmy autonomicznie przejechać tę samą drogę, którą przed 125 laty wybrała Bertha Benz. W końcu nie nazywalibyśmy się Mercedes-Benz, gdybyśmy nie wyznaczali sobie ambitnych celów i ich nie realizowali.

Autonomiczna jazda z wykorzystaniem czujników bazujących na rozwiązaniach seryjnych

Pojazd badawczy Mercedes-Benz S 500 INTELLIGENT DRIVE został wyposażony w czujniki bazujące na elementach produkowanych seryjnie. W oparciu o dalszy etap rozwoju rozwiązań znanych już z nowej Klasy S projektanci zaopatrzyli technologię w funkcję rozpoznawania lokalizacji samochodu i jego otoczenia. Z pomocą wysoce zautomatyzowanego pilota "Route Pilot" mógł on samodzielnie pokonywać trasę w gęstym ruchu miejskim oraz pozamiejskim.

- Pojazdy autonomiczne to dla nas istotny krok na drodze do eliminacji wypadków - mówi Zetsche. - Ich wprowadzenie pozwoli na podniesienie poziomu komfortu i bezpieczeństwa wszystkich uczestników ruchu - będą one mogły reagować również wtedy, gdy kierowca prowadzi w sposób nieuważny lub nie uda mu się czegoś w porę zauważyć. Poza tym wyręczają one kierowcę w wykonywaniu monotonnych lub trudnych czynności.

- Sukces naszych jazd testowych śladami Berthy Benz udowodnił, że autonomiczna jazda jest możliwa nie tylko na zamkniętych odcinkach dróg czy przy uwzględnieniu wyłącznie prostych sytuacji komunikacyjnych - podkreśla prof. Thomas Weber, członek zarządu Daimler AG odpowiedzialny za rozwój i szef oddziału badawczego Mercedes-Benz Cars. - Zgodnie z celem projektu, zdobyliśmy istotne informacje na temat stanu zaawansowania naszych systemów i kierunku ich rozwoju, który umożliwi autonomiczną jazdę nie tylko po autostradach, ale i w innych warunkach drogowych. Sami byliśmy zresztą nieco zdumieni tym, jak daleko doszliśmy już dzięki stosowanej obecnie technologii. Teraz wiemy, ile czasu i wysiłku potrzeba, by nauczyć pojazd właściwych reakcji w różnych sytuacjach - droga składała się bowiem ze zróżnicowanych odcinków.

Doświadczenia te pomogą w opracowywaniu przyszłych generacji modeli, które zostaną wyposażone w kolejne elementy pozwalające na autonomiczną jazdę. - Nowa Klasa S jako pierwsza była w stanie autonomicznie przejechać zakorkowane ulice. Jako pierwsi chcemy także wprowadzić do seryjnie produkowanych aut następne funkcje autonomiczne. Można oczekiwać, że nastąpi to w obecnej dekadzie - dodaje Weber.

Autonomiczna jazda na kilku poziomach

Nietrudno dostrzec główne zalety autonomicznej jazdy: kierowca może dotrzeć do celu szybko, bezpiecznie i w bardziej zrelaksowanej formie. W czasie rutynowych podróży, w korkach, na zatłoczonych autostradach z ograniczeniem prędkości i na niebezpiecznych odcinkach autonomiczny pojazd jest w stanie zwolnić kierowcę z wykonywania żmudnych zadań z kierownicą. Celem nie jest jednak pozbawienie go możliwości czy przyjemności samodzielnego prowadzenia. - Nasze systemy autonomiczne mogą wspomagać lub odciążać kierowcę. Ci, którzy sami chcą prowadzić samochód, mogą to robić bez żadnych przeszkód. W przyszłości nie nastąpią w tym względzie żadne zmiany - podkreśla prof. Weber. – Oczywiście autonomiczna jazda nie będzie możliwa z dnia na dzień, ale zostanie wprowadzona etapami. Nasze ostatnie osiągnięcie pozwala wykonać kolejny istotny krok w przyszłość.

