خبر فوری

در حال خواندن:

رانندگی ایمن، کنترل ترافیک جاده ای و تعامل با راننده در خودروهای اتوماتیک


جهان آینده

رانندگی ایمن، کنترل ترافیک جاده ای و تعامل با راننده در خودروهای اتوماتیک

سیستم رانندگی خودکار و هماهنگ شدن خودروها، راننده را از انجام بسیاری کارهای یکنواخت خلاص می کند. مثلا راننده می تواند پشت فرمان کتاب بخوانند یا تلویزیون تماشا کند. اما در صورت بروز وضعیت اضطراری، راننده باید آماده واکنش مناسب باشد. خودروهای مجهز به سیستم هدایت خودکار هنوز با وضعیت پیچیده ترافیک شهری مشکل دارند و برای درک وضعیت محیط و مدیریت جریان ترافیک لازم است که با هم در ارتباط باشند. محققان طرحی پژوهشی در اروپا مشغول بهینه کردن عملکرد خودروهای اتوماتیک هستند.

در نزدیکی گوتنبرگ در سوئد مهندسان شرکت خودرو سازی وولوو با استفاده از تازه ترین فناوری های مربوط به خودروهای اتوماتیک، پیش نمونه این خودروها را طراحی کرده اند.

شرکت خودروسازی آئودی نیز خودور نمایشی شبیه خودروهای اتوماتیک ساخت وولوو ساخته است. این خودروها وضعیت جاده را ارزیابی و در زمان مناسب به راننده پیشنهاد می کنند که رانندگی را به سیستم هدایت خودکار واگذار کند.

این پیش نمونه ها در یک طرح تحقیقاتی اروپایی، طراحی و ساخته شده است. این خودروهای خودکار قادرند سرعتشان را با ترافیک جاده تطبیق بدهند و به راننده برای تغییر مسیر و سبقت گرفتن کمک می کنند.

دنیل تیدهولم، مهندس توسعه عملکرد گروه خودروسازی وولوو می گوید: «این ماشین نسبت به سایر وسایل نقلیه اطرافش کاملا آگاه است و همیشه با خودروی جلویی فاصله امن را حفظ می کند. ترافیک را هم زیر نظر دارد. بنابراین از خیلی جهات، از اینکه خودم رانندگی کنم، بیشتر احساس امنیت می کنم.»

رانندگی در وضعیت خودکار تحت شرایط مناسب

بیرت فینکندی، مهندس مکانیک گروه فولکس واگن می گوید: «تحت شرایط مناسب، یعنی وقتی سرعت از ۱۳۰ کیلومتر بر ساعت کمتر باشد، جاده خط کشی داشته باشد و مشغول مانورهای ناگهانی و پرخطر نباشم، سیستم به من خبر می دهد که آماده هدایت خودکار است و من می توانم با فشار دادن دو دکمه آن را فعال کنم.»

دنیل تیدهولم می گوید: «من می خواهم به سمت راست جاده تغییر مسیر بدهم. در نتیجه پدال را دوبار فشار می دهم. حسگرها برای یافتن فضای مناسب برای تغییر مسیر آن سمت جاده را کنترل می کنند. و وقتی فضای مناسب پیدا کردند خودرو چراغ راهنما را می زند و تغییر مسیر می دهد.»

بازگشت به وضعیت غیرخودکار در مواقع اضطراری

این خودروهای اتوماتیک هنوز کاملا از نیاز به کنترل و نظارت راننده مستقل نشده اند و در شرایط اضطراری به وضعیت غیرخودکار بر می گردند و راننده باید هوشیار باشد.

کارخانه های خودروسازی در اروپا می خواهند قبل از ورود این اتومبیلهای اتوماتیک به بازار، عملکرد و قابلیتهای آن را بهینه کنند.

خودروهای اتوماتیک برای اینکه محیط اطراف را بخوبی زیر نظر داشته باشند، به تعدادی دوربین، رادار و حسگر نیاز دارند. سیگنالهای مختلف در کامپیوتر خودرو با هم ترکیب می شود و به راننده اطلاعاتی درباره جاده و اطراف خودرو می دهد.

