Silniční doprava – Vize blízké budoucnosti

Mercedes-Benz Future Truck 2025 svým systémem „Highway Pilot“ komunikuje se svým okolím a jezdí autonomně. Vzájemné propojení a řízení tzv. „velkých dat“ v řešení vozidla a služeb bude rozhodující. 

Cesta k tomuto cíli je dlážděna již dnes dodávanými asistenčními a telematickými systémy. Asistent pro udržování bezpečného odstupu, asistent pro jízdu v popojíždějící dopravní koloně, asistent pro nouzové brzdění „Active Brake Assist 3“, asistent pro jízdu v jízdním pruhu a trojrozměrné mapy pro předvídavý tempomat PPC (Predictive Powertrain Control) jsou již realitou, stejně jako telematické produkty FleetBoard pro řízení provozu vozidla, přes řízení dopravy, až po aplikace pro řidiče a dopravce. Daimler Trucks je ve vývoji všech uvedených systémů průkopníkem. Další kroky jsou proto nasnadě. Všechny tyto stavební kameny budou nyní vzájemně propojeny a rozšířeny, kamery a radarové senzory zdokonalovány a spojeny. A to vše bude dokonale doplněno komunikací V2V a V2I a digitální mapou. Technickým základem studie Future Truck 2025 se systémem „Highway Pilot“ je Mercedes-Benz Actros 1845. Jeho motor dosahuje nejvyššího výkonu 330 kW (449 k) a poskytuje maximální točivý moment 2200 N.m. Přenos hnací síly zajišťuje standardně dodávaná plně automatizovaná převodovka Mercedes PowerShift 3 s dvanácti převodovými stupni. 

Radarové senzory a kamera

Pro výjimečné schopnosti studie Mercedes-Benz Future Truck 2025, jako nákladního vozidla schopného autonomní jízdy, je rozhodující jeho technická výbava. Ve spodní části přídě jsou uloženy radarové senzory s dlouhým a krátkým dosahem, které skenují situaci před vozidlem. Radarový senzor vpředu má dosah 250 m s úhlem snímání 18 stupňů. Senzor s krátkým dosahem „dohlédne“ do vzdálenosti 70 metrů při úhlu snímání 130 stupňů. Radarové senzory jsou základem již dnes nabízených bezpečnostních systémů, které podporují řidiče při udržování bezpečné vzdálenosti od vpředu jedoucího vozidla a při nouzovém brzdění. Kromě toho sleduje oblast před vozidlem stereokamera umístěná nad spodním okrajem čelního okna. Dnes je na tomto místě umístěna monokamera na přání dodávaného asistenta pro jízdu v jízdním pruhu. Dosah stereokamery je 100 m, úhel snímání je 45 stupňů horizontálně a 27 stupňů vertikálně. Stereokamera studie Mercedes-Benz Future Truck 2025 rozpoznává jednoproudé a dvouproudé vozovky, chodce, pohyblivé a nepohyblivé předměty, veškeré objekty v rámci sledovaného prostoru a stav vozovky. Kamera rozpoznává všechno, co se odlišuje od pozadí, a díky tomu dokáže precizně stanovit i volný prostor. Stereokamera vpředu kromě toho zachycuje také informace z dopravních značek. Kromě rozpoznávání objektů a volného prostoru slouží stereokamera také ke sledování jízdního pruhu, což je zásadní funkcí pro autonomní jízdu v jízdním pruhu. Sledování vozovky po pravé a levé straně nákladního vozidla mají na starosti radarové senzory umístěné po obou stranách před zadní nápravou tahače. Jejich dosah činí 60 m, senzory pokrývají úhel 170 stupňů.

Multisenzorová fúze 

Senzory jsou vzájemně propojeny (multisenzorová fúze) a zprostředkovávají kompletní obraz okolí, který zahrnuje veškeré pohyblivé a nepohyblivé objekty v okolí nákladního vozidla. Fúzí dat z radarového senzoru vpředu, bočních radarových senzorů a kamery vpředu ve vysokovýkonném vícejádrovém procesoru centrálního počítače vznikne „přehled“ o celé oblasti před nákladním vozidlem a po jeho stranách. Pro porovnání: lidské oko disponuje zorným polem 150 stupňů, z toho však jenom zlomek připadá na zónu ostrého vidění. Systém senzorů studie Mercedes-Benz Future Truck 2025 představuje již následující generaci této techniky. Senzory pracují tak precizně, že okraj vozovky rozpoznávají nejen na základě podélných čar, ale průběh silnice dokážou identifikovat také podle zástavby na krajnici (např. svodidla nebo vegetace). Senzorová a kamerová technika pracuje v celém rozsahu rychlostí od 0 km/h až do legislativně nejvyšší povolené rychlosti pro nákladní vozidla 80 km/h. Díky ní je nákladní vozidlo plně automatickými zásahy do řízení udržováno bezpečně uprostřed jízdního pruhu. Systém kromě toho vychází také z digitální trojrozměrné mapy, která se již dnes používá pro asistenční systém prediktivního řízení hnacího řetězce PPC (Predictive Powertrain Control). Nákladní vozidlo je tedy nepřetržitě dokonale informováno o průběhu trasy a o její topografii. K vlastní lokalizaci se navíc používá digitální mapa a informace z multisenzorové fúze.

