Volvo Drive Me: Στα τεχνολογικά άδυτα του -κοντινού- μέλλοντος αυτόνομης οδήγησης

Η σουηδική φίρμα παρουσίασε εκτενώς τις παραμέτρους λειτουργίας του Drive Me, του ολοκληρωμένου συστήματος πλήρως αυτόνομης οδήγησής που εξελίσσει και που θα επιτρέψουν, αρχικά, τη δοκιμή, αυτοκινήτων με αντίστοιχα συστήματα σε πραγματικές συνθήκες και με οδηγούς «κοινούς θνητούς», με απώτερο σκοπό την ευρεία παραγωγή τους και την ομαλή ένταξή τους στον κυκλοφοριακό χάρτη.

Το Drive Me, όπως ονομάζεται το project, διανύει πλέον το δεύτερο χρόνο του και όπως ανακοίνωσε η Volvo σε εκδήλωση για την παρουσίαση του προγράμματος, η εξέλιξη είναι γρήγορη ως προς την επίτευξη του αρχικού στόχου

«Με την αυτόνομη οδήγηση μπαίνουμε σε αχαρτογράφητα πεδία. Το να κάνουμε το επόμενο βήμα δοκιμάζοντας πιλοτικά σε δημόσιο επίπεδο, με την φιλοδοξία να δώσουμε την ευκαιρία σε «συνηθισμένους» ανθρώπους να βρεθούν στη θέση του οδηγού αυτοκινήτων με αυτόνομο οδήγησης σε πραγματικές συνθήκες με κανονική κυκλοφορία είναι κάτι που δεν έχει ξαναγίνει», δήλωσε χαρακτηριστικά ο Peter Mertens, επικεφαλής έρευνας και εξέλιξης της Volvo για το φιλόδοξο project που υλοποιείται μέσω μιας ευρείας πρωτόγνωρης συνεργασίας μιας αυτοκινητοβιομηχανίας και όλων των εμπλεκόμενων δημόσιων αρχών της Σουηδίας –από τις πολιτικές αρχές που θα διασφαλίσουν το κατάλληλο νομοθετικό πλαίσιο ώστε να καταστεί δυνατή η νόμιμη κυκλοφορία αυτόνομων αυτοκινήτων, έως τους τοπικούς φορείς των ΜΜΜ και τις δημοτικές αρχές.

Το πρώτο επόμενο βήμα της ευρείας αυτής συνεργασίας κυκλοφορία ενός στόλου 100 αυτοκινήτων με αυτόνομο σύστημα οδήγησης όπου στη θέση του οδηγού θα βρίσκονται «κοινοί θνητοί» σε επιλεγμένους δρόμους της πόλης του Gothenburg, έως το 2017.

Σε ό,τι αφορά το σύστημα της Volvo που θα τοποθετηθεί στο δοκιμαστικό στόλο αυτοκινήτων, σύμφωνα με την φίρμα πρόκειται για ένα ολοκληρωμένο, πλήρως αξιοποιήσιμο και υλοποιήσιμο σε επίπεδο παραγωγής, σύστημα το οποίο βασίζει τη λειτουργία του στη συνεργασία ενός συμπλέγματος αισθητήρων, συστήματος καθορισμού θέσης συνδεδεμένου με διαδραστική βάση δεδομένο (cloud), έξυπνα συστήματα πέδησης και διέυθυνσης.

«Η αυτόνομη οδήγηση θα αλλάξει ριζικά τον τρόπο που αντιμετωπίζουμε την οδήγηση. Στο μέλλον, θα μπορεί κανείς να επιλέξει μεταξύ ενεργής ή αυτόνομης οδήγησης. Και αυτό είναι κάτι που θα μετατρέψει το χρόνο των καθημερινών μετακινήσεών μας από χαμένο σε ποιοτικό, ανοίγοντας νέες ευκαιρίες για εργασία ή διασκέδαση», αναφέρει ο P. Mertens.

