Система предупреждения о столкновении автомобилей. Авто-стоп: большой тест автомобилей с системой автоматического торможения. Из металла и поролона

Этот случай вошёл в автомобильную историю как наглядная иллюстрация понятия epic fail (то бишь грандиозный провал). Весной 2010 года компания Volvo собрала на полигоне свыше сотни журналистов со всего света, чтобы похвастаться перед ними передовой разработкой. Оснащённый системой City Safety седан Volvo S60 второго поколения, который тогда готовился к старту продаж, должен был продемонстрировать умение самостоятельно, без участия водителя, останавливаться перед препятствием. Всё подавалось не иначе как прорыв в области активной безопасности, хотя, например, Honda начала работать в этом направлении ещё в начале 2000-х годов. Но широкую огласку системам автоматического торможения обеспечил именно скандал с Volvo.

История системы Volvo City Safety началась со скандала, а продолжилась триумфом. К примеру, на кроссовере XC90 нового поколения лазерные датчики дополнились радаром, камерой, свежей электронной начинкой. В результате ассистент научился распознавать пешеходов, велосипедистов и даже встречный транспорт. Многие эксперты считают шведскую разработку одной из самых эффективных в своём роде

Во время загрузки произошла ошибка.

И вот кульминация действа. Машина выезжает из ангара со скоростью 35 км/ч и невозмутимо едет прямо на «припаркованную» фуру. Дистанция стремительно сокращается, слабонервные зажмурились и... оказалось, не зря. Даже не думая сбавлять ход, S60 впечатывается в полуприцеп! Исковерканный автомобиль жалобно замахал дворниками. Разработчики и «акулы пера» в шоке. Тогда вольвовцы оправдались за неудачу недостаточно тщательной подготовкой седана к испытаниям. Мол, обнаружились проблемы с аккумулятором, да и вообще предсерийная техника дала сбой.

Однако тот конфуз дал повод к обширным дискуссиям. Дескать, покупателей снова хотят облапошить. Срубить с них денег за мнимую безопасность, дорогую систему, неспособную спасти от аварии на практике. Причём под жернова критиков попала не только Volvo, но и другие компании, работающие над ассистентами превентивной защиты.

Во время загрузки произошла ошибка.

Эксперты EuroNCAP в своих тестах разделяют системы автоматического торможения на два типа: так называемые «городские», способные работать только на малой скорости, и «междугородные», которые сохраняют бдительность даже на трассе. Соответственно, отличается и методика испытаний

Тем не менее, прошло всего пять лет, как функцию автоматического торможения стали активно применять не только на премиум-моделях, но даже на городских малышах вроде Volkswagen up !, Skoda Citigo или Fiat Panda. Проверку этих систем включили в программу краш-тестов по обе стороны океана. К примеру, по независимой европейской методике EuroNCAP, начиная с января 2014 года, невозможно получить высший балл, если машина не способна сама избегать столкновений. Да и в области инженерии вдруг случилось чудо. Раз за разом испытания (причём как государственные, так и сторонние) систем превентивной защиты стали показывать их довольно высокую надёжность и работоспособность. Та же Volvo со своей обновлённой City Safety смогла железно реабилитироваться.

В итоге ряды сторонников «спорной» электроники пополнились не только той же EuroNCAP, но и авторитетным немецким автоклубом ADAC, а также американским институтом IIHS. Стали приводить и данные статистики. Якобы опыт эксплуатации машин с «автоторможением» показал - эти системы способны сократить на 27% число ДТП и сохранить до 8 тысяч жизней в год! И хотя в ходе тестов косяки всё равно периодически случались, эксперты стали в один голос сетовать на то, что, увы, пока ещё далеко не каждый автопроизводитель решился предложить превентивную защиту даже в качестве опции. Надо бы ускориться!

Во время загрузки произошла ошибка.

В конце 2013 года немецкий автоклуб ADAC проверил реакцию систем автоматического торможения на внезапное появление на дороге пешехода. Заводские ассистенты заслужили оценки «хорошо» и «удовлетворительно», превзойдя аксессуар Mobileye, который способен лишь предупредить водителя, но не остановить автомобиль

Но возможно ли это? Есть ли вариант сделать передовую систему доступной? И почему всего за несколько лет технология совершила такой рывок - от непризнания многими до практически восхваления? Чтобы разобраться в ситуации, надо знать, а как же собственно автомобилям прививают способность автоматически тормозить. И тогда многие вопросы отпадут сами собой.

