همانطور که در مطلب دیگری با عنوان « خودروهای خودران، کم لذت، کم دردسر یا ترسناک؟» در همین سایت به طور مفصل به آن اشاره شده است، ایده خودروهای خودران به دهه ۱۹۲۰ و کشور آمریکا باز می گردد. در آن دوران چند مهندس بلند پرواز به این ایده رسیدند که با ایجاد تعدادی برج مراقبت و سیستم های فرستنده و گیرنده قوی، تمام خودروها از یک مرکز واحد هدایت شوند.
در دنیای امروز، فناوری‌های نوین به سرعت در حال پیشرفت هستند و صنعت خودرو نیز از این قاعده مستثنی نیست. یکی از مهمترین دستاوردهای اخیر در این حوزه، سامانه‌های خودران دستیار راننده یا همان ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) است. این سامانه‌ها با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته، رانندگی را ایمن‌تر و راحت‌تر می‌کنند. در این مقاله قصد داریم به معرفی سامانه خودران دستیار راننده ADAS بپردازیم و قابلیت‌های مختلف آن را بررسی کنیم.
ADAS یا Advanced Driver Assistance Systems به معنی “سامانه‌های پیشرفته کمک راننده” به مجموعه‌ای از فناوری‌های الکترونیکی اطلاق می‌شود که به رانندگان در رانندگی ایمن‌تر و راحت‌تر کمک می‌کنند. این سامانه‌ها با استفاده از سنسورها، دوربین‌ها و رادار، محیط اطراف خودرو را رصد می‌کنند و در صورت بروز خطر، به راننده هشدار می‌دهند یا به طور خودکار اقدام به ترمزگیری، فرمان دادن یا تغییر مسیر می‌کنند.
تاریخچه ADAS
تاریخچه سامانه‌های خودران به دهه‌های گذشته برمی‌گردد. اولین نسل از این سیستم‌ها به صورت سیستم‌های هشدار دهنده ساده‌ای مانند سیستم هشدار برخورد از پشت یا سیستم هشدار خروج از خط تولید شدند. با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، این سامانه‌ها به سیستم‌های پیچیده‌تری تبدیل شدند که قادر به انجام وظایف پیچیده‌تری مانند کنترل سرعت تطبیقی و پارک خودکار هستند.
سامانه ADASاز چه اجزائی تشکیل شده است؟
سامانه ADAS از چندین جزء اصلی تشکیل شده است که هر کدام وظایف خاص خود را دارند. این اجزا شامل:
-
حسگرها: شامل دوربین‌ها، رادارها، لیدارها و اولتراسونیک‌ها که به جمع‌آوری اطلاعات محیط پیرامون خودرو می‌پردازند.
-
واحد کنترل مرکزی: این واحد به تحلیل داده‌های جمع‌آوری شده توسط حسگرها می‌پردازد و تصمیمات لازم را برای کمک به راننده اتخاذ می‌کند.
-
نمایشگر و رابط کاربری: این بخش اطلاعات مورد نیاز را به راننده نمایش می‌دهد و به او امکان کنترل و تنظیمات مختلف را می‌دهد.
قابلیت‌های ADAS
سامانه ADAS با داشتن قابلیت‌های متعدد، تجربه رانندگی را بهبود می‌بخشد. در ادامه به برخی از مهمترین قابلیت‌های این سامانه می‌پردازیم.
سیستم هشدار برخورد جلو
یکی از قابلیت‌های مهم ADAS، سیستم هشدار برخورد جلو است. این سیستم با استفاده از رادارها و دوربین‌ها، فاصله خودرو با خودروی جلویی را محاسبه کرده و در صورت نزدیک شدن بیش از حد، به راننده هشدار می‌دهد. این قابلیت میتواند از وقوع تصادفات جلوگیری کند و به راننده کمک کند تا در مواقع اضطراری سریع‌تر واکنش نشان دهد.
سیستم هشدار خروج از خط
سیستم هشدار خروج از خط یکی دیگر از قابلیت‌های ADAS است که با استفاده از دوربین‌های جلویی، خطوط جاده را شناسایی کرده و در صورت خروج ناخواسته خودرو از خط، به راننده هشدار می‌دهد. این سیستم میتواند با تصحیح مسیر خودرو، از خروج از جاده جلوگیری کند و ایمنی رانندگی را افزایش دهد.