To σύστημα «αυτόματου» πιλότου της Volvo είναι σχεδιασμένο κατά τέτοιο τρόπο, ώστε να διασφαλίζεται η αξιοπιστία του και η δυνατότητα του αυτοκινήτου να αντεπεξέλθει σε οποιεσδήποτε συνθήκες οδήγησης όταν έχει το ίδιο τον έλεγχο. Σύμφωνα με την Volvo, η συγκεκριμένη τεχνολογία αποτελεί ένα σημαντικό βήμα εξέλιξης σε σχέση με τα μέχρι τώρα γνωστά αντίστοιχα συστήματα που έχουν παρουσιαστεί καθώς περιλαμβάνει περιλαμβάνει δευτερεύοντα συστήματα που αναγνωρίζουν και διορθώνουν τα λάθη του ίδιου του συστήματος.

«Είναι σχετικά εύκολο να κατασκευάσεις και ένα πρωτότυπο αυτοκίνητο με αυτόματο πιλότο και να το κάνεις να λειτουργήσει, ωστόσο αν θες ένα αυτοκίνητο με αυτόνομο σύστημα οδήγησης ενταγμένο σε πραγματικές συνθήκες κυκλοφορίας, θα πρέπει να δημιουργήσεις ένα ολοκληρωμένο σύστημα το οποίο θα προσφέρει ασφάλεια, θα εμπνέει εμπιστοσύνη στο χρήστη αλλά θα είναι και οικονομικό για το αγοραστικό κοινό», εξηγεί ο Erik Coellingh ειδικός τεχνικών εφαρμογών της Volvo.

H πρόκληση όπως, αναφέρεται από τους Σουηδούς, είναι ένα σύστημα που θα μπορεί να ανταποκριθεί σε οποιοδήποτε σενάριο αναφορικά με τις συνθήκες κυκλοφορίας, αλλά και στα ίδια του τα τεχνικά προβλήματα που μπορεί να προκύψουν.

Δεν μπορεί να περιμένει κανείς από τον οδηγό να είναι έτοιμος να παρέμβει οποιαδήποτε στιγμή ανά πάσα στιγμή, για αυτό και αρχικά ο δοκιμαστικός στόλος αυτοκινήτων θα δοκιμαστεί σε προστατευμένους επιλεγμένους δρόμους, αφαιρώντας ορισμένες παραμέτρους κυκλοφορίας, όπως για παράδειγμα, την κίνηση αυτοκινήτων από το αντίθετο ρεύμα, πεζούς ή δικυκλιστές.

«Το να κάνουμε αυτό το πολύπλοκο σύστημα αξιόπιστο κατά 99% δεν είναι αρκετό για εμάς. Πρέπει να βρεθείς πολύ πιο κοντά στο 100% πριν μπορέσεις να αφήσεις αυτοκίνητα με αυτόνομο σύστημα οδήγησης να αναμιχθούν με τους άλλους χρήστες του δικτύου σε πραγματικές συνθήκες. Εδώ έχουμε μια νοοτροπία που προσομοιάζει σε αυτή της βιομηχανίας αεροσκαφών. Η λογική μας είναι ότι το σύστημα θα έχει βοηθητικά συστήματα τα οποία θα διασφαλίσουν ότι ο αυτόματος πιλότος θα εξακολουθήσει να λειτουργεί ασφαλώς, ακόμα και αν ένα στοιχείο του συστήματος δεν λειτουργεί», επισημαίνει o Eric Coellingh.

Όπως υπογραμμίζεται από τους Σουηδούς, η πιθανότητα να μην ανταποκριθεί το σύστημα πέδησης είναι πάρα πολύ μικρές, ωστόσο σε ένα αυτοκίνητο με αυτόνομο σύστημα οδήγησης θα πρέπει να υπάρχει ένα δεύτερο, ανεξάρτητο σύστημα που θα ακινητοποιεί το αυτοκίνητο σε περίπτωση κινδύνου μιας και είναι απίθανο ο οδηγός να έχει την ετοιμότητα να το κάνει.

«Όπως ακριβώς θα έκανε και ένας καλός οδηγός, προσεγγίζουμε το ενδεχόμενο μιας επικίνδυνης κατάστασης με ιδιαίτερη προσεχή και επιφυλακτικότητα. Ωστόσο, σε πραγματικό κίνδυνο το αυτοκίνητο καταφέρνει να αντιδράσει ταχύτερα από ότι οι περισσότεροι άνθρωποι», σημειώνει o Eric Coellingh.