В статье «Автомобильное читерство, или Маленькие секреты ESP» мы рассказывали, какие обширные возможности таит в себе казалось бы обыденная система стабилизации. Главное - в её состав входит особый модулятор, который, помимо распределения тормозного усилия по колёсам, способен это самое усилие при необходимости создавать. Для чего внутри устройства спрятаны насос, хитрая комбинация клапанов и гидроаккумуляторы. Как только будет получена команда от управляющей электроники, всё это хозяйство может замедлить автомобиль вплоть до полной остановки. Причём без участия водителя.

Так значит апгрейду до системы автоматического торможения ничего не мешает? Не совсем так. Ведь с распознаванием потери устойчивости дело обстоит достаточно очевидно. Для этого есть вполне конкретные критерии. Поэтому ESP как таковая в целом работоспособна как на 30, так и на 300 км/ч. А вот с автоматическим торможением всё не так гладко. Автомобиль должен не только вовремя «почувствовать» надвигающуюся опасность, но и сработать адекватно обстановке, чтобы водитель от испуга не наломал дров. Сначала - предупредить, а уж потом действовать самостоятельно, в пожарном порядке.

Массовые модели, как правило, оснащаются системами на основе лазерных излучателей LiDAR. Стоят такие ассистенты недорого, но уверенно работают только на небольшой скорости, только при идеальной погоде и только с объектами, хорошо отражающими свет

Именно с распознаванием аварийных ситуаций связаны многочисленные неурядицы в тестах систем предотвращения ДТП. А всё потому, что для определения дистанции до объекта впереди, его скорости и типа (например, автомобиль или пешеход) используются различные методы. Каждый из которых имеет свои слабые и сильные стороны.

Наиболее бюджетный вариант научить машину «прощупывать» пространство перед собой - так называемый LiDAR (Light Detection And Ranging). Производством подобных устройств занимаются такие известные фирмы, как Denso, Continental, Siemens, Hella. А с применением этой технологии построены, в частности, системы City Safety от Volvo, Active City Stop от Ford , City Brake Control от Fiat и множество других.

Суть лидара в следующем. За ветровым стеклом машины в районе зеркала заднего вида ставится блок излучателя света (чаще всего - инфракрасный лазер) и его датчика-приёмника. Электроника посылает луч вперёд и засекает время, за которое отражённый препятствием невидимый глазу свет вернётся назад. Зная текущую скорость автомобиля, компьютер и высчитывает опасное сближение.

Звучит просто и эффективно. Но, как говорится, гладко было на бумаге, да забыли про овраги. Во-первых, типичный бюджетный лидар имеет весьма ограниченный сектор обзора, и потому, допустим, чуть смещённое от центра полосы препятствие может вообще не заметить. Во-вторых, для успешной работы системы поверхность объекта впереди должна иметь хорошие световозвращающие свойства. К примеру, номерной знак или аварийный жилет пешехода электроника заметит, а вот грязный борт грузовика способна и пропустить. Наконец, в непогоду эффективность лидара ощутимо падает - автомобиль «слепнет». То же самое происходит и на сильно пересечённом рельефе.

А ещё типичный лазерный измеритель видит недалеко - на 10-20 м, и потому на скоростях выше 30 км/ч обычно практически бесполезен. К тому же он не умеет распознавать тип объекта. Такой системе всё равно, что впереди - неподвижный автомобиль, переходящий дорогу человек или велосипедист. От этого недостатка избавлены системы автоматического торможения на основе видеокамер.

Во время загрузки произошла ошибка.

