Czujniki stanowią istotną część każdego nowoczesnego pojazdu. Wykorzystywane są między innymi do asystowania kierowcy, zapewniając krytyczne funkcje bezpieczeństwa. Służą także do usprawnienia serwisowania, gdy części ulegają awariom lub wymagają regularnych przeglądów.
Wraz z rozwojem transportu czujniki staną się jeszcze bardziej kluczowymi elementami przyszłych pojazdów. Wykorzystując różne technologie, pełnią ważną funkcję w zapewnieniu bezpieczeństwa kierowców. Są wykorzystywane nie tylko przez kierowców, ale także podczas prac konserwacyjnych pojazdów. Czujniki pozwalają przekazywać inżynierowi informacje w czasie rzeczywistym oraz rozpoznawać przyszłe i bieżące problemy.
Pojazdy autonomiczne stają się coraz bardziej powszechne. Można już zaobserwować liczne zastosowania i korzyści płynące z wykorzystania tej technologii, zwłaszcza w logistyce i łańcuchu dostaw.
Pojazdy autonomiczne oferują znaczne korzyści oraz wygodę dla kierowców i pasażerów. Można się było już o tym przekonać w przypadku technologii inteligentnego parkowania. Pojazdy wyposażone są w czujniki, które skanują najbliższe otoczenie i sugerują, czy miejsce parkingowe jest odpowiednie, a następnie samodzielnie kierują pojazd na miejsce parkingowe bez udziału kierowcy. Jest to możliwe tylko dzięki postępowi w technologii czujników samochodowych.
Czujniki pojazdów autonomicznych
Jak wynika z powyższej infografiki, pojazdy mogą stać się całkowicie lub częściowo autonomiczne dzięki szerokiej gamie współpracujących ze sobą czujników. Czujniki pojazdów autonomicznych po raz pierwszy ujrzały światło dzienne w 2014 roku dzięki technologii Tesla Autopilot. Technologia Autopilot wykorzystuje szereg czujników samochodowych i technologię pojazdów połączonych, tworząc w pełni autonomiczny pojazd.
Rola sztucznej inteligencji
Większość pojazdów wyprodukowanych w ostatnich pięciu latach funkcjonuje w oparciu kontrolę kierowcy nad pojazdem, korzysta jednak z zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (tzw. ADAS). ADAS dzieli się na pięć poziomów autonomii:
- Poziom 0: System nie może kontrolować samochodu, przekazuje jedynie informacje kierowcy.
- Poziomy 1 i 2: Na tych poziomach kierowca podejmuje decyzje. Poziom 1 może sterować tylko jedną funkcją, natomiast poziom 2 wieloma funkcjami.
- Poziomy 3-5: Poziom kontroli wzrasta z poziomu 3 do 5. Poziom 5 jest w pełni autonomiczny, tzn. kierowca nie kontroluje pojazdu w żaden sposób. Poziomy 3 i 4 oferują takie funkcje jak samodzielne parkowanie pojazdu, pozostawiając niektóre czynności w gestii kierowcy.
Nasuwa się więc pytanie: Czy sztuczna inteligencja zaspokaja potrzeby w pełni autonomicznego pojazdu? Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe stały się częścią współczesnej rzeczywistości, nadal nie mogą jednak samodzielnie rozwiązywać problemów. Funkcjonowania pojazdów autonomicznych w dużej mierze opiera się na informacjach dotyczących ich zdolności do orientacji przestrzennej. Podstawą uzyskania poziomów 3 do 5 systemu ADAS będą dane przekazywane z czujników. W przyszłości, a w niektórych rozwiązaniach motoryzacyjnych już teraz, pojazdy autonomiczne będą polegały na jeszcze lepszych zdolnościach czujników do orientacji przestrzennej, zwłaszcza w trudnych warunkach pogodowych i terenowych. Będzie to wymagało mapowania obiektów znajdujących się bliżej siebie oraz ich dokładnej lokalizacji, by zapewnić największą precyzję. Dlatego zastosowanie połączenia odpowiednich czujników ma w tym przypadku ogromne znaczenie.