Αν η λειτουργία αυτόνομης οδήγησης δεν είναι πλέον διαθέσιμη, είτε πρόκειται για ιδιαίτερες καιρικές συνθήκες είτε για τεχνική βλάβη, το ίδιο το σύστημα ειδοποιεί τον οδηγό να αναλάβει εκείνος το χειρισμό του αυτοκινήτου. Αν για οποιαδήποτε λόγο ο οδηγός δεν είναι σε θέση να το κάνει μέσα σε συγκεκριμένο χρονικό πλαίσιο, τότε το αυτοκίνητο θα οδηγηθεί από μόνο του σε ακινησία σε ασφαλές σημείο.

Ο τρόπος με τον οποίο η Volvo έχει καταφέρει να διασφαλίσει τα παραπάνω είναι με τη συνεργασία ενός μεγάλου αριθμού συστημάτων αξιοποιώντας κάθε παράμετρο της εξέλιξης της τεχνολογίας και χρησιμοποιώντας πολλαπλά radar μικρού, μεσαίου και μεγάλου βεληνεκούς, κάμερες, σαρωτές με laser, αισθητήρες με υπέρηχους, σύστημα πλοήγησης με δυνατότητα καθορισμού ακριβούς θέσης του αυτοκινήτου και διαδραστικές βάσεις δεδομένων (cloud).

Αναλυτικά τα συστήματα που συναποτελούν το σύστημα οδήγησης της Volvo καθώς και ο ρόλος τους έχουν ως εξής:

Αισθητήρες

Η Volvo εξελίσσει ένα ολοκληρωμένο σύμπλεγμα αισθητήρων από τους οποίους προκύπτει η ακριβής θέση του αυτοκινήτου και ταυτόχρονου η ολοκληρωμένη 360 μοιρών θέαση του περιβάλλοντος χώρου. Τα δεδομένα που προκύπτουν από τους αισθητήρες τυγχάνουν επεξεργασίας από δίκτυο επεξεργαστών που διυλίζουν τα δεδομένα, δημιουργώντας μια πλήρη χαρτογράφηση των κινούμενων και σταθερών εμποδίων του περιβάλλοντος. Το σύμπλεγμα των αισθητήρων μαζί με το GPS συμβάλει και στον καθορισμό ακριβούς θέσης του αυτοκινήτου, με την δημιουργία ενός τρισδιάστατου ψηφιακού real-time χάρτη που τροφοδοτείται συνεχώς από δεδομένα. Σύμφωνα με τους Σουηδούς πρόκειται για ένα σύστημα με αξιοπιστία που μπορεί να λειτουργήσει χωρίς να απαιτείται καν η εποπτεία από τον οδηγό.

Συνδυαστική χρήση radar και κάμερας

Η συνδυαστική αξιοποίηση ενός radar συνεχούς κύματος συχνότητας 75 GHz και μιας κάμερας τοποθετημένης στο παρμπρίζ αποτελεί μια από τις τεχνολογίες του συστήματος αυτόνομης οδήγησης που ήδη συναντάμε στον «πραγματικό κόσμο» και στο νέο XC90. Το συγκεκριμένο σύστημα αναλαμβάνει να διαβάζει την οδική σήμανση, να υπολογίζει την καμπύλη των στροφών στο δρόμο και να ανιχνεύσει την παρουσία άλλων αυτοκινήτων και χρηστών του οδικού δικτύου.

Περιμετρικά radar

Τέσσερα radar που τοποθετούνται στον μπροστινό και τον πίσω προφυλακτήρα, ακροβολισμένα στις γωνίες του αυτοκινήτου και τα οποία μπορούν να ανιχνεύσουν αντικείμενα σε κάθε κατεύθυνση, μεταδίδοντας κύματα που αντανακλώνται σε κάθε αντικείμενο ανεξαρτήτως μεγέθους, προσφέρουν μια πλήρως περιμετρική εικόνα για το περιβάλλον γύρω από το αυτοκίνητο.