Основной элемент субаровской системы EyeSight - две камеры, формирующие объёмную цветную картинку. В результате электроника распознаёт не только препятствия, но даже вспыхивающие стоп-сигналы

Пожалуй, самой продвинутой из таких является EyeSight от Subaru. В её состав входят два объектива (также, как в случае с LiDAR, расположены за ветровым стеклом), формирующих цветную стереоскопическую картинку. Она позволяет электронике видеть более широкую панораму происходящего впереди и к тому же заранее готовиться к опасности. Например, компьютеру не составляет труда определить красный сигнал светофора или загоревшиеся стоп-сигналы. Это знак, что водитель должен, как минимум, поднять ногу с педали газа, а как максимум - нажать на тормоз. Такого не случилось? Значит, пора принимать меры к спасению. Вдобавок EyeSight видит разметку и потому позволяет реализовать функцию поддержания полосы движения. Два в одном!

Вроде бы всё здорово, но системы типа EyeSight, как и LiDAR, очень зависимы от окружающей среды. Чем хуже погода, чем грязнее стекло и чем темнее на улице, тем меньше шансов избежать наезда на препятствие. В сложных условиях гарантию обнаружения опасности может дать только комплекс радаров ближнего (до 30 м) и дальнего (до 200 м) обнаружения. Обычно их прячут в районе переднего бампера или решётки радиатора. Например, «нарисованная» мерседесовская звезда с гладкой поверхностью или черная линза, замаскированная в воздухозаборнике у Audi, говорят о наличии такого дорожного сканера. Ему наплевать на дождь и ночь, но электромагнитные сигналы неспособны определить тип объекта. Круг замкнулся...

Во время загрузки произошла ошибка.

На современных моделях всё чаще стали появляться комплексы активной безопасности, объединяющие в себе камеры, ультразвуковые датчики и радары различных типов. Плюс к тому, электроника контролирует шасси, двигатель, трансмиссию... До полностью автономного движения остался один шаг

Поэтому на премиум-моделях радары, как правило, дополняются камерой (а то и не одной), чтобы бортовая электроника имела полное представление об окружающей обстановке. Таковы комплексы Audi PreSense Plus, BMW Driving Assistant Plus и мерседесовский Pre-Safe.

Знающий читатель тут воскликнет - так это же технологии адаптивного круиз-контроля! И будет абсолютно прав. На дорогих машинах эти системы работают совместно, на основе общих датчиков и, по сути, неотделимы друг от друга. В результате современный автомобиль получает возможность автоматически замедляться в штатном режиме, например, перед пробкой, и автономно двигаться в ней. Именно за подобными продвинутыми комплексами будущее активной безопасности.

Бюджетные варианты, конечно, не так совершенны. Обычно в таких случаях автопроизводители обещают, что система способна полностью предотвратить столкновение на скорости до 30-50 км/ч, а дальше вплоть до 80 км/ч снизить тяжесть последствий удара. То есть в любом случае это будет уже не спокойное замедление, а именно экстренный, аварийный вариант. Поэтому сначала электроника предупредит водителя - зуммером, световыми сигналами или как-то ещё, а если это не возымело эффекта, сама возьмётся за дело. Поднимет давление в тормозных магистралях, подведя колодки к дискам, а если вероятность столкновения станет критичной, задействует механизмы независимо от желания водителя.

В итоге получается, что успешность борьбы с наездами сзади упирается, по большому счёту, в деньги. Хотите повысить уровень своей защиты - платите за передовые комбинированные системы. Устраивает само наличие функции автоторможения? Тогда не удивляйтесь возможным промахам в её работе. Полностью заменить водителя она не в состоянии.

Основной же вывод такой - подобные ассистенты отнюдь не маркетинговая разводка, они действительно полезны, пусть и дают иногда осечки.

Американский Институт страхования дорожной безопасности (IIHS) и Национальная администрация безопасности дорожного движения (NHTSA) объявили, что десятка ведущих мировых автопроизводителей обязались сделать автоматическую систему экстренного торможения (AEB) стандартом: Audi, BMW , Ford , General Motors, Mazda, Mercedes-Benz, Tesla , Toyota, Volkswagen и Volvo.

Автоматические системы экстренного торможения помогают значительно снизить число транспортных происшествий с впереди идущим автомобилем за счёт снижения скорости при сближении или даже предотвращать их. Цена установки на машину системы предупреждения фронтального столкновения составляет от 250 до 400 долларов.

