Hóban, esőben vagy ködben nehezebb vezetnie az embernek, mint száraz úton. Ugyanez igaz persze az önvezető autókra is! Előfordulhat, hogy a kamerák hiába figyelik az utat, ha csak havat látnak, útburkolati jeleket nem, ahogyan az érzékelőknek is problémát okozhat egy pocsolya és kátyú között különbséget tenni. Az önvezető autók tesztelése során is a legfőbb problémát az ilyen helyzetek jelentik. Autópályán, jól látható útburkolati jelekkel és táblákkal ellátott, feltérképezett, száraz úton a legtöbb vezetést segítő rendszerrel felszerelt jármű már boldogul. De mi a helyzet az említett nehezebb körülmények esetén?
Ahhoz, hogy az önvezető autók biztonságosan tudjanak közlekedni, folyamatosan figyelniük kell a környezetüket, kamerák, radarok, lézeres és ultrahangos érzékelők segítségével, emellett pedig szükség van nagyon precíz, nagy felbontású, mindig az aktuális helyzetet behatároló térképekre is.
Már zárt pályán is rengeteg dologra kell felkészíteni az önvezető autókat, a közutakon azonban még több nehézséggel kell szembenézniük
A Bosch több kutatása is a fenti kihívásoknak akar megfelelni. A navigációs rendszereket gyártó holland TomTom céggel közösen 2015 óta dolgozik közösen egy különlegesen precíz nagy felbontású térképen, amely segítségével az önvezető rendszer centiméter pontossággal meg tudja határozni a jármű pillanatnyi helyzetét. A két cég 2020-ra tervezi piacra dobni a szoftvert, amely forradalmasítja a navigációs berendezéseket. Egyik különlegessége, hogy a járművekben található radarok segítségével határozza meg annak pontos helyzetét és közvetlen környezetet. Milliárdnyi pontot figyel a rendszer, mindent, ami a közelben található, sőt figyelembe veszi a további perifériák adatait: az útburkolati jeleket, elválasztó korlátokat, közlekedési táblákat. A felhő alapú megosztással pedig állandóan naprakész lesz a térkép, ha utunkat ideiglenes útlezárás, sáveltolás keresztezi, az autó már erről is előre értesülni fog.
A térképek kulcsfontosságú szerepet töltenek majd be a jövő önvezető autójában, ezért is fűzte szorosabbra viszonyát a Tom Tom és a Bosch
A fejlesztések tehát éppen arra irányulnak, hogy különleges körülmények között is biztonságosan lehessen közlekedni az önvezető autókkal. A Bosch és a Daimler-Benz ennek kapcsán jelentős lépésre készül: 2019 második felétől tesztelik Kaliforniában azt a közös fejlesztésű önvezető autót, ami tulajdonképpen egy átalakított Mercedes-Benz S-osztály lesz. A tesztjárművet San Joséban, a Szilícium-völgyben üzemeltetik majd, és mindenféle időjárási körülmények között vizsgálják a működését.
Ahhoz, hogy a Bosch és a Daimler-Benz tesztjei sikeresek legyenek, persze egy sor további fejlesztést kell még megvalósítani. Jelenleg ugyanis előfordul több tényező is, ami jelentősen megnehezíti a mérnökök dolgát, amikor az önvezető rendszereket fejlesztik. Nézzük csak, melyek ezek és mi lehet a megoldás?
Hibák az utakon
Az egyik legfontosabb megoldandó probléma az önvezető autók tökéletesítése terén, hogy az úthibákat felismerjék. Ráadásul az ilyen irányú fejlesztések a sofőrrel közlekedő autóknak is hasznos kiegészítői lehetnek. Nem könnyű azonban elérni, hogy az érzékelők ne keverjenek össze egy pocsolyát, kisebb repedést egy veszélyes kátyúval. Ha pedig nem sikerül sikeresen megkülönböztetni egy kátyút és egy pocsolyát, nehezen tudna haladni egy önvezető autó eső után, egy vízfoltokkal tarkított hosszabb útszakaszon.