سیستم کنترل سرعت تطبیقی
سیستم کنترل سرعت تطبیقی یا ACC (Adaptive Cruise Control) یکی از قابلیت‌های پیشرفته ADAS است که به کمک رادارها و دوربین‌ها، سرعت خودرو را به صورت خودکار تنظیم می‌کند تا فاصله ایمنی با خودروی جلویی حفظ شود. این سیستم میتواند در ترافیک سنگین و بزرگراه‌ها به راننده کمک کند و فشار رانندگی را کاهش دهد.
سیستم پارک خودکار
پارک خودرو همیشه یکی از چالش‌های رانندگی است، اما با سیستم پارک خودکار ADAS، این کار به سادگی انجام می‌شود. این سیستم با استفاده از حسگرهای پیرامونی و دوربین‌ها، فضای مناسب برای پارک را شناسایی کرده و خودرو را به صورت خودکار در محل پارک قرار می‌دهد. این قابلیت میتواند به خصوص در پارک‌های شلوغ و فضاهای تنگ بسیار مفید باشد.
سیستم تشخیص علائم ترافیکی
سامانه ADAS با داشتن قابلیت تشخیص علائم ترافیکی، میتواند علائم مختلف جاده‌ای را شناسایی کرده و به راننده اطلاع دهد. این سیستم با استفاده از دوربین‌های جلویی، علائمی مانند محدودیت سرعت، توقف و هشدارهای دیگر را تشخیص می‌دهد و راننده را از آنها مطلع می‌کند.
مزایای ADAS
ADAS مزایای متعددی را برای رانندگان، سرنشینان و سایر کاربران جاده ارائه می‌دهد. این مزایا عبارتند از:
-
کاهش تصادفات رانندگی: ADAS با کمک به رانندگان در رانندگی ایمن‌تر، میتواند به طور قابل توجهی تصادفات رانندگی را کاهش دهد.
-
کاهش تلفات رانندگی: ADAS با کاهش تصادفات رانندگی، میتواند به طور قابل توجهی تلفات رانندگی را نیز کاهش دهد.
-
کاهش صدمات جانی و مالی: ADAS با جلوگیری از تصادفات رانندگی، میتواند از صدمات جانی و مالی ناشی از این تصادفات نیز جلوگیری کند.
-
افزایش راحتی رانندگی: ADAS با ارائه طیف گسترده‌ای از قابلیت‌ها، میتواند رانندگی را برای رانندگان راحت‌تر و لذت‌بخش‌تر کند.
-
کاهش استرس رانندگی: ADAS با کمک به رانندگان در رانندگی ایمن‌تر، میتواند استرس رانندگی را نیز کاهش دهد.
سطوح مختلف ADAS
سطوح مختلفی از ADAS وجود دارد که از نظر میزان استقلال و دخالت راننده در رانندگی، با یکدیگر متفاوت هستند. انجمن مهندسان خودرو (SAE) سطوح مختلف ADAS را به شرح زیر تعریف کرده است:
-
سطح ۰: هیچ ADAS وجود ندارد و راننده کنترل کامل خودرو را بر عهده دارد.
-
سطح ۱: ADAS میتواند در وظایف خاصی مانند ترمزگیری یا فرمان دادن به راننده کمک کند، اما راننده باید در هر لحظه کنترل خودرو را در دست داشته باشد.
-
سطح ۲: ADAS میتواند به طور خودکار برخی از وظایف رانندگی مانند حفظ مسیر یا کروز کنترل را انجام دهد، اما راننده باید همچنان بر محیط اطراف نظارت داشته باشد و در صورت نیاز، کنترل خودرو را به دست بگیرد.
-
سطح ۳: ADAS میتواند در شرایط خاص، کنترل کامل خودرو را به دست بگیرد، اما راننده باید همچنان آماده باشد تا در صورت نیاز، کنترل خودرو را به دست بگیرد.
-
سطح ۴: ADAS میتواند در اکثر شرایط، به طور خودکار رانندگی کند، اما راننده باید همچنان در خودرو حضور داشته باشد و در صورت نیاز، کنترل خودرو را به دست بگیرد.
