Home

Bosch tworzy mapę wykorzystującą sygnały radarowe dla pojazdów autonomicznych

Mapy radarowe Bosch TomTom

Bosch i holenderski dostawca map oraz informacji o ruchu drogowym TomTom osiągnęli przełom w opracowaniu map o wysokiej rozdzielczości dla pojazdów autonomicznych. Firmie Bosch jako pierwszej na świecie udało się stworzyć warstwę lokalizacyjną wykorzystującą sygnały radarowe, które będą niezbędne dla takich map. Do tej pory wykorzystywano do tego celu dane z kamer. Radarowa sygnatura* drogi firmy Bosch, nazywana „Radar Road Signature“, składa się z miliardów pojedynczych punktów refleksyjnych. Powstają one wszędzie tam, gdzie występują sygnały radarowe – na przykład na barierach lub znakach drogowych – i w ten sposób odtwarzają przebieg drogi. Dzięki temu pojazdy autonomiczne mogą określać swoją lokalizację na pasie ruchu z dokładnością do kilku centymetrów. „Sygnatura radarowa stanowi krok milowy na drodze do autonomicznej jazdy. Umożliwi to pojazdom dokładne i niezawodne lokalizowanie położenia w każdej chwili" – mówi dr Dirk Hoheisel, członek zarządu Bosch. Ogromną zaletą „Radar Road Signature“ firmy Bosch jest jej solidność – w przeciwieństwie do map, które opierają się wyłącznie na danych z kamer w celu zlokalizowania pojazdu, sygnatura radarowa działa również w nocy i w warunkach słabej widoczności. Ponadto sygnatura radarowa Boscha transmituje tylko pięć kilobajtów danych do chmury na kilometr drogi – ta liczba danych jest dwukrotnie wyższa przy użyciu map opartych na wideo. Oczekuje się, że najpóźniej do roku 2020 pierwsze pojazdy dostarczą dane dla „Radar Road Signature“ w Europie i USA.

Bosch i TomTom współpracują od 2015 roku

„Cieszymy się, że we współpracy z firmą Bosch możemy przedstawić dodatkowe informacje o lokalizacji w formie radarowej sygnatury drogi „Radar Road Signature”. Dzięki temu samolokalizacja pojazdów autonomicznych będzie pod każdym względem bardziej niezawodna" – mówi Harold Goddijn, prezes TomTom. Obie firmy od początku kooperacji w 2015 roku angażują się intensywnie w prace nad sygnaturą radarową i włączeniem jej do map o wysokiej rozdzielczości firmy TomTom. Bosch jest światowym liderem na rynku w dziedzinie czujników radarowych z technologią 77 GHz i zakresem detekcji do 250 metrów. Dla porównania, czujniki wideo mają maksymalny zasięg wykrywania 150 metrów. Głównym wyzwaniem było znalezienie sposobu na dostosowanie istniejących czujników radarowych do tego zadania. W systemach wspomagania kierowcy, takich jak automatyczne hamowanie awaryjne lub adaptacyjny tempomat (ACC), czujniki wykrywają obiekty poruszające się. Natomiast w celu wygenerowania sygnatury radarowej, muszą być w stanie wykryć obiekty statyczne, co oznaczało, że istniejące czujniki radarowe musiały zostać zmodyfikowane. Czujniki radarowe Bosch nowej generacji będą w stanie dostarczyć danych wymaganych do radarowej sygnatury drogi. „Samochody z funkcjami wspomagania, które znajdą się na rynku w ciągu kilku najbliższych lat, będą miały wgrane mapy dla zautomatyzowanych pojazdów przyszłości" – mówi Hoheisel.

Milion pojazdów będzie na bieżąco aktualizować mapy o wysokiej rozdzielczości

Mapy o wysokiej rozdzielczości są niezbędne do automatyzacji jazdy samochodem i dostarczają informacji wykraczających poza obszar, który czujniki są w stanie monitorować. W przeciwieństwie do map dzisiejszych urządzeń nawigacyjnych, składają się one z kilku nakładających się warstw:

•    Warstwa lokalizacyjna: zautomatyzowany pojazd może określić swoje położenie na pasie ruchu, korzystając z warstwy lokalizacyjnej zawierającej „Radar Road Signature“ Bosch oraz z dodatkowej mapy lokalizacji wideo. Pojazd porównuje przy tym informacje o obiektach, które odebrał za pośrednictwem czujników monitorujących otoczenie, z odpowiednimi informacjami z warstwy lokalizacyjnej. W ten sposób pojazd może ustalić swoje względne położenie wobec tych przedmiotów.

