Содержание страницы
Современные транспортные средства всё чаще оснащаются высокотехнологичными средствами активной безопасности, главной задачей которых является предотвращение дорожно-транспортных происшествий. Особенно актуальны системы, способные распознавать движущиеся объекты на проезжей части — будь то пешеходы, велосипедисты или животные. Эти технологии, основанные на синтезе данных с видеокамер, радаров и других датчиков, дают возможность не только идентифицировать потенциальную угрозу, но и оперативно реагировать на неё — вплоть до автоматического торможения.
Речь идет не просто о вспомогательных функциях, а о полноценной системе поддержки водителя, работающей в реальном времени и значительно снижающей риск аварий, особенно в условиях плохой видимости, плотного городского трафика или на трассах, проходящих через природные зоны.
Первые системы помощи водителю начали появляться в конце 1990-х годов и были ограничены функциями парковки и адаптивного круиз-контроля. Однако прорыв произошел в начале 2010-х, когда производители начали внедрять системы распознавания пешеходов. Volvo, известная своей ориентацией на безопасность, представила первую подобную систему в 2010 году.
Со временем подход стал более комплексным: начали разрабатываться специализированные алгоритмы для распознавания различных типов участников движения, включая велосипедистов и даже животных. Быстрое развитие технологий компьютерного зрения, искусственного интеллекта и радарных датчиков позволило создать устойчивые и эффективные решения, минимизирующие человеческий фактор в критических ситуациях.
Кроме автомобилей, аналогичные системы стали внедряться в дорожную инфраструктуру — например, система LADS в Канаде, которая распознаёт диких животных и предупреждает водителей до возникновения опасности.
Система обнаружения пешеходов
Современные автомобили всё чаще оснащаются интеллектуальными системами активной безопасности, основная задача которых — своевременное выявление потенциальных угроз и оповещение водителя. Благодаря интеграции видеокамер и радиолокационных датчиков такие системы успешно помогают избегать наездов на людей, фиксировать присутствие диких животных, других транспортных средств и облегчают маневрирование на парковке, а также перестроение в условиях плотного потока.
Одной из ключевых технологий в этой области стала система обнаружения пешеходов, разработанная с целью предотвратить аварии с участием людей. Эта система способна идентифицировать человека, находящегося вблизи автомобиля, и в зависимости от обстоятельств — автоматически снизить скорость, уменьшить силу удара или полностью остановить транспортное средство. Согласно статистике, её внедрение помогает сократить количество смертельных исходов на 20 %, а число тяжёлых травм — до 30 %.
Реализация технологии восходит к 2010 году, когда автомобильная компания Volvo первой применила такую систему в серийных моделях. На сегодняшний день существует несколько усовершенствованных версий этой технологии:
- Pedestrian Detection System — разработка Volvo;
- Advanced Pedestrian Detection System — система от компании TRW;
- EyeSight — внедрена брендом Subaru.
Система обнаружения пешеходов интегрирует несколько взаимосвязанных функций:
- фиксирование присутствия пешеходов в зоне действия системы;
- предоставление водителю сигналов о вероятности столкновения;
- автоматическая активация торможения при необходимости.
Работа системы базируется на сочетании визуальной и радиолокационной информации. Обычно используется одна или две камеры и дополняющий их радар, эффективно функционирующий на расстоянии до 40 метров. При обнаружении пешехода камера фиксирует объект, а радар подтверждает факт его присутствия, после чего система отслеживает динамику перемещения человека, оценивает возможную траекторию и вероятность столкновения. При этом все данные отображаются на экране мультимедийного комплекса автомобиля (рис. 1).
Рис. 1. Экран мультимедийной системы
В случае, если программно определено, что столкновение с пешеходом неминуемо при текущей траектории и скорости, водителю немедленно поступает звуковое оповещение. Если водитель никак не отреагировал — не начал торможение, не изменил направление — активируется автоматическая остановка автомобиля. По своей сути, эта функция является развитием технологии экстренного автоматического торможения, однако акцентируется именно на защите пешеходов.
Система эффективно предотвращает наезд при движении на скорости до 35 км/ч. При превышении этой скорости технология всё ещё способна значительно уменьшить последствия удара, так как инициирует замедление автомобиля до возможного минимума перед контактом. Например, при скорости в 65 км/ч риск смертельного исхода составляет около 85 %, при 50 км/ч — около 45 %, а при 30 км/ч — всего лишь 5 %.
Дополнительную защиту обеспечивает совместное использование этой системы с надувной подушкой безопасности для пешеходов либо системой пассивной защиты. В то же время ночное обнаружение объектов возможно за счёт использования инфракрасных камер, что реализовано в системах ночного видения, хотя они, как правило, не обладают функцией активного предотвращения столкновения.
Отдельного внимания заслуживает эффективность системы в условиях городского движения, где пешеходы двигаются с разной скоростью, по разнообразным траекториям. Технология способна одновременно отслеживать несколько целей, включая людей, использующих зонты или движущихся с нестандартной походкой. Однако имеются ограничения: при плохих погодных условиях и в тёмное время суток точность и надёжность системы существенно снижаются.