A végső megoldás jelentős része lehet, ha az autók számítógépes rendszerei feltöltik a felhőbe az általuk észlelt kátyúk pontos elhelyezkedését, vagy az egyéb útburkolati problémákat. Ha pedig idővel kijavítják azokat, akkor erről ismét értesítést küld az ezt először érzékelő jármű a központi adatbázisnak. A Bosch által alapított start-up, a StreetProbe éppen ezt próbálja megvalósítani. A fejlesztés lényege, hogy a program folyamatosan rögzíti az út állapotát, így például észreveszi a kátyúkat. Az érzékelők adatai bekerülnek az adatfelhőbe, a GPS-alapú helymeghatározásnak köszönhetően pedig pontosan meg lehet határozni az úthibák helyét és akár ki is lehet javítani azokat, mielőtt nagyobb gödrök lesznek belőlük. Persze ehhez az kell, hogy az út karbantartója kihasználja az adatbázis tudását.
Az elgondolás nem újkeletű. A Bosch egyik jelentős fejlesztési partnere a Jaguar Land Rover kátyúdetektora is hasonlóképp működik: adatokat gyűjt az útibákról és megosztja a felhőben tárolt információkat a két márka minden, detektorral rendelkező járművével. Így figyelmeztetést kap a vezető, ha lassítania kell egy-egy úthiba előtt. Emellett a MagneRide rendszerrel felszerelt Range Roverek – például az Evoque és a Discovery Sport – olyan szenzorokkal is rendelkeznek, amelyek felismerik az úthibákat, a jármű pedig megváltoztatja a felfüggesztés súlyelosztását, így a gödrön áthaladó kerékre kisebb terhelés esik.
Más gyártók is használnak ilyen jellegű megoldást, így például a Ford, a BMW, az Audi, a Volkswagen és a Volvo bizonyos modelljeinél is találkozhatunk dinamikus felfüggesztéssel. Ez szintén hasonlóan működik, mint a MagneRide, vagyis amikor a jármű érzékel egy közelgő kátyút, ezt jelzi az irányítást végző fedélzeti számítógépnek. A jármű vezérlése pedig mentesíti a terheléstől azt a kereket, ami éppen áthalad az úthiba fölött. Ha a jármű áthaladt a kátyú felett, a tömegelosztás visszaáll az eredeti állapotba, vagyis mind a négy kereket egyformán terheli. A Mercedes-Benz pedig többek között a C-, S- vagy az E-osztályokban AIRMATIC felfüggesztést is alkalmaz, ami acélrugók helyett légrugókat használ a dinamikus felfüggesztés mellett. Az említett rendszerek sokkal biztonságosabbá tehetők az előre megkapott adatokkal, hiszen így a menetstabilizáló rendszer is előre tud készülni, vagy ha az lehetséges, az önvezető jármű kormányzással kerülheti ki a kátyút, akár csak egy ember.
Havazás és hó borította útburkolat
Hasonlóan komoly nehézségeket okozhat egy behavazott út az önvezető autóknak, hiszen nem láthatók az útburkolati jelek, sok esetben még a közlekedési táblák sem, a táj jellege is megváltozhat, ráadásul, ha éppen havazik, a hópelyhek is zavarhatják a szenzorokat. Az önvezető autóknál használt komplex rendszert, amely különböző érzékelőkkel figyeli a jármű környezetét, a hópelyhek nagyon megzavarhatják, azokat ugyanis még a Lidar is szilárd tárgyakként érzékelheti, ha sűrűn esik a hó. Persze megoldás itt is van: a lézeres rendszereket folyamatosan fejlesztik mérnökeink, hasonlóan a radarokhoz és az ultrahang-érzékelőkhöz. A komplex hardver és szoftver egység képes lesz kisegíteni egymást, a sebesség csökkentésével pedig jelentősen javul a szenzorok hatásfoka. Pontosan úgy működik ez is, akár az emberi érzékszervek. Viszont a mérnököknek meg kell oldania olyan problémákat is, mint a koszolódás, vagy épp a felfagyó hó leolvasztása.
Az önvezető autók jól tájékozottak lesznek, hiszen egymással is kommunikálnak
Több fejlesztés is segíthet azonban, hogy rossz időjárási körülmények között is biztonságosak maradjanak az önvezető rendszerek. A Bosch a Foreca-val közösen fejleszt egy olyan programot, ami már a veszélyes időjárási körülményekre is figyelmeztet, például a jéggel borított szakaszokra, vagy a vízfoltokra, hóra.