-
سطح ۵: ADAS میتواند در هر شرایطی به طور خودکار رانندگی کند و نیازی به حضور راننده در خودرو نیست.
آینده ADAS
با وجود چالش‌هایی که وجود دارد، ADAS به طور فزاینده‌ای محبوب و رایج می‌شود. پیش‌بینی می‌شود که در سال‌های آینده، ADAS به طور استاندارد در بسیاری از خودروها ارائه شود. ADAS نقشی کلیدی در آینده رانندگی ایفا خواهد کرد و به رانندگی ایمن‌تر، راحت‌تر و لذت‌بخش‌تر برای همه کمک خواهد کرد.
تاثیرات ADAS بر جامعه
ADAS علاوه بر صنعت خودرو، بر جامعه نیز تاثیرات قابل‌توجهی خواهد داشت. برخی از این تاثیرات عبارتند از:
-
کاهش ترافیک: ADAS میتواند به کاهش ترافیک کمک کند، زیرا میتواند به خودروها کمک کند تا به طور کارآمدتر در جاده‌ها حرکت کنند.
-
کاهش آلودگی هوا: ADAS میتواند به کاهش آلودگی هوا کمک کند، زیرا میتواند به خودروها کمک کند تا سوخت کمتری مصرف کنند.
-
افزایش دسترسی به حمل و نقل: ADAS میتواند به افزایش دسترسی به حمل و نقل برای افراد مسن، معلول و سایر افرادی که رانندگی برای آنها دشوار یا غیرممکن است، کمک کند.
-
ایجاد شغل: ADAS میتواند منجر به ایجاد شغل‌های جدید در زمینه‌های مختلف مانند مهندسی، تولید و خدمات شود.
اهمیت سامانه ADAS در صنعت خودرو
تکنولوژی ADAS نقشی حیاتی در آینده صنعت خودرو ایفا می‌کند. این سامانه‌ها نه تنها به بهبود ایمنی رانندگی کمک می‌کنند بلکه راحتی و آرامش بیشتری را برای راننده به ارمغان می‌آورند. با توجه به افزایش تعداد خودروها در جاده‌ها و نیاز به کاهش تصادفات، استفاده از ADAS به عنوان یک استاندارد در خودروهای مدرن ضروری به نظر می‌رسد.
کاهش تصادفات و افزایش ایمنی
یکی از مهمترین دلایل استفاده از ADAS کاهش تصادفات و افزایش ایمنی است. سیستم‌های هشدار برخورد جلو و خروج از خط می‌توانند از بسیاری از تصادفات جلوگیری کنند. همچنین سیستم‌های کنترل سرعت تطبیقی و پارک خودکار می‌توانند به کاهش استرس رانندگی و افزایش دقت در مانورهای مختلف کمک کنند.
بهبود تجربه رانندگی
سامانه‌های ADAS با ارائه امکاناتی همچون کنترل سرعت تطبیقی، پارک خودکار و تشخیص علائم ترافیکی، تجربه رانندگی را بهبود می‌بخشند. این قابلیت‌ها می‌توانند رانندگی را برای راننده لذت‌بخش‌تر و راحت‌تر کنند و نیاز به تمرکز مداوم و تلاش فیزیکی را کاهش دهند.
کاهش مصرف سوخت
سیستم‌های ADAS می‌توانند به بهبود مصرف سوخت نیز کمک کنند. با تنظیم سرعت بهینه و جلوگیری از توقف‌های ناگهانی، این سامانه‌ها می‌توانند مصرف سوخت را کاهش داده و هزینه‌های مرتبط با سوخت را کم کنند. این موضوع به خصوص در سفرهای طولانی و در ترافیک‌های سنگین بسیار مفید است.
کاهش استرس راننده
یکی دیگر از مزایای ADAS کاهش استرس راننده است. با داشتن سیستمی که به طور مداوم محیط پیرامون را پایش می‌کند و به راننده هشدارهای لازم را می‌دهد، راننده میتواند با خیال راحت‌تری رانندگی کند. این مسئله به ویژه در شرایط بحرانی و پیچیده میتواند بسیار کمک‌کننده باشد.