Суммируя, можно отметить, что система обнаружения пешеходов — это не просто элемент комфорта, а серьёзный инструмент безопасности, способный спасти жизни и минимизировать последствия аварий. Её интеграция в автомобильные комплексы безопасности становится всё более обязательной составляющей в современных транспортных средствах.
Система предупреждения о велосипедистах
Инженеры компании Jaguar Land Rover разработали новейшую интеллектуальную систему под названием Bike Sense, призванную повысить безопасность велосипедистов в городской среде. В отличие от традиционных решений, эта система воздействует на водителя одновременно через визуальные, звуковые и тактильные каналы, формируя рефлекторную, инстинктивную реакцию на возможную угрозу. Такой подход значительно ускоряет принятие решения водителем в критических ситуациях.
Система Bike Sense представляет собой сложный электронный комплекс, включающий три основные группы элементов: сенсоры (входные устройства), управляющий электронный блок (ЭБУ) и исполнительные компоненты, задействуемые в зависимости от характера дорожной обстановки.
К числу входных сенсоров относятся широкоугольные радары и видеокамеры, установленные в передней и задней частях автомобиля. Они способны идентифицировать велосипедиста на расстоянии до 10 метров, опираясь на его силуэт и скорость, которая, как правило, не превышает 15 км/ч. Обнаруженные данные передаются в ЭБУ, где обрабатываются с учетом текущих условий.
Электронный блок управления принимает решения на основе анализируемой информации и задействует определённые исполнительные механизмы. Это происходит заранее, до того как велосипедист приблизится к автомобилю менее чем на 5 метров — с целью дать водителю время для корректной реакции.
К исполнительным устройствам Bike Sense относятся:
- звуковое предупреждение в виде сигнала, имитирующего звонок велосипеда;
- встроенные в водительское сиденье надувные элементы;
- вибрационные сигналы на акселераторе;
- вибрационный механизм в ручке двери изнутри;
- цветовая индикация на салонных элементах с использованием светодиодов.
Особенность системы заключается в том, что она создаёт у водителя ассоциативное восприятие угрозы: звуковой сигнал идентичен велосипедному звонку, а аудиовывод осуществляется из динамиков, расположенных со стороны, где была зафиксирована опасность — слева или справа. Это помогает водителю быстро сориентироваться, не отвлекаясь на визуальные поиски источника угрозы.
Для усиления воздействия на водителя в спинку сиденья встроены надувные валики, которые при активации нажимают на то плечо водителя, с какой стороны приближается велосипедист. Такой тактильный сигнал воспринимается мгновенно и интуитивно.
Дополнительно система включает вибрационные сигналы, которые активируются в определённых ситуациях. Так, при попытке начать движение при наличии потенциальной угрозы активируется вибрация педали акселератора. В случае попытки открыть дверь при приближении велосипедиста сзади — включается вибрация на соответствующей внутренней ручке двери.
Светодиодная индикация, размещенная по периметру передней панели, дверей и стоек кузова, сообщает о степени риска столкновения. Цвета сигналов соответствуют уровню угрозы: зелёный — отсутствие опасности, жёлтый — потенциальная угроза, красный — высокая вероятность столкновения.
Работа системы построена на анализе типичных ситуаций, при которых возникает риск столкновения с велосипедистами. В рамках алгоритма учтены три сценария с заранее определёнными действиями:
- При стремительном приближении велосипедиста сзади к движущемуся автомобилю система включает:
- звуковой сигнал с левой или правой стороны;
- всплытие надувного валика на соответствующем плече водителя;
- световую индикацию на стороне приближения угрозы.
- Когда велосипедист или пешеход пересекает путь стоящему автомобилю у перехода, система инициирует:
- звонок-сигнал с той стороны, откуда движется объект;
- вибрацию акселераторной педали, предотвращающую резкий старт.
- В случае, если велосипедист движется вдоль стоящего автомобиля, и кто-то из пассажиров или водитель собирается открыть дверь:
- включается вибрация дверной ручки на стороне возможной угрозы;
- активируется соответствующая световая подсветка в салоне.
Несмотря на технологическую новизну и эффективность в конкретных дорожных условиях, сама по себе система предупреждения о велосипедистах Bike Sense не является исчерпывающим решением. Для существенного повышения уровня безопасности всех участников движения, использующих велосипеды, необходимы комплексные меры. В первую очередь — усовершенствование законодательной базы, регулирующей приоритеты велосипедистов, а также расширение и модернизация городской велосипедной инфраструктуры.
Таким образом, Bike Sense представляет собой значительный шаг в направлении повышения безопасности на дорогах, особенно в условиях плотного городского движения. Однако её применение эффективно лишь в сочетании с другими мерами по защите велосипедистов, включая общественные инициативы и урбанистическое планирование.