E mellett pedig a Sony és a Bosch közös fejlesztése is hasznos lehet ilyenkor: a két cég egy olyan különleges kamerán dolgozik, amely még extrém körülmények között is működik: alagutakban, naplementekor, borús, havas időben is képes használható képeket készíteni a jármű környezetéről.
Kopott útburkolati jelek, földutak, térképen nem szereplő alsóbbrendű útvonalak
Komoly kihívás az önvezető autók számára, ha le akarunk térni a jól feltérképezett főutakról és földutakon akarunk tovább haladni (gondoljunk csak a nyírségi tanyavilágra), ahol ritkán jár jármű és nincs 3D-s térkép sem a környékről. Az ilyen úttalan utakon segíthet a MapLite, ami a GPS adatok alapján egy alapszintű térképet használ (lényegében egy Google Mapsen elérhető térképet), emellett pedig olyan érzékelőket, amelyek figyelik az út állapotát. Ezeket használva olyan helyzetben is meg kell állja a helyét ez a rendszer, amikor nincs útpadka, ráadásul korom sötét van.
Az épített utakat elhagyva sem keveredhetnek megoldhatatlan szituációkba az önvezető autók
Mindezt úgy valósítják meg, hogy a GPS-koordináták alapján meghatározzák az autó helyzetét, valamint kijelölik a célállomást. Emellett egy köztes, helyi navigációs célt is kijelöl a rendszer, ami mindig látható távolságra van, a szenzorok ezt a pontot figyelik és közben meghatározzák az út szélét. A MapLite többek között Lidar rendszert és más érzékelőket is használ a tájékozódáshoz, és abból indul ki, hogy az út felülete mindig simább, mint a környező táj. A kutatók készítettek tipikus úttípusokat és szituációkat, hogy könnyebben navigálhassák a járművet. A legnagyobb nehézséget a hegyi utak jelentik, a gyorsan változó szintkülönbségekkel egyelőre nem tudnak mit kezdeni, de ezen is dolgoznak.
Áthelyezett közlekedési táblák
Elég egy megfelelő helyre ragasztott matrica egy közlekedési táblán ahhoz, hogy megbolondítsa az önvezető autókat. Gondoljunk csak bele, mi történhet, ha valaki a harmincas sebességkorlátozást jelző táblára a hármas elé egy egyes számjegyet ragaszt? Ráadásul könnyű olyan matricákat készíteni, amelyeket nehéz megkülönböztetni a hivatalos feliratoktól, így az emberek és az önvezető programok is nehéz helyzetbe kerülhetnek. Az önvezető autókat ilyen esetekre is fel kell készíteni, hiszen amikor a jármű kamerái továbbítják a fedélzeti számítógépnek a közvetlen környezetében észlelt jelzéseket, majd összehasonlítja a rendszer a már meglévő adatokkal, eltérést tapasztal, ami problémát okozhat, a rendszer pedig hibás döntést hozhat. A megoldás egy komplex algoritmus, ami a térképen szereplő információkat összeveti a kamerák által rögzített jelekkel, valamint az felhőben tárolt adatokkal. Ha például azt tapasztalja, hogy lakott területen óránként százharminc kilométeres sebességkorlátozást jelez egy tábla, miközben a tárolt adatok alapján harminccal lehetne haladni, el tudja dönteni az önvezető autó, hogy melyik adat alapján, milyen sebességgel haladjon tovább.
A táblák azonosítása és az általuk közölt információ feldolgozása nagyon fontos, de a fals információkat itt is kezelni kell
Jól látszik mennyire komplex és bonyolult kérdéskör ez. Nem véletlenül dolgozik a Boschnál is egyre több mérnök az önvezető rendszereken. Budapesten hamarosan újabb tesztpálya és kampusz épül és újabb mérnökök kezdik meg a munkát, hiszen a Bosch egyik legerősebb fejlesztési bázisa épp Magyarországon van. A fent említett problémákra tehát könnyen lehet, hogy épp magyar mérnökök találnak majd megoldást.
