מכוניות אוטונומיות- סקירת מערכות

המכונית האוטונומית
רמת הבטיחות הקיימת כיום במכוניות מודרניות, מגבירה את רמת בטיחות הנוסעים בזכות הטמעת טכנולוגיות מתקדמות לבטיחות אקטיבית ואדפטיבית, המתבססת על מצלמות, ראדר וחיישנים המותקנים במכונית. להלן סקירת מערכות נפוצות לקראת העידן של מכונית ללא נהג.
מאת: נועם קום

תעשיית הרכב העולמית, עומדת בפני שינוי משמעותי ששנים רבות לא ידעה כמוהו. טכנולוגיות מתקדמות, בעיקר בתחום האינטרנט והעברת המידע, יחוללו בשנים הקרובות מהפכה בתחום הרכב, שאת השלכותיה ניתן רק לשער. לאחר שנים רבות של ציפייה, כבר בשנת 2025 החזון עומד להתגשם ואנו נראה מכוניות שיסעו כמעט ללא סיוע נהג. הצפי הינו שבשנת 2030 ישווקו מכוניות אוטונומיות מלאות ללא צורך בנהגים. שמם הרשמי הוא "המכוניות האוטונומיות". האדם, לפחות בשלב הראשון, ימשיך אמנם לשבת בכיסא הנהג, אך יהיה עסוק בענייני עבודה, גלישה בסמארטפון וכיוצא באלה, ויתנהג כאחד הנוסעים במכונית. לפי הערכות מומחים, בתוך 10 שנים מהיום, מחצית מהמכוניות החדשות שיירכשו בעולם יהיו אוטונומיות ברמות שונות. המומחים אף חוזים הפחתה בתאונות הדרכים, בהתחשב בכך שהנהג האוטונומי מצויד במידע מדויק ויעיל יותר. עם זאת, ישנם מומחים החוששים מהמעבר החד. בעידן זה לא תהיה כמעט תקשורת בין נהגים, או בין הנהגים למכונית האוטונומית.

איך זה עובד ?

על מנת שהמכונית העתידית תיסע לבד, היא צריכה מערכת לצפייה לכביש ולתנאי הדרך, וסנסורים, בטכנולוגיות שכוללות מצלמות או רדאר, לידר ולייזר. התהליך כולל: צילום הדרך, כל הנתונים עוברים למעבד שבאמצעות שבב קטן ומתורגמים למידע, שמנחה על פעולות השליטה והתפעול המבוצעות במכונית באופן אוטומטי ללא התערבות הנהג בזמן הנסיעה.

רמות נהיגה אוטונומיות

כשמדובר במכונית אוטונומית שנוסעת באופן עצמי וללא שליטת נהג, היצרנים והמפתחים של המכוניות האוטונומיות, מבחינים בין חמש רמות שונות:

רמה א' – קיימת כבר היום במכוניות מודרניות מתקדמות. היא כוללת: מערכות התרעה לשמירת מרחק לרבות בלימה אוטומטית במצבי חירום, סטייה מנתיב שמתריעה ואף מתקנת באופן אקטיבי את פעולת ההגוי של הרכב. חלק מהמערכות אף מתערבות בפעולות הבלימה וההיגוי, ומצויות גם במכוניות עממיות שנמכרות בישראל.

רמה ב' – בה נכללות המערכות שקיימות ברמה א' לרבות מצלמות לבקרה היקפית, זיהוי כלי רכב בשטח מת, התרעות עקיפה מימין ומשמאל ואמצעי חנייה אוטומטיים.

רמה ג' – כאן נקבל מערכות בקרה ושליטה ברכב שעוברת בזמן נסיעה מהנהג למחשבי הרכב. המעבר מתבצע במתחמים מיוחדים, כגון: בעומסי תנועה בכבישים מהירים או בחניונים מבוקרים.

רמה ד' – מתבססת על מערכות מתקדמות יותר, עם יכולת לתפוס פיקוד על נהיגה ברכב באופן מלא על הרכב כאשר הנהג יושב במקומו. המהלך מתבצע בכבישים מהירים ובחניונים מיוחדים ללא תנועת רכבים לא אוטונומיים והולכי רגל. בין הרכבים תתקיים תקשורת מנחה לפעולות הנהיגה.

רמה ה' – רמה זו נחשבת לשיא הטכנולוגיה הקיימת כיום, ובה מתבצעת נסיעה אוטונומית מלאה, המכונית ללא גלגל הגה, דוושות וגם מבלי שנהג יושב במכונית. כאן המכונית הופכת למשרתת צרכניה. המכונית תיקח אותנו לעבודה ותחזור מיד הביתה לטובת הסעת שאר בני המשפחה. המשימות שלה יתבצעו באמצאות תקשורת אינטרנטית, בין הצרכן למכונית. תוכנית נוספת בעניין זה היא לייצר צי מוניות ומכוניות שירות לציבור, שבאמצעות אפליקציה יוזמנו ויעניקו שרותי הסעות.

