Treść artykułu:
- Historia pojawienia się
- Urządzenie i opcje
- Technika wykrywania
- Zasada działania
- Zalety i wady
- Samochody
Pedestrian Detection System to specjalny pomocniczy system bezpieczeństwa, który wykrywa i unika kolizji z pieszymi. Można powiedzieć, że jest to cały mechanizm, na który składa się zarówno oprogramowanie, jak i część techniczna (czujniki, kamery, radary). Cechą tego systemu jest nie tylko to, że potrafi rozpoznać pieszego i powiadomić o tym kierowcę, ale także prowadzić samochód, aby uniknąć kolizji lub zminimalizować jej siłę. Z reguły wykrywanie pieszych odbywa się na jezdni lub poboczu, a także w miejscach wchodzących w obszar ruchu pojazdu.
Jak doszło do wykrywania pieszych
Od początku lat 90. inżynierowie wojskowi opracowują system wykrywania ludzi z określonej odległości i terytorium. Wtedy było to niezbędne dla bezpieczeństwa i dodatkowej ochrony, ale jak każda technologia, z czasem przeszło do użytku cywilnego. Po raz pierwszy technologia ta pojawiła się w specjalnych aparatach, które potrafiły rozpoznawać ludzką twarz (aparaty japońskich producentów z początku XXI wieku).
Od 2010 roku producent samochodów Volvo zaczął instalować ten mechanizm w swoich najlepszych samochodach, nadając nazwę PDS (Pedestrian Detection System) – system wykrywania pieszych. Obecnie istnieje kilka podobnych systemów różnych producentów, ale w międzyczasie wszystkie działają na tej samej zasadzie iw tym samym celu.
Jak już wspomniano, głównym zadaniem systemu wykrywania pieszych jest rozpoznawanie poruszających się obiektów i powiadamianie o tym kierowcy. Jeśli weźmiemy pod uwagę najnowocześniejsze rozwiązania inżynierów, a dokładniej najnowsze wersje tego mechanizmu, to system może również uniknąć kolizji, sterować kierownicą, hamować, a nawet obliczyć optymalną trasę, aby uniknąć wypadku. Według statystyk i różnych badań, po rozpoczęciu korzystania z tego systemu odsetek kolizji śmiertelnych z pieszymi zmniejszył się o 20%, a odsetek poważnych obrażeń o 30%, co od razu wskazuje na użyteczne czynniki tego mechanizmu.
Projekt i warianty systemu PDR
Konstrukcja systemu wykrywania pieszych to bardzo złożony mechanizm. Jak już wspomniano, jego lista obejmuje oprogramowanie i sprzęt, które są ze sobą ściśle powiązane. W zależności od producenta samochodu, część techniczna systemu może się różnić, ale oprogramowanie różni się tylko nieznacznie. Z reguły kamera, radar i czujniki ruchu są używane w standardowej liście systemów wykrywania pieszych, Subaru dodało kolejną kamerę (w sumie z przodu uzyskuje się dwie kamery).
Nie jest wykluczone, że system wykrywania pieszych może pasożytować kosztem innych systemów bezpieczeństwa lub wykorzystywać oddzielne jednostki. Na przykład wszechstronna kamera, czujniki różnych systemów bezpieczeństwa. Należy rozumieć, że są to główne szczegóły i w zależności od marki i modelu samochodu konfiguracja i konstrukcja mogą ulec zmianie.
Jak rozpoznawane są obrazy pieszych
Sercem systemu wykrywania pieszych jest oprogramowanie, które rozpoznaje, podejmuje ostateczną decyzję i wysyła powiadomienie do kierowcy. Do rozpoznawania stosuje się kilka metod, z których każda jest stosowana pod pewnymi warunkami. W sumie eksperci identyfikują 4 główne metody, które są odpowiednie dla różnych sytuacji i działają tak wydajnie, jak to możliwe, ponadto skumulowany wynik takich metod daje duży procent rozpoznania i wykrycia pieszych.
Pierwszą i najważniejszą metodą jest detekcja holistyczna. W tym przypadku system ma na celu wykrycie integralnego poruszającego się obiektu. Rozpoznawane są wymiary integralne, centrala analizuje uzyskane wymiary i porównuje je z podobnymi wymiarami, a czujnik podczerwieni wskazuje obecność ciepła w rozpoznanym obiekcie, następnie system stwierdza, że ten obiekt jest człowiekiem (przynajmniej żywym obiektem) .
