Что такое система ADAS и для чего она нужна в автомобиле?

Advanced Driver Assistance System или сокращенно «ADAS» — это сложная система, в состав которой входит несколько других подсистем, работающих по определенным алгоритмам. Основной ее задачей является помощь водителю в управлении его транспортным средством. Основными компонентами ADAS являются разнообразные датчики, предоставляющие данные в реальном времени. Они позволяют собирать и обрабатывать информацию об окружающей среде, а также о техническом состоянии автомобиля. В данной статье рассмотрим какие типы датчиков используются в системе ADAS, что включает в себя данная система, а также каковы ее основные функции.

Краткая история

Основная концепция данной системы была разработана еще в 1980-х годах. В это время в автомобилях была реализована антиблокировочная тормозная система (ABS), которая считывала скорость вращения колес, позволяя дозировать тормозное усилие, что повышало управляемость и безопасность транспортного средства. Подобные системы заложили основу для развития более совершенных технологий, которые способны значительно повысить безопасность и производительность автомобилей.

Уже в начале 1990-х годов системы ADAS вышли на совершенно другой уровень. В 1995 году японская автомобилестроительная компания Mitsubishi представила общественности свою систему адаптивного круиз-контроля (ACC). В ее основе лежали радарные датчики, которые использовались для определения расстояния до впереди идущего автомобиля, с целью поддержания заданной дистанции до него. К другим существенным новшествам, которые были разработаны в это время, стали системы предупреждения о выезде за пределы полосы движения, а также системы помощи водителю при парковке автомобиля.

В начале «нулевых» началось массовое внедрение систем ADAS. Например, некоторые немецкие автомобильные гиганты начали активно встраивать такие системы в свои автомобили премиум-класса. Среди них можно было отметить парковочную систему, а также систему контроля курсовой устойчивости, позволяющая предотвращать сильные заносы автомобиля. Помимо этого, в этом временном периоде еще необходимо упомянуть 2003 год, в котором компания Toyota представила первый автомобиль серийного производства, оснащенный системой предупреждения столкновений (PCS). Эта система с помощью радара обнаруживала на дороге автомобили и пешеходов, и подавала сигналы о вероятном столкновении. Если же вероятность аварийной ситуации была высока, то система автоматически задействовала тормоза.

Спустя десятилетие, развитие современных технологий и машинного обучения позволило создавать более сложные системы, которые начали внедряться в транспортные средства. Такие компании как Tesla стали разрабатывать технологии автономного вождения, используя огромный спектр всевозможных систем и датчиков. На автомобилях все чаще стали доступны системы отслеживания слепых зон, адаптивный круиз-контроль, автоматическое торможение и прочее. Сейчас можно с уверенностью сказать, что подобные функции уже давно стали стандартом во многих новых транспортных средствах, что позволило повысить безопасность дорожного движения.

Виды систем ADAS

На данный момент времени существует немалое количество различных систем ADAS, однако все они делятся на определенные виды, в зависимости от принципа их работы. Всего существует четыре основных вида:

· Адаптивная — система, которая приспосабливается к работе, на основе информации полученной из вне;

· Автоматизированная — выполняет определенные задачи, которые водитель не в состоянии выполнить на достаточно безопасном уровне;

· Мониторинговая — наблюдает и отслеживает обстановку возле автомобиля с помощью специальных датчиков. В случае возникновения аварийной ситуации, данная система может принять решение о вмешательстве в процесс вождения транспортного средства;

· Предупреждающая — оповещающая система, которая предупреждает водителя о потенциальной опасности на дороге.

Типы датчиков ADAS

Не секрет, что датчики являются «глазами и ушами» автомобиля, особенно когда речь идет о его безопасности. В данном пункте рассмотрим основные типы датчиков, которые применяются в ADAS.

Первые, о которых хотелось бы сказать — это радарные датчики. Они используют радиоволны для определения скорости и направления различных объектов относительно автомобиля. Радары применяются в разных системах: в ACC для поддержания безопасного расстояния между автомобилями; в системах обнаружения слепых зон их используют для мониторинга областей, которые не видны в боковые зеркала; в системах экстренного торможения радарные датчики могут использовать для выявления неминуемых столкновений.

Лидарные датчики испускают лазерные лучи и измеряют время за которые они возвращаются от отраженных объектов. Эта технология создает подробную трехмерную карту окружающей среды окрестностей транспортного средства, которая необходима для точного обнаружения препятствий, а также навигации. Такие датчики применяются для обнаружения пешеходов и других объектов в системах автономного вождения и прочего.

Ультразвуковые датчики испускают звуковые импульсы, которые отражаются от близлежащих объектов, что дает возможность определять расстояние до них. В основном подобные датчики используются для парковки, позволяя обнаруживать препятствия и безопасно маневрировать водителям на небольшой площадке. Вместе с тем, ультразвуковые датчики используются в системах контроля слепых зон, предупреждая водителей о потенциальных опасностях при смене полосы движения. Также они важны для систем оповещения о перекрестном движении сзади, предупреждая водителей о приближающихся транспортных средствах сбоку при выезде задним ходом с парковочных мест.