V2V – komunikace mezi vozidly

„Highway Pilot“ je dokonale doplněn síťovým propojením V2V a V2I. Každé vozidlo, vybavené v blízké budoucnosti těmito systémy, bude průběžně předávat svému okolí informace v podobě zprávy CAM (Corporate Awareness Message). Jejím obsahem jsou údaje o poloze a typu vozidla, rozměrech, směru a rychlosti jízdy, případné akceleraci nebo brzdění a o poloměru projížděné zatáčky. Frekvence informačních sdělení závisí na rychlosti jízdy vozidla a na intenzitě změn jeho pohybu. Při klidné jízdě to může být jedna zpráva za sekundu, při výrazných změnách i deset zpráv za sekundu. Zprávy jsou přenášeny technologií WLAN na frekvenci G5 (5,9 GHz), která je po celé Evropě jednotná. Základem je stanice ITS Vehicle Station (Intelligent Transport Systems and Services) na palubě vozidla. Komunikace mezi vozidly je rovněž standardizovaná na základě dohod v rámci konsorcia výrobců automobilů, dodavatelů, veřejných organizací a výzkumných zařízení.

Předvídavá jízda

Průběžně zasílané zprávy lze přijímat v okruhu cca 500 metrů. Vozidla se tak vzájemně informují o svých pohybech a mohou na tyto skutečnosti okamžitě předvídavým způsobem reagovat. To se týká například reakcí na zařazení vozidel do jízdního pruhu na dálnici nebo na nedaleký konec stojící kolony vozidel. Každá zpráva je certifikována, což zabraňuje jejímu zneužití. Zasílání zpráv je na tuto vzdálenost funkční i za nepříznivého počasí. V případě potřeby jsou průběžná hlášení doplňována zprávami DEN (Decentralized Environmental Notification), které upozorňují na mimořádné události, například na nouzové brzdění, zapnutí výstražných světel nebo mlhových světlometů.

V2I – komunikace vozidlo a infrastruktura

V2I znamená, že jsou všechny uvedené zprávy a signály zasílány rovněž externím adresátům, například stanicím pro řízení silničního provozu, které mohou flexibilně reagovat na nově nastalé skutečnosti, např. změnami nejvyšší povolené rychlosti nebo povolením jízdy v dalších jízdních pruzích. Zprávy lze zasílat i opačným směrem vozidlům, například o krátkodobých nebo mobilních staveništích. Nachází-li se nejbližší pevná stanice pro V2I mimo přímý dosah, jsou informace předávány řetězcem zpráv prostřednictvím ostatních vozidel. Při nepřítomnosti sítě WLAN zajišťují přenos mobilní telefonní sítě UMTS a GPRS. Všechna uvedená data informují řidiče, resp. počítač jeho vozidla včas o událostech mimo viditelnou oblast. Díky tomu se řidič a jeho vozidlo dozví o překážkách ještě dřív, než může nastat nebezpečná situace. Mercedes-Benz Future Truck 2025 nejede tedy po své trase jako „solitér“, nýbrž automaticky, nepřetržitě a pro svého řidiče neznatelně komunikuje se svým okolím. Stejně tak, jako předává jiným vozidlům informace o svých vlastních pohybech a průběhu jízdy, přebírá zase signály o pohybech ostatních nákladních a jiných vozidel. Mezi propojenými vozidly probíhá komunikace v reálném čase na úrovni, která je i pro nejpreciznější rozhlasové dopravní zpravodajství naprosto nedosažitelná. Tímto způsobem jsou vzájemně sdíleny informace o váznoucí a zpomalené dopravě, stejně jako data o dopravních zácpách, jejich délce a době zdržení, nebo o staveništích – tato data jsou k dispozici všem účastníkům silničního provozu. Protože propojená vozidla reagují na tyto zprávy automaticky, je tím zajištěn homogenní tok dopravy a dokonalé využití omezených možností silniční infrastruktury, a to lépe než u současných náročných systémů řízení dopravy. Při větších překážkách jsou včas poskytovány informace pro automatickou změnu trasy do požadovaného cíle, nebo doporučení pro objízdnou trasu. Silniční doprava se s příchodem autonomní jízdy vyvine v systém schopný samoučení. 

Převzato z časopisu

Fotogalerie