هنریک لیندت، کارشناس فنی حسگر خودورهای اتوماتیک در شرکت وولوو می گوید: «این وسایل نقلیه اتوماتیکِ مجهز به حسگرهای متعدد، کاملا هوشیارند، یعنی به هر نوع خطر در جاده و اطراف راننده، واکنش نشان می دهند.»

کامپیوتر و دیگر بخشهای سخت افزاری خودروهای پیش نمونه این طرح پژوهشی، در زیر کاپوت تعبیه شده است. اما این خودروها قبل از تجاری سازی و ورود به بازار باید جمع و جور تر و مقرون به صرفه تر شود.

تعامل میان ماشین و انسان در خودرو اتوماتیک

هنریک لیند، کارشناس فنی حسگر خودروهای اتوماتیک در گروه خودروسازی وولو درباره کارهایی که باید قبل از تجاری سازی انجام شود، توضیح می دهد: «ما به خودرویی نیاز داریم که درکی کامل از محیط اطرافش داشته باشد. باید نسبت به موقعیت و حرکت دیگر وسائل نقلیه پیرامونش هم آگاه باشد. یک نکته مهم دیگر این است که سیستم ارتباطی میان انسان و ماشین باید برای این خودروها خوب طراحی شده باشد.»

خودروهای مجهز به سیستم هدایت خودکار هنوز با وضعیت پیچیده ترافیک شهری مشکل دارند و برای درک وضعیت محیط و مدیریت جریان ترافیک لازم است که با هم در ارتباط باشند. همینطور باید بتوانند با زیرساختار خیابان های هوشمند اطلاعات را ردوبدل و ارتباط بی سیم برقرار کنند.

آریا اعتماد، مهندس خودروهای اتوماتیک در کارخانه وولکس واگن و مسئول هماهنگ کننده این طرح اروپایی می گوید: «فکر می کنم در چارچوب ترافیک شهری نمی توانید به خودرو و حسگرهایش اکتفا کنید بلکه باید با محیط خودتان ارتباط داشته باشید، یعنی باید در تقاطعها حسگرهای فراوانی وجود داشته باشد: حسگرهایی مثل اسکنرهای لیزری و غیره. اینها اطلاعاتی را جمع آوری می کنند که نشان می دهد در تقاطع چه خبر است، مثلا چند نفر از تقاطع عبور می کنند، افراد پیاده کجا هستند. این اطلاعات به خودرو داده می شود و در نتیجه اطلاعاتی که خودرو در اختیار خواهد داشت، بیش از آن است که فقط از حسگرهای خودش دریافت می کند.»

خودرو اتوماتیک برای کنترل ترافیک جاده به الگوریتمهای مخصوص نیاز دارد

برای تحقق بخشیدن به رانندگی هماهنگ شده شهری به سالها پژوهش و طراحی و ساخت نیاز است. مهندسان «دانشسرای عالی معدن» در پاریس الگوریتمهایی برای خودروهای دارای سیستم هدایت خودکار طراحی می کنند که حرکات خودرو را هماهنگ کند و در نتیجه جریان ترافیک تندتر و ایمن تر شود.

آرنو دو لا فورتل، مدیر مرکز علوم روباتیک دانشسرای عالی معدن» در پاریس می گوید: «مشکل، تناقضی است که وجود دارد: هر چه بخواهم سریعتر حرکت کنم، میزان اطمینان کمتر می شود و اگر بخواهم امنیت کامل باشد، حرکت خیلی کند می شود. بنابراین باید بتوانیم همزمان هر دو کار را انجام دهیم. برای این منظور کافی نیست که سیستم مخابراتی و ارتباطی قوی داشته باشید، بلکه نیاز به الگوریتم های خوبی دارید که بتواند همزمان سرعت و اطمینان را به حد بهینه برساند.»