•    Warstwa planowania: warstwa planowania służy do obliczania indywidualnych manewrów podczas jazdy zautomatyzowanej (planowanie trajektorii). W tym celu warstwa planowania zawiera informacje na temat przebiegu drogi, znaków drogowych i ograniczeń prędkości, a także zakrętów i spadków. Zautomatyzowany pojazd może wykorzystać warstwę planowania, aby na przykład zdecydować, kiedy należy zmienić pas ruchu.

•    Warstwa dynamiczna: w warstwie dynamicznej są zapisywane informacje o szybko zmieniających się sytuacjach drogowych, takich jak korki, prace budowlane i zagrożenia lub dostępne miejsca parkingowe.

 Każda z tych warstw mapy o wysokiej rozdzielczości, przeznaczona do automatyzacji jazdy, musi być regularnie aktualizowana – dynamiczna warstwa nawet w czasie rzeczywistym. „Obecnie spodziewamy się, że będziemy potrzebować na autostradach w Europie, Ameryce Północnej oraz Azji i Pacyfiku flot liczących około miliona pojazdów, aby aktualizować mapę o wysokiej rozdzielczości" – mówi Hoheisel. Aktualne dane dla każdej z warstw zostaną wygenerowane przez czujniki pokładowe, podczas prowadzenia pojazdu. Boksy komunikacyjne, takie jak Connectivity Control Unit Bosch, będą przesyłać dane z czujników radarowych w pojazdach poprzez chmury producentów do Bosch IoT Cloud. Bosch wykorzysta je do stworzenia sygnatury radarowej, która jest zgodna ze wszystkimi konwencjonalnymi formatami map. Do obowiązków TomTom należy integracja sygnatury radarowej z całą mapą i rozpowszechnienie jej.

 *) sygnatura radarowa - przebieg odbitego echa radarowego; sygnatury radarowe mogą służyć do identyfikacji lub rozróżnienia przedmiotów, np. celów w wojsku, takich jak samoloty, wozy bojowe, pociski

 

Źródło: Bosch

Ilustracja: Bosch

Dzięki tym elementom Bosch automatyzuje jazdę samochodem

Czujniki bosch

Automatyzacja jazdy ma wpływ na cały samochód: układ napędowy, hamulce, układ kierowniczy, zestaw wskaźników, nawigację i czujniki, jak również na łączność sieciową wewnątrz i na zewnątrz pojazdu. Kluczem do sukcesu jest pogłębiona wiedza o działaniu wszystkich systemów w samochodzie. Bosch, jako jedna z niewielu firm na świecie, ma tę wiedzę, gdyż produkuje większość elementów potrzebnych do zautomatyzowanego prowadzenia pojazdów.

Connected Horizon: Zautomatyzowane pojazdy polegają na informacjach o otaczającym je środowisku, które wykraczają poza to, co czujniki potrafią gromadzić. Na przykład potrzebują danych w czasie rzeczywistym o natężeniu ruchu, na temat korków i wypadków. Można to osiągnąć tylko poprzez połączenie pojazdu siecią z serwerem. W tym celu Bosch opracował rozwiązanie Connected Horizon, czyli elektroniczny horyzont połączony z siecią. Ten system umożliwia dynamiczny podgląd zbliżającego się odcinka trasy i odpowiednie dostosowanie strategii jazdy. Connected Horizon pozwala pojazdom „myśleć” z wyprzedzeniem, co wpływa na komfort i bezpieczeństwo jazdy. Podłączone do sieci pojazdy są ostrzegane o zagrożeniach za zakrętem lub wzniesieniem, dzięki czemu mogą zwolnić wcześniej.

Elektryczne układy kierownicze: Niezawodne, elektryczne wspomaganie kierownicy jest kluczową technologią dla zautomatyzowanego prowadzenia pojazdu. Funkcja „fail-operational” pozwala kierowcy lub autopilotowi na samodzielne przełączenie w tryb awaryjny i utrzymanie zdolności do kierowania. W rzadkim przypadku pojedynczej awarii pozwala to zachować około 50 procent elektrycznego wspomagania kierownicy. Technologia ta umożliwi producentom samochodów spełnić wymagania dotyczące niezawodności, określone przez amerykański Departament Transportu oraz Narodowe Stowarzyszenie Bezpieczeństwa Pojazdów i Ruchu Drogowego (National Highway Traffic Safety Association, NHTSA) w odniesieniu do pojazdów zautomatyzowanych (Federal Automated Vehicles Policy).