Drugą metodą wykrywania pieszych jest metoda częściowa. W obrazie uzyskanym z kamery nie bierze się pod uwagę całego obrazu, a jedynie poszczególne elementy lub ich kombinacje. Z reguły mogą to być kontury głowy, tułowia, kończyn lub ich kombinacja. W przypadku tej metody w bazie danych zapisywane są również wymiary poszczególnych konturów i części. Metoda jest o rząd wielkości dokładniejsza niż poprzednia, ale zbieranie i analizowanie informacji zajmuje więcej czasu.
Trzecią metodą jest wykrywanie pieszych według wzorców. Raczej nie jest to nawet osobna metoda, ale połączenie dwóch poprzednich (całkowej i częściowej). Jednostka sterująca wyposażona jest w specjalną dużą bazę danych, która zawiera stałe informacje o kształcie nadwozia, poszczególnych częściach nadwozia, ewentualnych odchyleniach od normy i innych cechach pieszych.
Czwartą metodą wykrywania pieszych jest użycie wielu kamer. Metoda ta jest najczęściej stosowana w samochodach Subaru, dzięki czemu każda kamera może śledzić konkretnego pieszego, a system z kolei przewiduje trajektorię każdego pieszego. Dzięki tej metodzie bezpieczeństwo auta jest znacznie wyższe, dodatkowo system może analizować o wiele więcej sytuacji, aby uniknąć kolizji z pieszym. Jednostka sterująca dzieli ogólny obraz na kilka oddzielnych fragmentów, z których każdy jest oddzielnie analizowany pod kątem możliwego ryzyka kolizji.
Jak działa wykrywanie pieszych
Najskuteczniejsza odległość wykrywania pieszego to 40 metrów, ale wiele zależy od warunków pogodowych, terenu i oświetlenia. Jak tylko system wykryje pieszego, przeprowadzana jest analiza kierunku ruchu obiektu i późniejszej lokalizacji w momencie najbliższego zbliżenia się samochodu do pieszego. Często taki system wyświetla obraz na wyświetlaczu systemu multimedialnego, aby kierowca mógł jak najlepiej zrozumieć sytuację na drodze i podjąć kolejne działania.Równolegle z wyświetlaniem obrazu na wyświetlaczu, wykrywanie pieszych system analizuje prawdopodobieństwo kolizji. Jeśli prawdopodobieństwo jest znikome lub całkowicie nieobecne, kierowcy po prostu pokazuje się obraz pieszego bez żadnych dodatkowych sygnałów. W przypadku, gdy system ustali, że kolizja jest nieuchronna w aktualnym stanie pojazdu, do kierowcy wysyłany jest odpowiedni sygnał dźwiękowy.
Nowoczesne systemy wykrywania pieszych, zwłaszcza oferowane przez Volvo, zostały udoskonalone w kierunku inteligencji. Jeśli kolizja jest nieuchronna po wykryciu pieszego, a kierowca nie podejmuje żadnych działań, system przejmuje kontrolę i stara się w jak największym stopniu uniknąć kolizji. Z reguły jest to sterowanie kierownicą, układem hamulcowym i ogólnie silnikiem.
System uwzględnia również i rozpoznaje poruszające się pojazdy i inne obiekty, prowadząc w ten sposób do minimalnego scenariusza kolizji lub minimalizując konsekwencje. W takim przypadku system wykorzystuje mechanizm hamowania awaryjnego i aktywuje inne systemy bezpieczeństwa zainstalowane w pojeździe.
Według statystyk z różnych testów system wykrywania pieszych może samodzielnie uniknąć kolizji przy prędkościach do 35 km/h, choć na początku 2019 roku mówi się o podniesieniu poprzeczki do 50 km/h. Przekraczając ten próg prędkości, system nie może samodzielnie całkowicie uniknąć kolizji, ale może zminimalizować konsekwencje i dotkliwość uderzenia pieszego. Tak więc dzisiaj statystyki kolizji z pieszym i poważnych konsekwencji przy prędkości 65 km/h wynoszą 85%, przy prędkości 50 km/h wskaźnik wynosi 45%, a przy 30 km/h tylko 5%.
