ماذا لو كنت تتحدث بحماسة وفجأة ضغطت على الفرامل دون أن تنتبه؟ في هذه اللحظات القليلة من الانشغال، يتدخل النظام المتقدم لمنع حوادث السيارات الذي عملت عليه الشركات لعقود.
تتقدم السيارات باتجاه المزيد من التحكم الآلي والمساعدة كل عام، وبعضها حتى يقترح القيادة بذاتها. تضم السيارات الحديثة مجموعة متنوعة من الأجهزة والبرامج المساعدة لجعل السيارات أكثر تفهمًا للبيئة المحيطة بها من سائقيها البشر.
يتم تصنيف أدوات مساعدة السائق من قبل SAE International إلى خمسة مستويات، بدءًا من المستوى “0” الذي يتضمن مساعدات السلامة الأساسية مثل مكابح الطوارئ التلقائية، وحتى المستوى “5” الذي يشير إلى القيادة الذاتية الكاملة.
ومعظم السيارات المتاحة للبيع اليوم تنتمي إلى المستوى الأول، مع تقديم المساعدة في التوجيه أو التحكم بدواسة الوقود والفرملة. وتتنوع تطبيقات المستوى 2 بين المساعدة البسيطة في الحفاظ على المسار والتحكم الآلي في السرعة إلى نظم أكثر تقدمًا مثل BlueCruise لشركة Ford أو Autopilot لشركة.
Tesla.فيما يتعلق بأنظمة المستوى 3، فهي من أكثر الأنظمة تقدمًا وتوافرًا حتى الآن، حيث يمكنها القيادة ذاتيًا في ازدحام مروري منخفض السرعة في ظروف جوية جيدة على الطرق الواضحة.
ومع ذلك، فإنها لا تزال تتطلب تدخلًا نشطًا من السائق عند الحاجة، وتكون السرعة عادة محددة بنحو 80 كيلومتراً في الساعة أو أقل. ويعتمد كل مستوى من هذه المستويات على تقنيات سابقة، ويتطلب كميات متزايدة من الأجهزة والبرامج للتشغيل الآمن.
تعتمد الأنظمة المساعدة للسائق بشكل كبير على تقنية الرادار، التي تعتبر واحدة من أقدم التقنيات المستخدمة في أنظمة القيادة الآلية، حيث يعود تاريخها إلى أوائل القرن العشرين. وبفضل الرادار، يمكن للسيارات المتطورة تحديد المسافات والسرعات والاتجاهات بدقة عالية، مما يساعد في توفير السلامة والأمان للسائقين والمشاة على الطرق.
يستخدم جهاز Lidar نفس الفرضية التي يستخدمها الرادار – قياس الوقت الذي يستغرقه انعكاسات نبضات الموجة – ولكن بدلاً من الراديو، يستخدم موجات الضوء.
استخدمت شركة ميتسوبيشي نظام الكشف عن المركبات المعتمد على تقنية الليدار في سيارة Debonair موديل عام 1992، والتي تم تقديمها حصريًا للسوق اليابانية.
لقد كان بدائيًا مقارنة بالأنظمة الحديثة، حيث لم يكن به تحكم في دواسة الوقود أو الفرامل ويمكنه فقط تنبيه السائق بالعوائق وإيقاف السرعة الزائدة من أجل التباطؤ.
بالإضافة إلى ذلك، يعتبر الليدار أقل فعالية في الأحوال الجوية السيئة وعلى الطرق المبللة، لأنه حساس للغاية للانحراف والانعكاس، مما يحد من فعاليته.
كان نظام ميتسوبيشي محدودًا أيضًا لأنه يعمل فقط عند تشغيل نظام تثبيت السرعة، وليس بشكل مستمر. واصلت شركة ميتسوبيشي تطوير تقنية مساعدة السائق، وأضافت التحكم في دواسة الوقود في عام 1995 وكاميرا أمامية تستخدم معالجة التباين البصري “لرؤية” خطوط الطريق.
يمكن لجهاز مؤازر في عمود التوجيه دفع السيارة إذا قرر نظام الكاميرا أن السائق ينحرف عن مساره. كانت هذه محاولة مبكرة جدًا للتشغيل الآلي من المستوى الثاني، على الرغم من أن عدم وجود فرامل أوتوماتيكية والاعتماد على الليدار حال دون أن تكون مفيدة.