ESP: Elektroniczny układ stabilizacji toru jazdy odgrywa kluczową rolę w przypadku zautomatyzowanego prowadzenia pojazdu. Przekazanie pojazdowi odpowiedzialności za kierowanie stawia szczególne wymagania w odniesieniu do systemów o znaczeniu krytycznym, takich jak na przykład układ hamulcowy. Aby zachować maksymalną kontrolę nad tymi systemami w przypadku awarii, należy zapewnić zabezpieczenie w postaci redundancji (nadmiarowości). W tym przypadku układ ESP i elektromechaniczne wspomaganie hamulców iBooster (patrz opis poniżej) mogą niezależnie zatrzymywac samochód bez konieczności interweniowania ze strony kierowcy. Bosch oferuje ESP jako modułową koncepcję, która zawiera właściwy układ dostosowany do wszystkich wymagań i warunków.

HMI: Zautomatyzowana jazda zmienia obsługę samochodu i wymaga nowoczesnych koncepcji komunikacji między autem a kierowcą. Kierowca musi być w stanie intuicyjnie zrozumieć i używać systemu. Dzięki innowacyjnym zestawom wskaźników Bosch oferuje również obiecujące rozwiązania w tej dziedzinie. Dla przykładu – zestaw bazujący na wyświetlaczu TFT zapewnia maksymalną elastyczność przetwarzania w połączeniu z doskonałą przejrzystością. Korzystając z wyświetlaczy przeziernych typu Head-up, Bosch umieszcza w polu widzenia kierowcy takie informacje jak prędkość jazdy, wskazówki nawigacyjne i ostrzeżenia. Stworzony obraz nakłada się na otoczenie pojazdu w taki sposób, aby wydawał się oddalony na około dwa metry przed pojazdem.

iBooster: Dzięki rozwiązaniu jaki jest iBooster Bosch opracował niezależne od podciśnienia, elektromechaniczne serwo hamulców, które spełnia wymagania stawiane nowoczesnym układom hamulcowym. Rozwiązanie może być stosowane we wszystkich koncepcjach układu napędowego i jest przeznaczone zwłaszcza do pojazdów hybrydowych i elektrycznych. W iBoosterze naciśnięcie pedału hamulca jest rejestrowane za pomocą wbudowanego czujnika położenia pedału i przekazywane do jednostki sterującej. Jednostka sterująca oblicza sygnał załączający dla silnika elektrycznego, który przekształca swój moment obrotowy poprzez dwustopniową przekładnię w wymaganą siłę wspomagania. Dostarczana przez serwo siła zostaje przekształcona w ciśnienie hydrauliczne w standardowej pompie hamulcowej.

Mapy: Bez aktualnych map o wysokiej rozdzielczości nie ma zautomatyzowanej jazdy. Mapy dostarczają pojazdowi informacje o zmieniających się sytuacjach drogowych, takich jak korki czy prace drogowe, które leżą poza zasięgiem pokładowych czujników. Czujniki radarowe i kamery Bosch przechwytują i transmitują ważne dane o ruchu w czasie rzeczywistym, w celu tworzenia map wysokiej rozdzielczości dla zautomatyzowanej jazdy.

Czujniki Lidar: Oprócz czujników radarowych, ultradźwiękowych i kamer, Bosch wykorzystuje w zautomatyzowanych pojazdach testowych także czujniki laserowe typu Lidar. Różne zasady działania czujników doskonale uzupełniają się wzajemnie i poprzez fuzję danych zapewniają niezawodne rozpoznawanie otoczenia samochodu. Zautomatyzowane pojazdy wykorzystują te dane w celu wypracowania strategii jazdy. Bosch uważa czujniki Lidar za ważne uzupełnienie swojego portfolio.

Czujniki radarowe: Czujniki radarowe, stosując jedną z kilku zasad działania czujników, zapewniają ważne w pojazdach zautomatyzowanych informacje o otoczeniu w zakresie 360 stopni i w odległości do 250 metrów. Głównym zadaniem czujnika radarowego jest wykrywanie obiektów i mierzenie ich prędkości oraz położenia w stosunku do ruchu własnego pojazdu. W tym celu czujniki radarowe Bosch wysyłają za pomocą anteny fale radarowe, modulowane częstotliwością w zakresie od 76 do 77 GHz. Fale te są odbijane przez obiekty znajdujące się przed pojazdem. Prędkość względną i odległość obiektów mierzy się przy zastosowaniu efektu Dopplera i opóźnienia czasowego, generowanych przez przesunięcia częstotliwości między emitowanym i odbieranym sygnałem. Porównanie amplitudy i fazy zmierzonych sygnałów radarowych umożliwia wyciągnięcie wniosków dotyczących położenia obiektu.