Wyróżnia się trzy poziomy autonomicznej jazdy, zdefiniowane przez grupę roboczą VDA we współpracy z niemieckim Federalnym Instytutem ds. Drogownictwa (BASt): częściową, wysoce zautomatyzowaną i w pełni zautomatyzowaną.

• przy jeździe częściowo zautomatyzowanej kierowca musi stale monitorować działanie funkcji automatycznych i nie może sobie pozwolić na jakiekolwiek czynności niezwiązane z prowadzeniem pojazdu;

• w przypadku wysoce zautomatyzowanej jazdy kierowca nie musi permanentnie śledzić działania systemu. W tym przypadku działania niezwiązane z prowadzeniem samochodu dozwolone są w ograniczonym stopniu. System samodzielnie rozpoznaje własne ograniczenia i z odpowiednim wyprzedzeniem przekazuje wówczas kierowcy kontrolę nad pojazdem.

• w trybie w pełni automatycznym system jest w stanie autonomicznie radzić sobie z każdą sytuacją; kierowca nie musi monitorować jego działania i może oddać się czynnościom niezwiązanym z prowadzeniem pojazdu. W skrócie - jazda jest możliwa jego udziału.

Częściowo zautomatyzowane prowadzenie jest już w zasięgu kierowców nowej Klasy E oraz S: nowy układ DISTRONIC PLUS z systemem Steering Assist i Stop&Go Pilot potrafi prowadzić samochód w korkach w dużej mierze w sposób samodzielny. Na tym rozwiązaniu opiera się zresztą technologia "Mercedes-Benz Intelligent Drive" - inteligentne połączenie wszystkich systemów bezpieczeństwa i komfortu w celu całkowitej eliminacji wypadków drogowych oraz, ostatecznie, umożliwienia autonomicznej jazdy.

Przeprowadzona pomyślnie autonomiczna podróż śladami Berthy Benz pozwoliła zespołowi badawczemu Daimlera uzyskać cenne informacje na temat wyzwań, z którymi przyjdzie im się zmierzyć na drodze do osiągnięcia w pełni automatycznego prowadzenia oraz o tym, czego jeszcze potrzeba, by samochód mógł bezpiecznie poruszać się w złożonych sytuacjach drogowych, na przykład na skrzyżowaniach z sygnalizacją świetlną, rondach czy z udziałem pieszych i tramwajów.
 
Pierwsze testy drogowe w oparciu o technologię z Klas E i S

Niezauważone przez publiczność, ale oficjalnie zatwierdzone i homologowane przez TÜV testy projektu "Route Pilot" na trasie Berthy Benz rozpoczęły się na początku 2012 roku z wykorzystaniem trzech platform technologicznych, bazujących na Klasie E i S. Zostały one wyposażone we wszystkie dostępne systemy bezpieczeństwa aktywnego oraz pasywnego.

Pojazdy testowe używały wyłącznie tych czujników, które są już dzisiaj stosowane w produkowanych seryjnie modelach Mercedes-Benz. Dlaczego zdecydowano się na takie rozwiązanie? Technologia ta ma przystępną cenę i sprawdza się w codziennej eksploatacji, co ułatwia ewentualne wdrożenie nowo opracowanych funkcji do kolejnych generacji samochodów. Zmiany dotyczyły jednak liczby oraz rozmieszczenia czujników, aby uzyskać odpowiednie pokrycie otoczenia pojazdów w każdym kierunku.

Na podstawie danych z tych czujników i określenia położenia pojazdu w odniesieniu do informacji pochodzących z map cyfrowych, pojazd autonomiczny analizował dostępną wolną przestrzeń wokół i planował swoją trasę. Wymagane algorytmy zostały opracowane przez zespół badawczy Mercedes-Benz we współpracy z Instytutem Techniki Pomiarowej i Automatyki w Instytucie Technologii (KIT) w Karlsruhe.