Περιμετρική όραση 360 μοιρών

Τέσσερις κάμερες ανιχνεύουν αντικείμενα που βρίσκονται σε μικρή απόσταση από το αυτοκίνητο. Οι δύο τοποθετούνται στα άκρα των εξωτερικών καθρεπτών, μία στον πίσω προφυλακτήρα και μία στη γρίλια. Οι κάμερες είναι ιδιαίτερης ευαισθησίας και έχουν τη δυνατότητα να προσαρμοστούν άμεσα και «να δουν» ακόμα και σε συνθήκες ακραίας μεταβολής του φωτισμού όπως για παράδειγμα όταν ένα αυτοκίνητο μπαίνει σε τούνελ.

Σαρωτής laser πολλαπλής δέσμης

Το σύστημα ενός διαφορετικού είδους αισθητήρων τοποθετείται στο μπροστινό τμήμα του αυτοκινήτου, κάτω από την εισαγωγή αέρα. Ο σαρωτής μπορεί να ταυτοποιήσει αυτοκίνητα μπροστά από το αυτοκίνητο προσφέροντας ένα πολύ ευρύ φάσμα ανίχνευσης. Μπορεί επίσης να σαρώσει το χώρο που βρίσκεται ανάμεσα σε δύο αντικείμενα. Ο αισθητήρας laser έχει εμβέλεια 150 μέτρων για άλλα οχήματα και καλύπτει γωνία 140 μοιρών.

Τριεστιακή κάμερα

Μια τριεστιακή κάμερα τοποθετημένη στο πάνω μέρος του παρμπρίζ αποτελώντας ουσιαστικά τρεις κάμερες σε μία, προσφέρει ευρεία κάλυψη 140 μοιρών, κοντινή κάλυψη υπό γωνία 45 μοιρών καθώς και κάλυψη μεγάλης εμβέλειας υπό γωνία 34 μοιρών, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα καλύτερης αντίληψης του βάθους και ανίχνευσης πολύ μακρινών αντικείμενων στον ορίζοντα. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι η κάμερα μπορεί να εντοπίσει πεζούς που «πετάγονται» ξαφνικά στο δρόμο και άλλους απρόβλεπτους κινδύνους.

Radar μεγάλης εμβέλειας

Δυο radar μεγάλης εμβέλειας τοποθετούνται στον πίσω προφυλακτήρα διασφαλίζοντας μια πλήρη κάλυψη του πεδίου. Η τεχνολογία αυτή αποδεικνύεται ιδιαίτερα χρήσιμη κατά την αλλαγή λωρίδων διότι μπορεί να ανιχνεύσει γρήγορα κινούμενα οχήματα που πλησιάζουν με ταχύτητα από πίσω.

Αισθητήρες υπερήχων

Δώδεκα αισθητήρες υπερήχων που τοποθετούνται περιμετρικά του αυτοκινήτου βοηθούν στην ταυτοποίηση κοντινών αντικειμένων, συμβάλλοντας στη λειτουργία αυτόνομης οδήγησης σε χαμηλές ταχύτητες. Οι συγκεκριμένοι αισθητήρες βασίζονται στην ίδια τεχνολογία με τους ήδη γνωστούς αισθητήρες parking σε μια βελτιωμένη εκδοχή. Η συγκεκριμένη τεχνολογία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην ανίχνευση πιθανών κινδύνων περιμετρικά και πολύ κοντά στο αυτοκίνητο, ειδοποιώντας για την παρουσία πεζών ή άλλων παραγόντων που θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ατύχημα.

Τρισδιάστατοι ψηφιακοί χάρτες υψηλής ευκρίνειας

Ένας τρισδιάστατος ψηφιακός χάρτης υψηλής ευκρίνειας αποτελεί το εργαλείο που παρέχει στο αυτοκίνητο με τις πληροφορίες σχετικά με το περιβάλλον και πληροφορίες για παραμέτρους όπως το υψόμετρο, η καμπύλη των στροφών, ο αριθμός των λωρίδων, η γεωμετρία των τούνελ, οι φυλασσόμενες διαβάσεις τρένων, η οδική σήμανση, οι έξοδοι στους αυτοκινητοδρόμους κ.α. Ενδεικτικό είναι ότι όλα τα ανωτέρω υπολογίζονται σε συνάρτηση με την ακριβή θέση του αυτοκινήτου, με ακρίβεια εκατοστού.