Czujniki ultradźwiękowe: Czujniki ultradźwiękowe są w zautomatyzowanych pojazdach potrzebne przede wszystkim w celu rozpoznania otoczenia w odległości do 6 metrów i przy niskich prędkościach, na przykład podczas parkowania. Czujniki wykorzystują technikę sonarową, którą przykładowo wykorzystują nietoperze w orientowaniu się w terenie. Emitują krótkie sygnały ultradźwiękowe odbijane następnie przez przeszkody. Echa są rejestrowane przez czujniki i analizowane przez jednostkę sterującą.

Kamera stereo: Dzięki trójwymiarowemu zakresowi pomiarowemu przekraczającemu 50 metrów, kamera wideo Bosch dostarcza ważnych informacji optycznych, dotyczących otoczenia pojazdu. Każdy z dwóch bardzo czułych czujników obrazu, wyposażonych w rozpoznawanie kolorów oraz technikę CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), ma rozdzielczość 1280 x 960 pikseli i jest w stanie przetwarzać silne kontrasty. Odległość między osiami optycznymi obu soczewek wynosi zaledwie 12 centymetrów. Kamera stereo nie tylko przechwytuje obiekty przestrzennie i oblicza ich odległość, ale także określa wolne przestrzenie. Informacje pochodzące z czujnika są łączone z danymi pochodzącymi z czujników pracujących na innych zasadach, aby wygenerować model otoczenia dla pojazdów poruszających się w sposób zautomatyzowany.

 

 

Źródło: Bosch

Ilustracja: Bosch

Latająca, elektryczna taksówka z funkcją pionowego startu

Lilium VTOL

Niebo nad miastem wypełnione latającymi pojazdami już od dawna było nieodłącznym elementem filmów science-fiction prezentującym niedaleką przyszłość. Wielu wizjonerów podejmowało próby stworzenia samochodu, który mógłby bez lotniska w pobliżu wnieść się ponad miasto i omijając korki w szybki sposób dostarczyć ludzi z punktu A do punktu B.

Niestety jak dotąd takie rozwiązanie przewyższało możliwości dostępnej technologii. Powstawały prototypy zdolne do pionowego startu, lecz wady, jakie posiadały nie pozwoliły na ich rozpowszechnienie. Wśród nich można wymienić ogromne zużycie paliwa, wysokie koszty, duży hałas, czy zbyt duże rozmiary takiego latającego samochodu.

Kolejną próbę stworzenia latającej taksówki podjęła niemiecka firma „Lilium”. W małym start-upie zlokalizowanym w Monachium powstał projekt, który ma duże szanse powodzenia. Grupie czterech inżynierów przy pomocy inwestorów udało się zbudować całkowicie elektryczny samolot zwany VTOL, który potrafi wzbić się w powietrze całkowicie pionowo.

Elektryczny „odrzutowiec” wyposażony został w 36 silników, a każdy z nich zakończony jest swoim, niezależnym wirnikiem. Akumulatory, w które został wyposażony ten pojazd pozwalają na przebycie do 300 km z maksymalną prędkością sięgającą również 300 km/h. Jako że napęd pojazdu stanowią silniki elektryczne, problem hałasu został wyeliminowany, a podczas lotu VTOL nie emituje do atmosfery żadnych szkodliwych substancji.

W zamiarze założycieli początkowo VTOL miałby być wykorzystywany jako elektryczna taksówka, która dowiezie pasażerów w dowolne miejsce w znacznie krótszym czasie niż zwykły samochód. Projekt Lilium jest stosunkowo młody, powstał w 2015 roku. Wykonano już udane loty wersji dwuosobowej. A obecnie trwają prace nad rozwojem docelowej „taksówki”, która zdoła przewieść do 5 pasażerów. Zbudowanie pierwszego w pełni funkcjonalnego pojazdu planowane jest na 2019 rok, a możliwość zamówienia latającej taksówki przewidziane jest na 2025 rok.