По данным Национального совета по транспортной безопасности, в последние годы почти половина всех транспортных происшествий с участием двух транспортных средств, когда одна машина врезается в впереди идущую – ежегодно уносят около 1 тысячи 700 человеческих жизней и травмируют полмиллиона человек. Если бы все автомобили были оборудованы подобными системами, по оценкам IIHS, можно было бы ежегодно предотвратить или смягчить последствия почти 1,9 миллионов аварий.

Автоматические системы экстренного торможения уже долгое время устанавливаются на роскошных автомобилях, и теперь эта дополнительная функция безопасности начинает внедряться на серийно выпускаемых автомобилях как часть опционных предложений. Настало время, когда эта технология должна стать общепринятым стандартом.

Система предупреждения фронтального столкновения (FCW) с помощью камер и /или радара предупреждает водителя о слишком быстром сокращении расстояния с впереди идущим объектом

Как работает система

Система предупреждения фронтального столкновения (FCW) использует камеры, радар, или лазер (или их комбинацию) для сканирования дороги перед автомобилем и предупреждает водителя, когда расстояние до впереди идущего автомобиля начинает сокращаться слишком быстро.

Система оповещает водителя звуковым, тактильным и / или визуальным сигналом. Более продвинутые системы включают в себя автоматическое экстренное торможение, способное достаточно быстро остановить автомобиль, чтобы избежать столкновения при небольшой скорости, или, по крайней мере, уменьшить скорость при сближении. При движении на автострадах на большой скорости система не сможет вовремя полностью остановить автомобиль, но она будет применять торможение, чтобы уменьшить силу удара.

Система Active City Stop работает на классической схеме радара. В данном случае в качестве излучающего элемента выступает лазер. Луч фокусируется впереди машины на определенном расстоянии. Специальный датчики улавливают отраженный сигнал и преобразуют его в электронный код, который обрабатывается бортовым компьютером автомобиля. В это же время система собирает данные о скорости движения автомобиля и оценивает примерный тормозной путь. Проведя некоторые вычисления, принимается решение, стоит ли включить автоматическое торможение или нет. Как утверждают инженеры компании Ford, комплекс позволяет 100 % предотвратить аварии при движении машины со скоростью в 15 км/ч и минимизировать последствия столкновения при ударе на скорости в 30 км/ч.

Казалось бы, есть ли толк в подобных дополнениях, если в теории человек и сам может достаточно быстро среагировать, но другое дело на сколько быстро. Известно, что люди на принятие решения тратят в среднем от 0,1 до 0,3 секунды, однако не забывайте, что эти данные верны если водитель не испытывает усталости, опьянения, недомогания, либо же просто плохо видит происходящую спереди обстановку. Соответственно, риск возникновения ДТП значительно увеличивается. В то же время система автоматического торможения Active City Stop сканирует ситуацию со скоростью 1/50 секунды плюс ещё столько же уходит на принятие решения. Итого получается, что машинный интеллект превосходит человеческий как минимум в 5 раз по быстродействию.

Работа системы Active City Stop в режиме реального времени


Как уже отмечалось ранее, электронно-аналитический комплекс ACS предназначен для эксплуатации в скоростном диапазоне от 15 до 30 км/ч. Для контроля дорожной ситуации свыше данного диапазона компанией Ford разработана другая система - Forward Alert.

Active City-Stop отлично справляется со своей задачей в оговоренном режиме, однако при работе водителю не поступают какие-нибудь предупредительные сигналы: ни звуковые, ни световые, ни тактильные - в виде вибрации руля. Если же разогнаться до скорости в 40 км/ч и направиться к неподвижно расположенному препятствию, система не среагирует, даже если вы отпустите педаль акселератора. Однако, если вы приблизитесь к движущемуся с такой же скоростью автомобилю на опасно близкое расстояние, то алгоритм подаст сначала предупредительный сигнал водителю, а позже задействует торможение в пол силы.