GPS предоставляет точные данные о местоположении автомобиля, которые используются в навигационных системах. С его помощью можно проложить наиболее точный маршрут до необходимой точки назначения. Помимо этого, датчики GPS используются в системах адаптивного круиз-контроля для управления скоростью транспортного средства, рассчитанной на основе текущих условий движения и геометрии дороги.

Инерциальные датчики (гироскопы и акселерометры) используются в электронных системах контроля устойчивости автомобиля на дороге в случае обнаружения потери тяги, предотвращения заноса и прочего.

Камеры являются оптическими органами чувств системы ADAS. Они в режиме реального времени фиксируют окружающую среду вокруг транспортного средства, которая затем обрабатывается сложными алгоритмами для считывания и идентификации различных объектов: дорожные знаки, разметки полос и прочих других важных элементов.

Камеры также нашли свое применение в системах автоматического управления дальним светом. Системы кругового обзора используют их для обеспечения всестороннего наблюдения окружающей обстановки, что оказывает большую помощь в маневрировании водителю, особенно в ограниченном пространстве.

Инфракрасные датчики обнаруживают тепловое излучение, позволяя определять автомобилю препятствия в условиях плохой видимости, допустим, в тумане. Такие датчики применяются в системах ночного видения. Они дают возможность обнаружить пешеходов или животных на дороге, если они не видны в свете фар.

Основные функции системы ADAS

В своей совокупности, датчики ADAS способны выполнять ряд важных задач, среди которых, можно выделить несколько основных направлений.

Удержание полосы движения

Сочетание нескольких датчиков позволяет оказывать помощь в удержании автомобиля в пределах своей полосы движения, путем автоматического управления рулевым приводом. Это позволит предотвратить случайные выезды с дороги и снизить риск столкновения из-за заноса. В своей совокупности, это не только предотвращает аварии, но и снижает утомляемость водителя в длительных поездках.

Предотвращение столкновений

Системы для предотвращения столкновений используют различные датчики для обнаружения потенциальных препятствий на пути автомобиля. В случае их появления, будут предприняты определенные действия, таки как автоматическое торможение и прочее. В целом такие технологии позволяют постоянно мониторить обстановку «за бортом» автомобиля и реагировать на потенциальные опасности быстрее, чем бы смог человек.

Помощь при парковке автомобиля

Сочетание камер и ультразвуковых датчиков оказывают водителю огромную помощь при осуществлении маневров своего транспортного средства в ограниченном пространстве. Нынешнее парковочные системы и вовсе дают возможность парковать свое транспортное средство без участия водителя в автоматическом режиме.

Круиз-контроль

АСС использует датчики радара, а также камеры для поддержания переменной скорости автомобиля, соблюдая безопасное расстояние до транспортного средства, движущегося впереди. Это повышает комфорт и безопасность при вождении, а также снижает утомляемость водителя за счет поддержания заданной скорости движения без необходимости использования педалей.

Отслеживание слепых зон

Система мониторинга слепых зон позволяет обнаруживать транспорт на соседней полосе, который может быть не виден в боковых зеркалах. Преимущественно это важно при смене полосы движения, в особенности для грузовиков и внедорожников, где слепые зоны могут быть более значительными.

Идентификация дорожных знаков

Камеры высокого разрешения могут распознавать большинство дорожных знаков, предоставляя водителю необходимую информацию.

Что нас ждет дальше?

Развитие будущих систем ADAS тесно связано с тенденциями, которые набирают популярность в современном мире. Интеграция ИИ позволит разработать более продвинутые и адаптивные технологии, позволяющие создавать интеллектуальные системы, способные обучаться на реальных сценариях вождения, что со временем повысит их безопасность и надежность.

Здесь также не могу не отметить технологию беспроводной связи V2X, возникшая в 2006 году. На то время она стала одной из самых обсуждаемых концепт-технологий в рядах технического сообщества. Если вкратце, то V2X — это общее название технологий, обеспечивающие беспроводную коммуникацию между транспортными средствами и другими объектами. Внедрение такой технологии позволило бы улучшить безопасность, оптимизировать время планирования маршрутов, а также вывести технологии автономного вождения на совершенно новый уровень.

Заключение

Система ADAS является важной частью любого современного автомобиля, обеспечивая безопасность и удобство при вождении. Входящие в нее датчики формируют основу для тех подсистем, которые оказывают помощь водителю в различных ситуациях. На мой взгляд, дальнейшее развитие таких технологий будет играть решающую роль именно в появлении высокопроизводительных автономных систем вождения, требующих минимального участия человека в процессе управления автомобилем. Как говорится: «Будущее не за горами». Надеюсь, уважаемый читатель поделится своим мнением относительно темы данной статьи. Это можно сделать в комментариях к посту.