شبیه سازی تردد خودرو خودکار در بزرگراهها

در شبیه سازی کامپیوتری، خودروهای داری سیستم هدایت خودکار از تقاطع عبور می کنند و عبور خود را از طریق بی سیم هماهنگ می کنند. اما در دنیای واقعی، مشکلات مخابراتی پیش می آید و این نکته را نیز پژوهشگران در طراحی هایشان به حساب می آورند.

ژیوآن یائو، محقق حمل و نقل هوشمند می گوید: «هرچه شبیه سازی واقعی تر باشد، وضعیت های مشکل ساز بیشتر پیش می آید. ما می خواهیم تمام این وضعیتها را بررسی کنیم و مشکلات را گام به گام از میان برداریم.»

سیستم رانندگی خودکار و هماهنگ شدن خودروها، راننده را از انجام بسیاری کارهای یکنواخت خلاص می کند. راننده می تواند پشت فرمان کتاب بخوانند یا تلویزیون تماشا کنند. اما در صورت بروز وضعیت اضطراری، آیا این راننده آماده واکنش مناسب هستند؟

پژوهشگران گوتنبورگ سوئد با استفاده از اتاقک راننده کامیون، این مسئله را بررسی می کنند.

میکائل سودرمن، که درباره عوامل انسانی در گروه کامیون سازی کارخانه ولوو تحقیق می کند، می گوید: «سرعت واکنش راننده و چگونگی واکنش او را هم می سنجیم، یعنی اینکه چقدر خوب و بدون نوسان فرمان را کنترل می کنند و به چه شکل ترمز می گیرد.»

فرد داوطلب آزمایش در حالیکه سیستم خودکار کامیون را هدایت می کند جاده را نگاه می کند. ناگهان حسگرهای کامیون متوجه خودرویی می شود که کنار جاده از کار افتاده است و به راننده هشدار می دهد. راننده فرمان کامیون را در دست می گیرد تا مانع از تصادف بشود. داوطلب ما می دانست که باید منتظر چه چیزهایی باشد، در نتیجه سریع واکنش نشان می دهد. معمولا در این آزمایشها از رانندگان واقعی کامیون استفاده می شود.

سیستم هشدار به راننده برای بازگشت به وضعیت غیر خودکار

کریستر لوندوال، متخصص شبیه سازی واسط کاربر، یعنی مجاری اطلاعاتی ای که میان انسان و رایانه ارتباط برقرار می کند، می گوید: «اگر قبلا با این دستگاهها کار نکرده باشید، خیلی چیزها برایتان غیرمنتظره خواهد بود. مثلا دستگاه ناگهان به شما هشدار می دهد که “آنجا هلیکوپتر است“، یا ناگهان وقتی دوباره به جاده نگاه می کنید می بینید گوزنی روی جاده راه می رود و کاملا جا می خورید.»

میکائل سودرمن از گروه کامیون سازی کارخانه ولوو می گوید: «بررسی می کنیم که اگر راننده مشغول کار دیگری باشد مثلا بازی با تلفن هوشمند، چه اتفاقی ممکن بیافتد؟»

راننده ای که حواسش جای دیگر است شاید کاملا نسبت به وضعیت جاده بی توجه شود. اگر راننده به علائم هشدار توجه نکند، سیستم پیشرفته رانندگی خودکار باید تا حد امکان به رانندگی ایمن ادامه دهد یا به شکلی ایمن متوقف شود.

رابطه متقابل بین انسان و ماشین یکی از موضوع های اصلی این پروژه تحقیقاتی اتحادیه اروپاست. دانشمندان «دانشگاه ملی فناوری آتن» مشغول کار روی ارتباط دهنده ای تصویری هستند که به خودروهای بدون راننده و خودروهای معمولی امکان دهد به راحتی کنار هم حرکت کنند.

آنجلوس جی آمیدیتیس، مدیر تحقیقات مرکز ارتباط و سیستم رایانه در این دانشگاه می گوید: «برای رانندگانی که در ترافیک هستند، چالش های جدید وجود دارد که باعث می شود به ارتباط دهنده های بهتری نیاز داشته باشند. هدف این است که تمام اطلاعات لازم به شکل ساده بسرعت و به موقع در اختیار راننده قرار بگیرد، تا راننده بداند چه می گذرد و به دقت راهنمایی شود تا هماهنگ با خودروهای دیگر حرکت کند.»