W porównaniu ze standardową odmianą Klasy S pojazd autonomiczny przeszedł następujące modyfikacje:

• zwiększenie szerokości (odległości pomiędzy układami optycznymi) kamery stereoskopowej w celu wykrywania oddalonych obiektów;

• zainstalowanie dwóch dodatkowych radarów dalekiego zasięgu po bokach przedniego zderzaka w celu wczesnego wykrycia pojazdów zbliżających się z lewej i prawej strony na skrzyżowaniach; kolejny radar dalekiego zasięgu monitoruje ruch z tyłu pojazdu;

• cztery czujniki krótkiego zasięgu w rogach nadwozia zapewniają skuteczniejsze wykrywanie najbliższych przeszkód i innych uczestników ruchu;

• za analizę sygnalizacji świetlnej odpowiada kolorowa kamera o kącie widzenia 90 st., zamontowana za przednią szybą;

• kolejna kamera - za tylną szybą – pomaga pozycjonować pojazd w odniesieniu do elementów, które wcześniej naniesiono na mapę cyfrową. Poprzez porównanie obrazu z kamery oraz wskazań mapy pojazd może zlokalizować swoją pozycję ze znacznie większą dokładnością, niż gdyby korzystał wyłącznie z sygnału GPS.

Aby odbyć podróż śladami Berthy Benz, Mercedes-Benz współpracował z KIT oraz HERE - oddziałem firmy Nokia specjalizującym się w projektowaniu map cyfrowych i usług lokalizacji. W ten sposób powstała trójwymiarowa mapa drogi łączącej Mannheim i Pforzheim, dostosowana do wymagań pojazdu autonomicznego. Poza przebiegiem drogi przedstawionym z odpowiednią dokładnością zawierała ona informacje o liczbie i kierunku pasów ruchu, znakach drogowych oraz lokalizacji sygnalizatorów świetlnych. W przyszłości Mercedes-Benz ma zamiar kontynuować współpracę z HERE w celu opracowywania kolejnych cyfrowych map 3D - są one niezbędne, aby umożliwić autonomiczną jazdę.

Route Pilot reaguje na zróżnicowane sytuacje drogowe

Zamontowany w pojeździe badawczym Route Pilot pozwala uporać się z różnymi wyzwaniami w korkach i na drogach pozamiejskich: rondami, przeszkodami w obszarze zabudowanym, rowerzystami, manewrami zawracania, pojazdami zaparkowanymi niezgodnie z przepisami, sygnalizacją świetlną, skrzyżowaniami równorzędnymi czy przechodniami i tramwajami.

Autonomiczna Klasa S była w trakcie testów monitorowana przez specjalnie przeszkolonych kierowców, którzy - gdyby tylko system podjął niewłaściwą decyzję - byli w stanie natychmiast podjąć interwencję i przejąć kontrolę nad samochodem. Ponieważ ruch uliczny jest nieprzewidywalny, a każda z sytuacji jest niepowtarzalna, wszystkie ręczne korekty były notowane w bazie i przesyłane do zespołu badawczego, który uzupełniał listę zdefiniowanych manewrów. Pozwala to na dalszy rozwój platformy technologicznej, radzącej sobie z coraz to nowymi wydarzeniami na drodze.

Jazdy testowe na 100-kilometrowej trasie dostarczyły informacji niezbędnych do dalszego rozwoju nowej technologii. - Dla przykładu, okazało się, że nie lada wyzwanie stanowi rozpoznawanie wskazań sygnalizacji świetlnej w różnych warunkach oświetlenia i prawidłowe połączenie tych wskazań z kierunkami pasów ruchu - wyjaśnia prof. Ralf Herrtwich, szef systemów wspomagania kierowców i kontroli zawieszeń w grupie badawczej Daimlera, który zainicjował projekt autonomicznej jazdy. - Nie zależy nam jednak, by samochód samodzielnie radził sobie w każdej bez wyjątku sytuacji na drodze. Jeśli na przykład ulica zablokowana jest przez śmieciarkę, nie chcemy, by auto automatycznie ją wyprzedzało, zwłaszcza, że jego czujniki mają ograniczony zasięg. W takim przypadku prowadzenie przejmuje kierowca.