سامانه خودران دستیار راننده ADAS با ارائه مجموعه‌ای از قابلیت‌های پیشرفته، تجربه رانندگی را بهبود می‌بخشد و ایمنی را افزایش می‌دهد. این سامانه با استفاده از تکنولوژی‌های نوین و تحلیل دقیق محیط پیرامون خودرو، به راننده کمک می‌کند تا با اطمینان بیشتری رانندگی کند و از وقوع تصادفات جلوگیری کند.
البته که این برنامه درنهایت به نتیجه بزرگی که مد نظرشان بود نرسید اما اکتشافات زیادی در این مسیر به دست آمد. امروزه اما با توسعه سنسور ها، دوربین های هوشمند و سامانه های ماهواره ای مختلف سطح جدیدی از خودروهای خودران پا به عرصه وجود گذاشته اند. این خودروها نه تنها نیاز به راننده با آن تعریف کلاسیک خود ندارند بلکه حتی از برج های مراقبت نیز بی نیاز شده اند. درواقع خودروهای جدید به لطف تکنولوژی ادس به سطحی از هوشمندی رسیده اند که می توانند خود را هدایت کنند، مسیر را پیدا کنند، در لحظات بحرانی تصمیمات جدی بگیرند و در پایان مسیر در محل مناسب پارک کنند.
با وجود آنکه امروزه شاید شخص ایلان ماسک مالک پر سر و صدای کارخانه تسلا را پیش قراول سامانه های ادس می دانند اما جالبست بدانید سامانه ادس و کار بر روی سطوح ابتدایی آن تقریباً هم سن و سال خود ایلان ماسک است. درواقع اولین نمونه های آزمایش شده و معرفی شده از سامانه های پیشرفته کمکی رانندگی به سال های دهه ۱۹۷۰ میلادی باز می گردد.
نمونه های اولیه سیستم ادس که امروزه گاهی آن را با نام خودران نیز می شناسیم شامل مواردی چون سنسور پارک، سنسور برخورد از جلو، رادار نقطه کور، رادار خط خوان، سیستم کنترل کشش در سربالایی، کروز کنترل ادپتیو(تطبیق پذیر) و سیستم کنترل پایداری بود. همانطور که مشخص است در ابتدای این مسیر، سیستم های ادس فقط هشدار دهنده بودند و هیچ گونه تصمیم گیری یا اقدام ویژه و هوشمندی انجام نمی دادند. درواقع در این سطح به سیستم های خودران DAS یا دَس گفته می شود به معنای سیستم کمک راننده که با تعریف ADAS به معنای سیستم پیشرفته کمک رانندگی تفاوت زیادی دارد.
سیستم دس صرفاً از نشانه های خارج خودرو اطلاعاتی دریافت می کند و آن اطلاعات را در اختیار راننده قرارداده در نهایت هشدارهایی به سبک های مختلف می دهد اما دخالتی در روند رانندگی نمی کند. ضمن اینکه معمولاً این هشدارها به سادگی و با فشردن یک دکمه قابل غیر فعال سازی بودند.
سیستم دس یا به نوعی ابتدایی ترین مرحله سامانه ادس بخشی از یک ابر پروژه بود که به صورت مشترک بین ژاپن و آمریکا انجام شد. پروژه ای که آن را به نام سیستم ارتباطی وسایل نقلیه یا حمل و نقل هوشمند نامیدند. البته این سیستم و سامانه های مشابه در طول تاریخ نام های مختلفی به خود دیدند اما پروژه حمل و نقل هوشمند مبتنی بود بر یک سری فرستنده های مختلف در اطراف مسیر و گیرنده هایی که داخل خودروها قرار می گرفت. به عنوان مثال تابلوی محدودیت سرعت علاوه بر شکل ظاهری، یک سیگنال ویژه نیز ارسال می کرد که خودرو با دریافت آن منظور تابلو را متوجه می شد. همینطور باقی علائم و هشدارهای اطراف مسیر همگی صاحب سیگنال ویژه ای می شدند.
در سطوح پیشرفته تر این پروژه، قرار بود خودروها نه تنها با تابلوها و نشانه ها بلکه با یکدیگر نیز در ارتباط دائم باشند. این پروژه تا حدود بسیار زیادی پیشرفت و هم اکنون نیز همچنان روی آن کار می شود اما مشکل اصلی این است که امکان تداخل سیگنال یا قطعی سیگنال به هر دلیل بسیار زیاد است. لذا قابلیت اطمینانی این سیستم در سطحی نیست که بتوان آن را بی نیاز از راننده دانست.