Система обнаружения крупных животных
Опасность столкновений с большими дикими животными представляет собой одну из наиболее острых проблем в сфере обеспечения безопасности дорожного движения. Особенно остро она ощущается в странах Северной Европы — таких как Норвегия, Финляндия и Швеция, а также в северных регионах Северной Америки, включая Канаду и США. Согласно аналитическим данным, примерно 6 % всех зарегистрированных дорожно-транспортных происшествий приходится на столкновения транспортных средств с дикими животными крупного размера. Наиболее тяжелые последствия возникают при наезде на лося — взрослое животное внушительных габаритов может стать причиной серьезных травм как для водителя, так и для пассажиров. Более того, чем выше скорость движения автомобиля, тем выше вероятность критического исхода. Даже если удается избежать прямого столкновения, не каждый водитель сможет вернуть автомобиль в управляемое состояние, что само по себе может привести к аварии.
Рис. 1. Индикация системы на мультимедийном экране
Одним из пионеров в разработке решений по снижению риска таких столкновений стала шведская компания Volvo. Она первой среди автопроизводителей начала серийно внедрять на своих транспортных средствах интеллектуальную систему обнаружения крупных животных. Эта система является логическим продолжением технологии распознавания пешеходов (Pedestrian Detection System), с использованием аналогичного аппаратного оснащения — радиолокационных сенсоров и видеокамер. Главное отличие заключается в программной составляющей: алгоритмы настроены на идентификацию уникальных очертаний и моделей поведения диких животных.
Данная технология позволяет автомобилю идентифицировать крупных млекопитающих, таких как олень или лось, а также домашних сельскохозяйственных животных — например, коров и лошадей. В то же время более мелкие виды, такие как кабаны или косули, остаются вне зоны уверенного распознавания. Комбинированная работа камеры и радара позволяет системе не только фиксировать наличие объекта, но и проводить кросс-проверку для уменьшения числа ложных срабатываний. В случае положительного срабатывания алгоритм немедленно подает визуальные и звуковые сигналы водителю. Если при этом не происходит адекватной реакции, инициируется автоматическое торможение. Даже если столкновение избежать невозможно, снижение скорости позволяет значительно минимизировать ущерб.
Особый подход к решению аналогичной задачи был предложен в Канаде, где внедряется инновационная дорожная система контроля перемещения животных — LADS (Large Animal Detection System). Этот пилотный проект рассчитан на работу вблизи автотрасс, пересекающих ареалы обитания крупных млекопитающих.
Ключевой компонент LADS — сеть сенсоров, закрепленных на опорах вдоль обочин. Изначально использовались лидары, но высокая чувствительность к мелким объектам (включая осадки и кустарник) привела к частым ложным тревогам. В результате было принято решение заменить лидар на более надежный и стабильный радарный модуль.
Современные радары, установленные в рамках системы LADS, способны отслеживать перемещение объектов в радиусе до 700 метров, сканируя пространство по круговой схеме. При регистрации потенциальной угрозы — животного, движущегося в направлении проезжей части — система активирует сигнальные маяки желтого цвета. Эти огни мигают в течение 3 минут, обеспечивая водителям достаточное время для корректировки поведения. При этом животное за этот период может и покинуть опасную зону, но система остается активной, предупреждая о возможной опасности. Энергоснабжение осуществляется за счёт солнечных панелей и дополнительных аккумуляторных батарей, что делает систему автономной и пригодной для работы в удаленных районах.
Согласно заявлениям разработчиков, система LADS способна сократить вероятность дорожно-транспортных происшествий с участием крупных животных до 80 %, что делает её одним из наиболее перспективных решений в области обеспечения транспортной безопасности в природных зонах.
Таким образом, объединение интеллектуальных автомобильных решений с внешней дорожной инфраструктурой позволяет значительно повысить уровень защищенности как водителей, так и животных, снижая как человеческие потери, так и экономические последствия аварий.
Заключение
Интересные факты:
-
Volvo стала первой компанией, которая внедрила в серийные автомобили систему обнаружения пешеходов в 2010 году. С тех пор ни один крупный автопроизводитель не обошёл стороной эту технологию.
-
Система Bike Sense от Jaguar Land Rover использует не только визуальные и звуковые сигналы, но и тактильное воздействие на водителя, включая вибрации в спинке сиденья и на ручке двери.
-
При скорости менее 35 км/ч современные системы могут полностью предотвратить наезд на пешехода, а при большей скорости — значительно смягчить последствия, снижая вероятность смертельного исхода в разы.
-
Инфракрасные камеры, используемые в ночных системах видения, позволяют распознавать пешеходов в темное время суток, но до сих пор не оснащены функцией активного предотвращения столкновений.
-
Система LADS (Канада), расположенная вдоль дорог, использует солнечные панели и автономные аккумуляторы для круглосуточной работы, обеспечивая экологичность и независимость от внешних источников энергии.
Системы обнаружения движущихся объектов — это важнейший элемент современной автомобильной безопасности. Их внедрение помогает минимизировать риски, связанные с человеческой невнимательностью, плохими погодными условиями и неожиданным появлением объектов на дороге. Такие технологии не только спасают жизни пешеходов и велосипедистов, но и уменьшают количество столкновений с животными, особенно в регионах с высокой плотностью дикой природы.
Объединяя технологии компьютерного зрения, радарного анализа и интеллектуальных алгоритмов, автопроизводители создают новый стандарт безопасности, который в будущем может стать обязательным для всех транспортных средств.