Za sukces autonomicznych jazd testowych należy przede wszystkim uznać identyfikację obszarów, na rozwoju których musi w przyszłości skupić się zespół badawczy. - Wiemy teraz, że możemy wprowadzić dalsze usprawnienia zaprogramowanych manewrów w zakresie sterowania układem kierowniczym, silnikiem i hamulcami. Kolejne wyzwanie stanowi właściwa lokalizacja pojazdu na drodze. Pozwoli ona precyzyjnie określić, w którym miejscu przed skrzyżowaniem powinien on dokładnie stanąć, aby mieć właściwy ogląd sytuacji.

Nie mniej ważna jest interakcja z pozostałymi uczestnikami ruchu. - Tam, gdzie człowiek śmiało decyduje o wjechaniu w wolną lukę, autonomiczny pojazd reprezentuje ostrożniejsze podejście - dodaje Herrtwich. - Czasami prowadzi to do zabawnych sytuacji, np. gdy pieszy daje sygnał ręką, że przepuszcza samochód, a ten nadal czeka niewzruszony przed przejściem. System nie przewidział bowiem takiej formy uprzejmości ze strony przechodniów.

Aby odtworzyć podejmowane przez autonomiczny pojazd decyzje, wszystkie dane z czujników są na bieżąco zapisywane. Same obrazy z kamery stereoskopowej zarejestrowane w ciągu jednej godziny mają rozmiar 300 GB. Część informacji jest później przechowywana, na przykład gdy dojdzie do wypadku i zajdzie konieczność odtworzenia jego przebiegu.

Wyzwania na drodze do autonomicznej jazdy

Aby osiągnąć cel w pełnić zautomatyzowanej jazdy, trzeba pokonać nie tylko przeszkody natury technicznej. Wiele aspektów wymaga jeszcze formalnego zdefiniowana. Dla przykładu, międzynarodowe rozporządzenie UN/ECE R 79 nie pozwala na automatyczne sterowanie kierownicą przy prędkościach przekraczających 10 km/h. Według Konwencji wiedeńskiej o ruchu drogowym, obowiązującej w UE, kierowca musi cały czas kontrolować pojazd. Podczas jej opracowywania nikt jednak nie uwzględniał pojazdów autonomicznych. Ich rozwój pojazdów wymagał odpowiednich regulacji. Wprowadzono je już w niektórych stanach USA.

Aby wprowadzić zautomatyzowane systemy prowadzenia pojazdu, niezbędna jest także społeczne przyzwolenie i zaufanie do nowej technologii - podobnie jak wtedy, gdy na drogi wyjechały pierwsze automobile. Znajduje to potwierdzenie w ostatnich badaniach Centrum Badań Klienta Mercedes-Benz. Objęły one około 100 osób w wieku od 18 do 60 lat. Początkowy sceptycyzm ankietowanych zniknął niemal całkowicie po odbyciu autonomicznych testów na symulatorze jazdy.

Od kilku lat Mercedes-Benz pracuje również nad rozwojem technologii Car-To-X. Dane zbierane i wymieniane w czasie rzeczywistym między poszczególnymi uczestnikami ruchu mają potwierdzać aktualność cyfrowych map. Dodatkowo, informacje dotyczące zatorów czy utrudnień mogą pomóc w ograniczeniu korków. Jeszcze w tym roku Mercedes-Benz ma zostać pierwszym producentem, który wprowadzi technologię Car-To-X na rynek.

PROMETHEUS - pionierskie osiągnięcie na drodze do autonomicznej jazdy

Sukces Mercedes-Benz na drodze Berthy Benz to rezultat wielu lat badań nad pojazdami autonomicznymi. Wcześniejszym kamieniem milowym w tej dziedzinie był zainicjowany przez Daimler-Benz projekt EUREKA-PROMETHEUS ("Programme for European Traffic with Highest Efficiency and Unprecedented Safety" - program najwyższej efektywności i bezprecedensowego bezpieczeństwa dla europejskiego ruchu drogowego), rozpoczęty w roku 1986. Osiem lat później na czołówki gazet trafiły pojazdy testowe, które w ramach tego projektu pokonały w warunkach normalnego ruchu ulicznego około 1000 km, głównie autonomicznie, na wielopasmowej autostradzie w okolicach Paryża, a niedługo potem przejechały z Monachium do Kopenhagi. Już wtedy Mercedes-Benz zademonstrował, że autonomiczna jazda autostradą, włącznie ze zmianą pasów, wyprzedzaniem i utrzymywaniem bezpiecznego dystansu między samochodami, jest technicznie możliwa.