 

Źródło: Lilium

Ilustracja: Lilium

 

 

Nowe technologie łączenia elementów karoserii

Taśma 3M

Użycie w konstrukcji pojazdów samochodowych różnych materiałów, takich jak stal, aluminium i kompozyty wymusza na producentach zmiany w sposobie projektowania i doborze technologii łączenia.

 Przeciętny użytkownik samochodu, który jeździ kilkuletnim samochodem osobowym nie wyobraża sobie, że części karoserii mogłyby być łączone klejem. Dotychczasowe spawy zastąpiła chemia, umożliwiając zastosowanie cieńszych blach oraz lekkich stopów i kompozytów, bezpośrednio wpływających na redukcję masy pojazdu.

Ten sam użytkownik, który klej kojarzy z dziecinnymi wycinankami i rozklejającymi się butami może mieć uzasadnione wątpliwości czy samochód, którym właśnie wyjechał z salonu, po paru latach nie rozpadnie się na części.

Żeby lepiej zrozumieć tajemnice związane z łączeniem, przyjrzyjmy się jednej z technologii łączenia elementów pojazdu i poznajmy najnowsze rozwiązania. Po klejach, które obecne są już od lat w motoryzacji, przyszedł czas na taśmy strukturalne.

Strukturalna taśma klejąca 3M SAT do połączeń zaginanych.

Zgodnie z tym co mówi Roman Kwitliński, Inżynier ds. Aplikacji w firmie 3M:

Klejenie jest technologią znaną w przemyśle motoryzacyjnym praktycznie od początku. Przez wiele lat było to głównie łączenie elementów wykończenia wnętrz, tapicerki, czy montaż części dekoracyjnych.

We współczesnych samochodach coraz częściej stosuje się klejenie strukturalne czyli takie, które w istotny sposób wpływa na funkcjonalność lub bezpieczeństwo użytkowania wyrobu. Konieczność użycia klejenia strukturalnego w dużej mierze wynika z wprowadzania do konstrukcji pojazdu materiałów takich jak metale lekkie, tworzywa sztuczne, czy ostatnio kompozyty, których często nie da się inaczej połączyć niż klejeniem. Od wielu lat do montażu stopek do lusterek samochodowych na przedniej szybie z powodzeniem stosowana jest hybrydowa taśma 3M SBT. Stopkę przykleja się w procesie produkcji szyb na zasadzie dwustronnej taśmy samoprzylepnej, następnie w procesie autoklawizacji w wysokiej temperaturze ulega ona utwardzeniu do znacznie wyższej wytrzymałości.

Po kilku latach opracowywania rozwiązań, związanych z klejeniem strukturalnym, firma 3M zaproponowała następcę kleju strukturalnego - taśmę strukturalną SAT do wzmacniania i usztywniania połączeń zaginanych blach na krawędziach drzwi i klap. Jest to jeden z obszarów, gdzie kleje strukturalne są już powszechnie używane i właśnie w tym miejscu, nowość na rynku - epoksydowa taśma strukturalna nowej generacji 3M  SAT sprawdzi się lepiej niż klasyczny klej, czy inne tradycyjne metody łączenia. Taśma pozwala na ciągłe, powtarzalne i równomierne wypełnienie połączenia, utwardzenie przebiega w trakcie suszenia farb w procesie lakierowania kataforetycznego.

- Krzysztof Kaczmarczyk, Inżynier ds. Aplikacji w firmie 3M, dodaje:

Zaletą taśmy 3M SAT jest możliwość pominięcia procesu oczyszczania i odtłuszczania łączonych elementów oraz jednoczesne wzmocnienie i uszczelnienie połączenia, co pozwala wyeliminować stosowanie zewnętrznych uszczelniaczy, które nie zawsze skutecznie zabezpieczają przed korozją. Dodatkowo nanoszeniem taśmy może się zająć robot.

Czy powinniśmy się bać, że samochody za kilka lat rozkleją się niczym stare buty?

Lata doświadczeń w tworzeniu zaawansowanych klejów i najnowsze technologie taśm powodują, że karoseria pojazdów może wytrzymać teraz znacznie dłużej. Ograniczenie spawania przez użycie systemów klejących to nie tylko oszczędność czasu i kosztów, ale również możliwość lepszego uszczelnienia i zabezpieczenia przed korozją.

 

 

Źródło: Informacja prasowa 

Ilustracja: Informacja prasowa

NOTE! This site uses cookies and similar technologies.

If you not change browser settings, you agree to it. Learn more

I understand