سامانه پیشرفته کمکی رانندگی که آن را با نام اختصاری ادس می شناسیم در حال حاضر در ۶ سطح مختلف معرفی شده است و همگی آنها مشتمل بر سنسورها، دوربین ها و رادارهای مختلف است. ابتدایی ترین و پایین ترین سطح سامانه ادس که به سطح صفر شناخته می شود شامل این موارد می شود: سنسور پارک، هشدار برخورد از عقب و جلو، دوربین ۳۶۰ درجه، هشدار خروج از خط، دوربین دید در شب، رادار نقطه کور و رادار تابلو خوان. همانطور که مشخص است در این سطح هیچگونه اقدامی از طرف خودرو انجام نمی شود.
سیستم خودران یا همان اداس در سطوح ۱ و ۲ شباهت بسیاری با هم دارند. در عمل تفاوت سطح ۱ و سطح ۲ در نوع تصمیم گیری و عملکرد مغز متفکر خودرو است. در سطح ۱ خودرو در آنِ واحد می تواند تنها یک عملگر را فعال کند اما در سطح ۲ می تواند چندین عملگر را به طور همزمان کنترل کند. به عنوان مثال در سطح ۱ خودرو در صورت خروج از خط تنها اقدام به اصلاح مسیر می کند اما در سطح ۲ می تواند هم زمان با اصلاح مسیر اقدام به ترمز گیری و کاهش سرعت هم انجام دهد. سیستم خودران در سطح ۱ شامل مواردی چون کروز کنترل تطبیقی، کمک ترمز اضطراری خودکار، سامانه کمکی حفظ خط و مرکز خط است. در سطح ۲ نیز به موارد فوق سیستم اجتناب از برخورد با موانع، سیستم کمکی بزرگراه و پارک خودکار افزوده می شود.
سیستم کمکی بزرگراه شاید در کشور ما کمی ناشناخته تر از سامانه های دیگر خوردوهای خودران باشد. این سیستم درواقع همان است که در صورت بروز حادثه یا تشخیص خودرو مبنی بر وخامت حال راننده و مواردی این گونه به سرعت با مراکز امدادی تماس می گیرد. نکته جالب اینکه تمام اطلاعات لازم اعم از محل خودرو و اتفاقاتی که حس کرده است، مانند برخورد، حریق یا افت هوشیاری راننده را در اختیار امدادگران می گذارد. البته شبکه فعلی امدادی کشور هنوز در سطح کافی امکان بهره برداری از این تکنولوژی را ندارد.
هرچه در سطوح خودران بالاتر می رویم میزان خودمختار بودن خودرو افزایش می یابد. درواقع از سطح ۳ تا سطح ۵ تنها تفاوت در میزان عملکردها و تصمیم گیری های خودکار است. عملاً در سطح ۵ اتومبیل شما تماماً خودکار است و اصلاً نیازی به دخالت شما ندارد اما در عین حال شما می توانید هر زمان که خواستید کنترل برخی امور را به دست بگیرید و لذت رانندگی را تجربه کنید. در سطح ۶ اما شما تنها می توانید یک سری پیشنهاد به خودرو بدهید یا درخواست از آن داشته باشید و عملاً تصمیم گیر نخواهید بود. درواقع در خودروهای سطح ۶ که هنوز به تولید انبوه نرسیده اند عملاً چیزی به نام راننده وجود نخواهد داشت و همه افراد داخل خودرو سرنشین خواهند بود.
اما آنچه امروزه در ادبیات خودرویی به خصوص در بازار داخل تحت عنوان سطح ۲.۵ شناخته می شود، درواقع همان سیستم خودران سطح ۲ است که اندکی هوشمندتر و توانمندتر شده و برخی از قابلیت های سطح ۳ نیز به آن افزوده شده است. خوشبختانه تکنولوژی مونتاژ خودروهای هوشمند به صنعت داخل کشور نیز راه یافته است و مدتی است برخی خودروها با سطوح مختلفی از هوشمندی در داخل ایران مونتاژ می شوند.