ظلت الكاميرات ذات استخدام محدود حتى وقت قريب. على عكس الرادار، فإن لها نفس القيود التي تمتلكها العين البشرية – يمكن للمطر والضباب أن يجعلها عديمة الفائدة بسرعة – وعلى عكس الليدار، فإن القيام بأي شيء يتجاوز معالجة الصور الأساسية “على سبيل المثال، البحث عن علامات حدود السرعة عالية التباين أو خطوط الطريق” يتطلب كميات مكثفة بشكل متزايد من قوة الحوسبة.
كانت مرسيدس بنز أول من قام بتسويق نظام تثبيت السرعة المعتمد على الرادار في عام 1999، مع نظام يسمى Distronic. كان Distronic، المعروض في الفئة S، مشابهًا لأنظمة التحكم في السرعة الحديثة، مع القدرة على استخدام كل من قوة الخانق وجزء من الفرامل لتتناسب مع سرعات السيارة.
لا يتأثر الرادار بالطقس السيئ ويعمل على مسافة أطول بكثير من الليدار، مما يجعله مناسبًا تمامًا للتحكم في السرعة لمسافات طويلة.
ومع ذلك، فإن الرادار أقل دقة بكثير من الليدار، مما يحد من فائدته في المقام الأول على الطرق ذات السرعات الأعلى والممرات الواسعة، مثل الطرق السريعة.
ومع ذلك، كان الرادار بمثابة البوابة لأنظمة أكثر تعقيدًا، في عام 1999، صرح جون فوغان، وهو مسؤول تنفيذي في الشركة التي زود أجهزة استشعار الفئة-S، أن “نظام التحكم التكيفي في السرعة هو أول نظام في شبكة من أجهزة الاستشعار… إنها بداية عصر الموجات الدقيقة في إلكترونيات السيارات.”
لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً حتى تثبت تنبؤات فوغان صحتها، بحلول عام 2003، أطلقت هوندا أول نظام مكابح أوتوماتيكية للطوارئ في العالم ، أولاً في طراز Inspire الياباني فقط، ثم لاحقًا للمشترين الأمريكيين في طراز Acura TL لعام 2006.
يستخدم “نظام فرامل تخفيف الاصطدام” أو CMBS مستشعر رادار لمراقبة حركة المرور أمامك. يقوم نظام CMBS بتنبيه السائق إلى السيارات البطيئة أو المتوقفة، وإذا لم يتدخل السائق، فإنه يقوم بشد أحزمة الأمان مسبقًا وتطبيق أقصى قوة للفرملة.
ومن هنا، بدأت مجموعات من الأنظمة الحسية في الأنتشار. غالبًا ما تحتوي السيارات الحديثة ذات أنظمة الأمان المتقدمة على مزيج من الكاميرات التقليدية والرادار والليدار لرسم الصورة الكاملة الممكنة للطريق من حولها.
تعمل أنظمة المستوى 3، مثل Drive Pilot من مرسيدس بنز، على دمج هذه التقنيات مع المزيد من التقنيات الحسية والموضعية، مثل أجهزة مراقبة رطوبة الطريق و نظام تحديد المواقع العالمي GPS ، فقط للعمل بسرعات محدودة وفي ظروف مشمسة وجافة على طرق محددة.
في حين قد يبدو الأمر مبالغة في وجود الكثير من الوسائل، فإن السيارات ذاتية القيادة عانت بالفعل من حوادث مميتة حتى مع الإشراف البشري، مما يؤكد الحاجة إلى أنظمة متعددة في حالة فشل أحد الأنظمة.
وهذا يعادل الكثير من البيانات، 34 جيجابايت في الدقيقة، في حالة Drive Pilot. وتشير تقديرات شركة إنتل إلى أن السيارة ذاتية القيادة المتوسطة سوف تولد 4000 جيجا بايت من بيانات القيادة يوميا، بالإضافة إلى ذلك، تتم معالجة كل هذه البيانات في الوقت الفعلي، وهو أمر مكثف من الناحية الحسابية.