מכונית אוטונומית – בעד ונגד

לצד הקדמה הטכנולוגית, ישנם חששות רבים באשר לבטיחות הרכבים האוטונומיים, שכן המהפך הוא מהיר וחד ושיטת הסמוך לא בדיוק עובדת במקרה זה.

היתרונות- המפתחים, מאמינים שהמכוניות יביאו להתייעלות כלכלית, ולהפחתת מספר הנפגעים בתאונות דרכים. כמו כן צופים המומחים צמצום משמעותי במספר כלי הרכב שינועו בכבישים, ניצול יעיל יותר של משאבים, הפחתת זיהום אוויר. העיקר הוא שחרור הנוהגים ממטלות הנהיגה וגם יצירת חווית נהיגה מהנה ונינוחה יותר בזמן הנסיעה.

החסרונות- לא הכל מושלם, אך גם מה שלא, כנראה יהיה ניתן לפתרון. תנאי מזג אוויר קשים כמו: ערפל, שלג או גשם חזק למשל המגבילים את יכולת אמצעי הראייה של המכונית האוטונומית. למחשב המכונית, אין שיקול דעת כמו למוחו של הנהג במצב בו הוא מזהה מפגע מסוכן. לצורך הדוגמא, מה תעשה המכונית האוטונומית, במקרה שתיתקל במצב בו רכב שלפניה חוסם לה את נתיב הנסיעה באופן פתאומי, ויש אפשרות לחמוק למדרכה ובה הולך רגל. למי תינתן העדיפות?

לסיכום, מכונית אוטונומית, מדובר בחזון ובחלום שמתגשם. הבשורה פה ענקית. התועלת שצפויה לצאת מהעניין הזה של המכוניות האוטונומיות, היא גדולה וחשובה מאוד. עם זאת, ישנם מספר קשיים בתהליך ייצור מכונית אוטונומית: התקשורת בין חיישני הרכב לעולם החיצון, מיפוי העולם על מנת שהרכב יידע לאן לנסוע, פרקטיקה בנהיגה, איך ללמד את המכונית לקבל החלטות נכונות והגיוניות לתנאי הדרך, מכיוון שלמחשב אין אינטואיציה ורגשות אנושיים. בנוסף, ואולי חשוב מכך, הרגולטור, ובעיקר משרד התחבורה וחברות הביטוח בישראל, חייבים להיערך למציאות החדשה הזו. שאלות לא פשוטות מתעוררות בשל הפיתוחים החדשים והנפלאים הללו. למשל, לא ברור עדיין מי יישא באחריות במקרה של תאונת דרכים, שכן מי יועמד לדין &ndash המחשב ? עד כמה האדם יהיה אחראי על תוצאות נהיגתו במכונית האוטונומית ? מה יותר לו לעשות בזמן הנהיגה ? עד כמה יהיה עליו להיות מודע למתרחש בשעת הנסיעה ? עם זאת, יש לציין, שבמשרד התחבורה בישראל נערכים לשינוי זה, ומקדמים חקיקה שתתאים למכוניות אוטונומיות, והשימוש בהם ללא נהג.

מערכות בטיחות אוטונומיות שנפוצות במכוניות

יצרני הרכב, פועלים בשנים האחרונות להגביר את בטיחות הנוסעים בכלי הרכב ולמנוע תאונות דרכים. המכוניות כיום מסוגלות לבלום, להאיץ ולסטות מהנתיב באופן אוטונומי וללא סיוע מצד הנהג. בחלק מהמכוניות המשווקות כיום בישראל, קימות מערכות בטיחות מתקדמות בהם מערכות התרעה לשמירת מרחק ולביצוע פעולות בלימה אוטונומית במצבי חירום. בנוסף, קימות מערכות התרעה לסטייה מנתיב הנסיעה ובקרת שיוט אוטונומית.

מערכות התרעה המותקנות במכוניות חדישות

מערכת לשמירת מרחק ובלימה אוטומטית FCWForward Collision Warning))

מערכת התרעה לשמירת מרחק, המזהה ומתריעה על מצבים בהם הנהג אינו שומר מרחק בטוח מהרכב שלפניו ובנוסף המערכת מתריעה על הימצאות הולכי רגל או אופנועים ואופניים, בקרבת חזית הרכב.

הבעיה- שמירת מרחק בטוח מהרכב שמלפנים, הינה בעייתית ביותר. עיקר התאונות בעולם נגרמות כתוצאה מאי שמירת מרחק הולם. הסיבה לכך היא, שעל הנהג לקלוט בזמן אמת מספר רב של אירועים ומשתנים, המתרחשים בכביש. השפעת הסביבה על הנוהג ברכב ופעולות המסיחות את דעתו, גורמות לכך שזמן התגובה איננו מספיק לביצוע בלימת חירום. בנוסף, נהג נורמטיבי מתקשה לאמוד את המרחק הרצוי והבטוח מהרכב שלפניו וזאת בהתייחס למהירות הנסיעה והמשתנים בכביש. התוצאה, התנגשות חזיתית.