Inżynierowie Volvo zmniejszyli ryzyko obrażeń pieszych, dzieląc inne systemy bezpieczeństwa, takie jak poduszki powietrzne dla pieszych (między przednią szybą a maską samochodu) oraz systemy ochrony pieszych. Jeśli mówimy o najnowocześniejszych mechanizmach wykrywania pieszych, to opierają się one na systemie noktowizyjnym, który pozwala pracować w nocy i uzyskiwać dokładniejsze wyniki analizy. Z drugiej strony analiza aktywnego unikania kolizji w takim systemie działa znacznie gorzej.
Zalety i wady systemu PDR
Każdy mechanizm, bez względu na to, jak doskonały jest, ma swoje plusy i minusy. System wykrywania pieszych ma również zalety i wady. Jeśli mówimy o zaletach, to tutaj jest to znacząca pomoc dla kierowcy, unikanie ewentualnych wypadków. Ważnym czynnikiem jest logika centralki, kiedy może samodzielnie zastosować rozwiązanie i w razie potrzeby całkowicie zatrzymać samochód lub ograniczyć obrażenia do minimum. Co najważniejsze, system wykrywania pieszych sprawdził się w trybie ruchu miejskiego, kiedy dziecko może wybiec zza samochodu lub pieszy może wyjść na jezdnię.
Jeśli chodzi o aspekty negatywne, mimo złożoności systemu i głośnej nazwy, one również istnieją. Na przykład holistyczna metoda wykrywania pieszych może generować błąd, gdy kilku pieszych lub różne obiekty (żywe i nieożywione) jednocześnie wejdą do strefy rozpoznawania. W efekcie system nie będzie w stanie poprawnie wyciągać wniosków.
Kolejnym ogromnym czynnikiem, a także minusem, są warunki pogodowe. System praktycznie odmawia pracy w deszczową pogodę i nie działa w ogóle w śnieżną pogodę. Wynik rozpoznawania będzie znacznie gorszy we mgle lub przy słabym oświetleniu. Ponadto należy rozumieć, że ostatnia decyzja nadal pozostaje w gestii kierowcy, a także konsekwencje kolizji z pieszym, więc ten system jest raczej pomocniczy dla kierowcy i tylko w najpilniejszych i nieprzewidywalnych sytuacjach może dokonać ostateczna decyzja bez prawa do ingerencji. W razie potrzeby system można wyłączyć, ponieważ w zaludnionych miastach i dużym natężeniu ruchu pieszych system po prostu nie pozwoli na ruch samochodu.
Które samochody mają zainstalowany system PDR
Volvo jest uważane za pierwszego i głównego producenta samochodów, w którym najczęściej można spotkać system wykrywania pieszych. Jako pierwsi opracowali i zaczęli instalować taki mechanizm. Dziś rozpoznawanie wzorców zostało udoskonalone i przy zachowaniu wszystkich zasad i szybkości prawdopodobieństwo uniknięcia kolizji wynosi ponad 90%. Przykładem tego jest sedan Volvo S90 lub crossover Volvo XC90.
Subaru nie pozostało w tyle za rozwojem, opracowując metodę wykrywania pieszych za pomocą dwóch kamer przed samochodem. Najczęściej taki mechanizm można znaleźć w modelach Subaru Legacy i Outback. Podobny system można znaleźć również w topowych modelach samochodów Mercedes-Benz, Audi, BMW, Rolls-Royce, Land Rover i innych znanych marek. Wiele krajów przyjęło porozumienie, że takie samochody premium, począwszy od podstawowej konfiguracji, muszą być wyposażone w podobny mechanizm.
Oczywiste jest, że obecność systemu wykrywania pieszych na pokładzie samochodu dodaje pewną kwotę do całkowitego kosztu. Z drugiej strony, jeśli możliwe jest zainstalowanie systemu wykrywania pieszych w samochodzie w momencie zakupu, nie należy na tym oszczędzać, ponieważ w przyszłości może on odgrywać więcej niż jedną pozytywną rolę w różnych sytuacjach.