لاماری ایما هیبرید یا همان HEV یکی از خودروهایی است با داشتن سیستم خودران سطح ۲ یا با اندکی اغماض سطح ۲.۵، قیمتی قابل قبول و اقتصادی دارد. به همین دلیل می تواند سطح قابل توجهی از جامعه را با سامانه های خودران و ادس آشنا کند. لاماری ایمای هیبرید در زمینه هوشمند سازی و تکنولوژی های هدایت خودکار خودرو از امکاناتی نظیر دوربین ۳۶۰ درجه، سنسورهای پارک و برخورد از جلو و عقب، توقف خودکار(اتوهولد)، کنترل حرکت در سرازیری و سراشیبی، ترمز کمکی الکترونیکی، دوربین ثبت وقایع، سنسور نور و باران، سیستم کمکی تغییر لاین، رادار نقطه کور، نوربالای اتوماتیک و البته چراغ جلوی اتوماتیک بهره می برد. این لیست امکانات که برخی از آنها مانند دوربین ۳۶۰ درجه پانوراما و دوربین ثبت وقایع بالاتر از سیستم خودران سطح ۲ است لاماری ایما را به یک خودرو با سطح خودران ۲.۵ تبدیل می کند. (توجه این آپشن در ایران غیر فعال است)
البته اشکال اکثر خودروهای داخلی در زمینه سامانه ادس بحث حفظ خودرو بین خطوط است که درواقع این اشکال نه از خودرو و خودروساز بلکه از کیفیت خط کشی و سطح خیابان ها و جاده های کشور است. به همین دلیل با وجود داشتن امکانات در حد سیستم خودران سطح ۲ و بالاتر، خودروهای مونتاژی در ایران به گونه ای برنامه ریزی شده اند که راننده حتماً باید در اکثر لحظات رانندگی دست خود را روی فرمان قراردهد در غیر این صورت هشدار مداوم از خودرو دریافت می کند.
در کل برای اینکه به شکل بسیار پیش پا افتاده بدانید که سطوح مختلف خودران و ادس چه نیازی به راننده دارند باید بگویم در سطح صفر هیچ چیز خودکار نیست. در سطح یک، راننده باید کاملاً هوشیار بوده و دستش نیز روی فرمان باشد. در سطح دو می تواند گاهی دست را از روی فرمان بردارد. در سطح سه حتی میتواند چشمهای خود را نیز برای مدتی ببندد. در سطح چهار می تواند کاملاً بخوابد، یعنی حتی نیاز به تمرکز ذهنی زیاد و دائمی نیز ندارد. در سطح پنج، فرمان، لیور دنده و پدال ها صرفاً آپشن محسوب می شوند. در نهایت در سطح شش همانطور که گفته شد خودرو دیگر چیزی تحت عنوان راننده نخواهد داشت و همه افراد، سرنشین خودرو خواهند بود.
در پایان باید گفت با حضور خودرهایی مانند لاماری ایما هایبرید که با وجود ارائه سطح قابل قبولی از هوشمندی، قیمتی رقابتی و معقول نیز دارند حالا بیش از پیش رانندگان ایرانی خواهند توانست با خودروهای هوشمند و هوشمندی در رانندگی آشنا شوند. شاید این امر باعث شود اندکی تغییر در فرهنگ رانندگی ما ایجاد شود و متوجه شویم که تغییر مسیرهای ناگهانی، پیچیدن بینابین خودروها، دورزدن ترافیک از مسیر ویژه خودروهای امدادی یا شانه خاکی و غیره هیچ یک به معنای حرفه ای بودن یا رانندگی بلد بودن ما نیست بلکه صرفاً نشان از فرهنگی دارد که نیاز به تغییر گسترده در آن احساس می شود.
البته بی شک در این مسیر، ایجاد، گسترش و بهینه سازی زیرساخت هایی نظیر راه های سالم و درست و مکفی و نشانه گذاری با سطح استاندارد جهانی می تواند بسیار کمک کننده باشد. امیدواریم در زمینه خدمات و تعمیرات خودروهای پیشرفته نظیر لاماری ایمای اچ ای وی به گونه ای عمل شود که کاربران ایرانی هرچه بیشتر به سمت خرید و استفاده از این تکنولوژی های به روز سوق پیدا کنند.