چنین ارتباط دهنده ای به راننده خودروهای غیر خودکار امکان تبادل اطلاعات می دهد و به این ترتیب وضع ترافیک بهتر می شود. این مثال ساده نحوه کار را نشان می دهد.

ریکاردوس دراکولیس، مهندس سیستم حمل و نقل هوشمند می گوید: «آهسته پشت خودرو دیگر حرکت می کنیم و در لحظه ای خاص، نرم افزار پیشنهاد سبقت گرفتن می دهد و ما هم سبقت می گیریم.»

استفاده از نوارهای «ال ای دی» در خودرو برای کاهش نگرانی راننده

در این طرح مهندسان با روانشناسان همکاری می کنند که دستورالعملهای مناسب برای ارتباط با راننده پیدا کنند تا راننده نگرانی کمتری درباره کنترل خودکار داشته باشد.

پاناگیوتیس پانتازوپولوس مهندس سیستم حمل و نقل هوشمند می گوید: «این اطلاعات راننده را آرام می کند و به او درباره وضعیت جاده و آنچه در خودرو می گذرد احساس امنیت می دهد. این افزایش اطمینان یکی از چالش های رانندگی خودکار است.»

پژوهشگران مرکز «فضاهوای برانشویگ» ارتباط دهنده تصویری ای برای خودروهای خودکار طراحی کرده اند که در آن نوار “ ال ای دی” ها درخشان درون کابین راننده را احاطه کرده و رنگشان بسته به وضعیت جاده تغییر می کند.

آنا شیبن، محقق سیستمهای رابط میان انسان و رایانه مرکز «فضاهوای برانشویگ» می گوید: «رنگ های مختلف را به کار می بریم. در حالت کنترل دستی، از رنگهای سبز و قرمز استفاده می شود. سبز یعنی همه چیز درست کار می کند و قرمز علامت خطر است. رنگ آبی یعنی سیستم رانندگی خودکار خوب و روان کار می کند و راننده می تواند مطمئن باشد که سیستم خودکار کارش را انجام می دهد.»

شبیه سازی فوق واقعی، پانورامایی از جاده را می سازد. با برنامه ریزی قبلی راننده را با چالش رخدادهای ترافیکی غیر منتظره مثل تعمیر جاده یا حرکات خطرناک ماشینهای کناری مواجه می کند. نمایشگر نواری ال ای دی بی توجهی به علائم هشدار را غیرممکن می کند.

یان کلش پژوهشگر این مرکز می گوید: «نمایشگر محیطی اطراف راننده را فرا گرفته است و وقتی حواسش متوجه رانندگی نیست همراه اوست. مثلا وقتی خودرو در وضعیت خودکار است، و راننده مشغول مطالعه، نمایشگر می داند نگاه او متوجه چه نقطه ای است تا در صورت لزوم به او هشدار بدهد. این مزیت بزرگ این فناوری است.»

اگر وضعیت کمی نامطمئن شود، سیستم رانندگی خودکار هشدار می دهد و راننده آماده است که در صورت لزوم به سرعت واکنش نشان دهد و کنترل را در دست بگیرد.

آنا شیبن، محقق سیستمهای رابط میان انسان و رایانه مرکز «فضاهوای برانشویگ» می گوید: «این قابلیت، رانندگی را آسان تر، ایمن تر و راحت تر می کند. چون می دانم که در کدام سطح اتوماسیون (خودکار) هستم و هر لحظه باید انتظار چه چیزی را داشته باشم.»

فناوری خودروهای اتوماتیک ایمن تر، راحت تر، و پر بازده تر می شود و بسیاری از پژوهشگران انتظار دارند بین ۱۰ تا ۱۵ سال آینده استفاده از این فناوری رواج یابد.

مطالب منتخب

مطلب بعدی

جهان آینده

طرح اروپایی «کرونوس» برای زمان بندی فورانهای آتشفشانی