Σύστημα καθορισμού ακριβούς θέσης

Το υψηλών επιδόσεων GPS αποτελεί το ένα από τα τρία συνολικά στοιχεία που χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της ακριβούς θέσης του αυτοκινήτου και το οποίο αποτελείται επίσης από ένα επιταχυνσιόμετρο και ένα ελεύθερο γυροσκόπιο. Χάρη στο συνδυασμό της περιμετρικής εικόνας 360 μοιρών που προκύπτει από τους πολλαπλούς αισθητήρες και τον τρισδιάστατο ψηφιακό χάρτη το αυτοκίνητο μπορεί να καθορίσει με ακρίβεια τη θέση του σε συνάρτηση με το περιβάλλον.

Παράλληλα, ο συνδυασμός των δεδομένων από τους αισθητήρες και ο χάρτης μπορεί να κάνει το αυτοκίνητο με αυτόνομο σύστημα οδήγησης να διαλέξει την καλύτερη πορεία σε πραγματικό χρόνο λαμβάνοντας υπόψη μια σειρά παραγόντων όπως, οι στροφές μιας διαδρομής, τα όρια ταχύτητας, η οδική σήμανση και οι συνθήκες κυκλοφορίας.

Υπηρεσίες διαδραστικής βάσης δεδομένων-Cloud

H υπηρεσία cloud είναι διασυνδεδεμένη με το κέντρο ελέγχου των αρμόδιων αρχών ρύθμισης της κυκλοφορίας. Αυτό συνεπάγεται ότι οι πληροφορίες και τα δεδομένα σχετικά με τις συνθήκες κυκλοφορίας είναι real-time, ενώ το κέντρο ελέγχου θα έχει τη δυνατότητα, υπό έκτακτες συνθήκες, να ειδοποιήσει τους οδηγούς να απενεργοποιήσουν το σύστημα αυτόνομης οδήγησης.

Σύμφωνα με τους Σουηδούς, παράλληλα με τις τεχνολογικές αρετές του συστήματος αυτόματου πιλότου αλλά και την αλλαγή που πρόκειται να επιφέρει όταν χρησιμοποιηθεί σε ό,τι αφορά τον μη παραγωγικό χρόνο που περνάμε οδηγώντας, η υιοθέτηση αυτοκινήτων με αυτόνομο σύστημα οδήγησης θα έχει και περιβαλλοντικά οφέλη, μειώνοντας την κατανάλωση καυσίμου, ενώ αναμένεται να συμβάλλει και στη βελτίωση της ροής της κυκλοφορίας των αυτοκινήτων αλλά και να ανοίξει νέες προοπτικές στον αστικό σχεδιασμό και στη δημιουργία υποδομών.

«Η εξέλιξη μιας πλήρους τεχνολογικής λύσης για αυτοκίνητα με σύστημα αυτόνομης οδήγησης είναι ένα μεγάλο βήμα. Από τη στιγμή που θα ξεκινήσει η πειραματική δοκιμή αυτοκινήτων, θα έχουμε στα χέρια μας μια αξιόλογη γνώση σχετικά με την χρήση αυτόνομων αυτοκινήτων η οποία με τη σειρά της θα μας βοηθήσει να διερευνήσουμε το πώς μπορούν να αξιοποιηθούν στην κατεύθυνση μιας βιώσιμης αυτοκίνησης. Τα έξυπνα αυτοκίνητα είναι το κλειδί στη λύση, ωστόσο είναι ζωτικής σημασίας μια συγκροτημένη κοινωνική προσέγγιση προκειμένου να επιτευχθεί η βιώσιμη αυτοκίνηση. Το κλειδί και πάλι για την αξιοποίηση αυτόνομων αυτοκινήτων είναι η συνεργασία όλων των εμπλεκόμενων δημόσιων και μη φορέων», καταλήγει ο Erik Coellingh.

auto.in.gr