Jednym z efektów projektu PROMETHEUS był adaptacyjny tempomat DISTRONIC, wprowadzony do oferty wraz z debiutem nowej Klasy S (typoszereg W 220) w 1998 roku. Na jego bazie Mercedes-Benz opracował szereg systemów wspomagających, zdolnych do wykrywania niebezpiecznych sytuacji, ostrzegania kierowcy i, coraz częściej, automatycznej interwencji. Przy okazji zaprojektowano także układ Speed Limit Assist, zaprezentowany w 2005 roku. W ramach projektu PROMETHEUS testowano również pierwsze kamery stereoskopowe. Owocem tych testów jest kamera "6D Vision", stosowana teraz w nowej Klasie E i S. Opatentowana przez Daimlera technologia pozwala w czasie rzeczywistym analizować ruch otaczających pojazd obiektów.

Na poziomie technologicznym PROMETHEUS i nowy Mercedes-Benz S 500 INTELLIGENT DRIVE to jednak dwa różne światy. - Postęp dotyczy przede wszystkim nowoczesnego oprogramowania i miniaturyzacji sprzętu - wyjaśnia Weber, szef rozwoju Mercedes-Benz. - Dawniej podzespoły były zwyczajnie zbyt duże i zbyt drogie, by standardowo stosować je w samochodach. Jednocześnie nie były dość wydajne ani niezawodne. Dzisiaj mamy do czynienia z zupełnie inną sytuacją. Nasze nowoczesne systemy mogą być instalowane w jednostkach o kompaktowych wymiarach. Są wyjątkowo wydajne, a jednocześnie mają przystępne ceny. To jedyny sposób, by maksymalna liczba klientów mogła korzystać z autonomicznych funkcji pojazdu. Oto nasz ostateczny cel.

Systemy wspomagające Mercedes-Benz z funkcjami częściowo zautomatyzowanej jazdy w modelach seryjnych:

• adaptacyjny tempomat DISTRONIC/DISTRONIC PLUS (1998/2005) - wprowadzony w 1998 roku i rozbudowany w roku 2005 o zmodyfikowane czujniki radarowe, adaptacyjny tempomat automatycznie utrzymuje bezpieczny dystans od poprzedzającego pojazdu i jest zdolny do autonomicznego hamowania/przyspieszania;

• PRE-SAFE Brake (2006) - automatycznie uruchamia hamulce pojazdu w przypadku ryzyka uderzenia w tył poprzedzającego pojazdu (częściowo autonomiczne/awaryjne hamowanie);

• Active Blind Spot Assist (2010) - wykrywa pojazdy w tzw. martwym polu; dodatkowo, dzięki uruchomieniu hamulców po jednej ze stron auta, może ograniczyć ryzyko kolizji podczas zmiany pasa ruchu;

• Active Lane Keeping Assist (2010) - połączony z ESP system wkracza do akcji, gdy kierowca nieumyślnie przekroczy linię rozdzielającą pasy ruchu, ciągłą lub przerywaną - poprzez uruchomienie hamulców po przeciwnej stronie pojazdu może skierować go z powrotem na właściwy tor jazdy;

• DISTRONIC Plus z systemem Steering Assist i Stop&Go Pilot (2013) - pomaga kierowcy nie tylko utrzymać pożądany dystans od poprzedzającego pojazdu, ale również pozostać na środku swojego pasa. W rezultacie możliwe jest autonomiczne podążanie za innym samochodem w korku;

• BAS PLUS Brake Assist z systemem Cross-Traffic Assist (2013) - potrafi wykryć ruch poprzeczny oraz pieszych i w razie potrzeby zwiększyć ciśnienie w układzie hamulcowym