Видео, как работает система автоматического торможения (ACS) на автомобиле Ford Kuga и Focus:

Недостатки ACS в работе


Так как Active City-Stop опирается в своей работе на меньшее число данных чем человек и не обладает таким же совершенным алгоритмом обработки, то иногда комплекс работает неправильно. К примеру, стандартная ситуация: Вы направляетесь к повороту. Спереди едет автомобиль и начинает маневр. Дистанция между вами сокращается и система ACS думает, что опасность столкновения возросла чрезмерно и дает команду на торможение. На самом деле никакой опасности в реальности нет. Даже если вы и продолжите движение с прежней скоростью, то по всей видимости к следующему моменту полоса спереди уже будет свободна.

Ещё одна неоднозначная ситуация возникает тогда, тогда спереди вас маневрирует автомобиль на низких скоростях. Здесь тоже могут быть ложные срабатывания. Так же добавим, что для надежной работы системы требуется поддерживать в чистоте как и саму линзу лазера, так и датчики, установленные в передней части.

Вообще, официально комплектовать машины от Форда системой Active City Stop для жителей России не предполагалось. Представители ссылались на что у нас мол многие авто ездят с грязными номерными знаками и фонарями, а радар комплекса как раз и ориентируется на эти элементы. В теории это усложняло работу системы, но на самом деле более логичным представляется то, что в крупных городах люди привыкли ездить вплотную друг к другу ввиду ограниченного пространства. Поэтому, система автоматического торможения в подобной обстановке постоянно бы тормозила и мешала бы продолжать движение.

Стоимость системы автоматического торможения

Хотя производители уверяют, что заказать установку подобного дополнения можно всего лишь за 500 $, но на самом деле Active City-Stop входит в комплект адаптивного круиз-контроля, который сам оценивается в 1320 $. Т.е. в итоге придется заплатить почти 2000 долларов, а конкретно - 1820 $. Цена за данное устройство, как видите, не малая, а вот какой толк от него будет, неизвестно. Заказать установку Active City-Stop можно будет только в комплектациях Focus Titanium, Trend Sport (например - ), а так же Sport Limited Edition.

Страховой институт безопасности дорожного движения США (IIHS) предложил новую программу испытаний для оценки эффективности систем предотвращения фронтальных столкновений, пройдя которую обе модели Volvo S60 и XC60 получили максимально доступные оценки ‘Superior’.

В испытаниях приняли участие 74 автомобиля, причем разработанная в компании Volvo Cars система City Safety оказалась единственной подобной системой, устанавливаемой в стандартном оснащении.

Институт IIHS включит новую систему оценки технологий для предупреждения столкновений в рейтинг "2014 Top Safety Pick+". По новым правилам будут проводиться два теста, предусматривающие предотвращение наезда на другой автомобиль: один тест на скорости 20 км/ч и другой – на скорости 40 км/ч. Дополнительные баллы присуждаются за наличие в автомобиле системы предупреждения о вероятности фронтального столкновения.

Volvo Car Group вновь подтверждает свой статус производителя наиболее безопасных автомобилей.

Volvo S60 и XC60 оборудованы системой City Safety и системой предупреждения столкновения с функцией полного автоматического торможения и обнаружения пешеходов . Модели Volvo оказались в числе семи автомобилей, которые заслужили высший рейтинг по результатам этих испытаний.

Действующая на малой скорости система City Safety устанавливается на всех новых моделях Volvo на всех рынках продаж. Большинство моделей Volvo также поставляются с передовой технологией, которая производит обнаружение объекта впереди, предупреждает водителя об опасности наезда и применяет автоматическое торможение. Система призвана обнаружить автомобили, переходящих дорогу пешеходов и на более высоких скоростях велосипедистов.

На сегодняшний день Volvo Cars продала более миллиона автомобилей, оборудованных системами автоматического торможения . Компания будет продолжать работы в этом направлении, и в ближайшем будущем будут предложены системы, которые будут работать в темное время суток, определяя пешеходов, а также технологии, которые позволят избежать наезда на животных.

Преимущества технологии City Safety были документально подтверждены отчетом IIHS/HLDI (Американский институт оценки ущерба на дорогах), согласно которому автомобили, оборудованные этой системой безопасности, на 20 процентов реже подают в ДТП. Данные шведской страховой компании If также свидетельствуют об указанном: количество наездов для таких автомобилей сокращается на 23%