הפתרון- מערכת המתריעה לנהג במצבים בהם הוא אינו שומר מרחק מספיק מהרכב שלפניו. המערכת צופה קדימה, באמצעות מצלמה המותקנים בקדמת הרכב או באמצעות רדאר או לייזר וחיישנים המזהים ומחשבים את המרחק בין הרכב והעצם נראה מלפנים. המערכת יודעת לזהות גם הולכי רגל, רכב דו גלגלי ואופנים, הנעים בכביש. המערכת משמשת לנהג כלי עזר חשוב לתכנון מרחק בטוח. בכך היא מגבירה את הבטיחות. הדור הראשון של המערכות ההתרעה פועל באופן קולי וויזואלי. המערכות המתקדמות מתריעות בקול זעיר ובתצוגה בלוח השעונים ובנוסף המערכת תבצע בלימה אוטומטית בעת חירום.


התרעה על סטייה מנתיבLDW( Lane Departure Warning)

מערכת התרעה על סטייה מנתיב, מתריע לנהג כאשר רכבו סוטה מהמסלול או מנתיב הנסיעה, ללא איתות וסימון מצדו ובצורה לא בטוחה. המערכת, מונעת תאונות מסוג סטייה מנתיב הנגרמות לרוב מחוסר תשומת לב והיסח דעת בנהיגה.

הבעיה- פעולת סטייה מנתיב לצורך עקיפה או פנייה, מורכבת ומחייבת ריכוז מצד הנהג. מהלך סטייה מנתיב, מורכב מפעולת שונות בהם: צפייה, איתות, ביצוע סטייה וחזרה לנתיב. מגבלות הנהיגה מרובות לרבות פעולות מסיחות דעת. על הנהג, לעבד נתונים רבים בתוך שניות. מסיבות אילו נגרמות תאונות רבות בשלב סטייה מנתיב הנסיעה באופן לא בטוח ומסוכן.

הפתרון- המערכת סטייה מנתיב, מזהה באמצעות מצלמה או רדאר וחיישני לייזר את קווי נתיבי הנסיעה. כאשר הנהג סוטה מנתיב הנסיעה מבלי לאותת, המערכת מתריעה באופן ויזואלי קולי ואף אקטיבי בביצוע תיקון אוטומטי של מערכת ההיגוי ברכב. פעולתה, גורמת לנהג לשנות את הסטייה המסוכנת באופן בטוח ומונעת תאונה.

בקרת שיוט אדפטיביתACC ( Cruise ControlAdaptive)

המערכת בקרת שיוט אדפטיבית, מבוססת מערכת בקרת השיוט המוכרת הקיימת ברכב. המערכת, יודעת לשמור על מהירות נסיעה מרבית. המערכת האדפטיבית החדשה, מתבססת על חיישני רדאר, ליזר ומצלמות המותקנים בקדמת הרכב ונועדו לשמור מרחק בטוח, לתת פקודות להאצה ובלימה. המכונית, נוסעת עד המהירות המקסימלית שהוגדרה לה על ידי הנהג ומבלי שהנהג מאיץ או בולם. כך לדוגמא, אם קבענו מהירות של 100 קמ"ש, ונתקרב למכונית שנוסעת 90 קמ"ש, המכונית תאט אוטומטית, מבלי שהנהג לוחץ על דוושת הבלם. כאשר הרכב שמלפנים יאיץ למהירות של 110 קמ"ש המכונית תאיץ אוטומטית למהירות הרצויה, זאת מבלי שהנהג ילחץ על דוושת הדלק.

התרעה ל- "שטח מת" (Blind Spot)

מערכת התרעה על שטח מת מתריעה לנהג על רכב שנמצא בקרבתו מצדדי המכונית ימין ושמאל.
הבעיה- מגבלת שדה ראייה בצידי המכונית, המתבססת על הנגלה ממראות הצד בלבד. בהעיה אופיינית בעת פעולות עריפה או בעת צורך לסטות מנתיב הנסיעה.
הפתרון- מערכת התרעה לשדה ראייה בצדי הרכב. באמצעות חיישנים ומצלמות, הנהג מקבל התראות לכלי רכב שנעים בקרבתו. המידע מתקבל בתצוגה ויזואלית ובאופן בולט במראות הצד מימין ומשמאל. המידע מתריע לנהג על כך שנתיב הנסיעה מימין ומשמאל אינו פנוי ועליו לגלות משנה זהירות ולא לסטות מנתיב נסיעתו.

להדפסה

שיתוף המאמר:

Facebook
Twitter
Email
WhatsApp

אוטוקום ניוזלטר

לקבלת מבזקי רכב בנושאי חדשות רכב, צרכנות בתחבורה ומבחני דרכים מלאו פרטים:

shutterstock_445850944(1).jpg