Znaczenie czujników
Najważniejszą rolę w funkcjonowaniu w pełni autonomicznych pojazdów odgrywają czujniki. Ludzie wykorzystują wszystkie dostępne im zmysły takie jak węch, wzrok, smak, dotyk i słuch, by sprawnie radzić sobie w codziennym życiu. Co jednak dzieje się, gdy jeden z tych zmysłów jest zaburzony? Ludzkie ciało musi poradzić sobie z tą stratą i w jakiś sposób ją zrekompensować. Na przykład, utrata słuchu w jednym uchu może wpłynąć na utrzymywanie równowagi.
Wyzwania
Na naszych drogach wciąż bardzo rzadko spotyka się w pełni autonomiczne pojazdy, ponieważ producenci nadal mierzą się z wieloma wyzwaniami.
Pojazdy te działają dzięki wielu czujnikom, przekazującym informacje zwrotne do systemu sterowania. Czujniki te muszą działać w każdych warunkach, a w niektórych przypadkach ekstremalne warunki pogodowe mogą uniemożliwiać wykonanie prawidłowych odczytów.
Pogoda i inne czynniki środowiskowe, takie jak duże natężenie ruchu, brudne znaki drogowe lub brak oznakowania dróg, mogą negatywnie wpływać na pracę czujników.
Większość pojazdów autonomicznych będzie polegała na sztucznej inteligencji i uczeniu maszynowym do przetwarzania danych pozyskanych z czujników. Pozwoli to pojazdom w podejmowaniu właściwych decyzji. Uczenie maszynowe będzie wykorzystywać swoje algorytmy do identyfikacji i klasyfikacji obiektów takich jak pojazdy, piesi, światła, znaki etc. Pojazd będzie mógł wówczas sam kierować, hamować i skręcać, by ominąć przeszkody.
W przyszłości pojazdy będą mogły wykryć i sklasyfikować obiekty znacznie szybciej i skuteczniej niż ludzie. Obecnie żadne z algorytmów uczenia maszynowego nie są w pełni bezpieczne.
Między organami normalizacyjnymi producentów samochodów nie ma jednogłośnego porozumienia w sprawie trenowania, testowania i atestowania uczenia maszynowego.
Największym wyzwaniem dla pojazdów autonomicznych są inni użytkownicy dróg. Społeczeństwo musi być zaangażowane w podejmowanie krytycznych decyzji dotyczących wprowadzenia pojazdów autonomicznych na rynek. Bez tego technologia ta może być zupełnie odrzucona.
Istotną rolę odegra tu współpraca całej branży, co w niektórych przypadkach jest sporym wyzwaniem. Większość producentów samochodów będzie projektować i budować swoje autonomiczne pojazdy w sposób, który sami uznają za najlepszy.
Prawdziwa współpraca za pośrednictwem instytucji zajmujących się normami pojazdów przyspieszyłaby rozwój technologii i zapewniła znacznie bezpieczniejsze pojazdy, pewność ze strony społeczeństwa i ostatecznie akceptację.
Podsumowanie
Pojazdy autonomiczne już niedługo staną się powszechne, a najwięksi producenci samochodów zdołali już wdrożyć pewne koncepcje i przedstawili analizy swoich rozwiązań. Wyprodukowanie pojazdu autonomicznego to naprawdę trudne zadanie. Każdy element układanki musi idealnie pasować, aby odnieść sukces – a krytycznym elementem jest tu technologia czujników. Bez niezawodnej i precyzyjnej technologii czujników, pojazd nie może podjąć najlepszej decyzji, co może pociągnąć za sobą wysokie koszty.
Rekomendowane Produkty
Ambient Light Sensors, VCNL, Vishay
IR Photodiodes, PIN, Vishay
Ambient Light Sensors, VEM, Vishay
Infrared Emitters, 0805, SurfLight, Vishay
Phototransistor 850nm SMD, Vishay
Fork Light Barriers, TCPT, Vishay
