Niewidzialny Pasażer. Kiedy Volkswagen przejmuje stery, ratując życie

Zima to ten moment w roku, kiedy marketingowe hasła o „radości z jazdy” zderzają się z brutalną fizyką i biologią. W sukurs przychodzi nam nowoczesna technologia. Jednak abyśmy mogli z niej korzystać w pełni, warto możliwie jak najlepiej ją zrozumieć.

Marznący deszcz, wcześnie zapadający zmrok i zmęczenie, które dopada nas szybciej niż zwykle. Właśnie teraz, bardziej niż kiedykolwiek, liczy się to, czego na pierwszy rzut oka nie widać. Volkswagen nazywa to parasolem technologicznym IQ.DRIVE, ale po analizie technicznej dokumentacji inżynieryjnej, w mojej głowie ukuło się inne określenie: Niewidzialny Pasażer. Ale taki, który w razie potrzeby wie co robić.

Współczesny krajobraz motoryzacyjny przechodzi jedną z najbardziej fundamentalnych transformacji w swojej historii. Przechodzimy z epoki bezpieczeństwa biernego – definiowanej przez strefy zgniotu, klatki bezpieczeństwa i pasywne systemy ochrony – do ery bezpieczeństwa aktywnego i predykcyjnego. W nomenklaturze inżynieryjnej koncernu Volkswagen ta nowa rzeczywistość realizowana jest pod szyldem IQ.DRIVE. Systemy takie jak Emergency Assist oraz Proactive Occupant Protection (Pre-Crash) nie są już jedynie prostymi układami wspomagającymi. Stanowią zaawansowaną warstwę cyfrowej świadomości pojazdu, działającą w tle i analizującą tysiące parametrów na sekundę.

Wzięliśmy pod lupę dwa systemy, które w modelach takich jak flagowy, elektryczny ID.7 (platforma MEB) czy popularny, nowy T-Roc (platforma MQB evo), którego niedawno miałem okazję bliżej poznać podczas pierwszych jazd testowych (o nich niebawem w odrębnym materiale), działają jak cyfrowy układ nerwowy. To one czuwają, gdy Ty przestajesz. I robią to w sposób znacznie bardziej skomplikowany, niż mogłoby się wydawać. Jednak ta komplikacja służy przede wszystkim skuteczności, odczarujmy nieco ten temat.

Ewolucja: od reakcji do predykcji

Historycznie systemy bezpieczeństwa były reaktywne. ABS reagował na poślizg koła, ESP na utratę stabilności toru jazdy, a poduszki powietrzne na fizyczne uderzenie. Nowa generacja systemów jest z natury proaktywna. „Niewidzialny Pasażer” to w istocie algorytm, który stale zadaje sobie dwa krytyczne pytania: „Czy kierowca jest przytomny?” oraz „Czy zderzenie jest nieuchronne?”.

Odpowiedź przecząca na pierwsze lub twierdząca na drugie uruchamia kaskadę zdarzeń, która ma na celu uratowanie życia nie tylko pasażerów, ale i osób postronnych. Co ciekawe, technologie te, niegdyś zarezerwowane dla limuzyn pokroju Phaetona, dziś trafiły do segmentu kompaktowego, choć ich poziom zaawansowania różni się w zależności od platformy. To też warto wiedzieć, by być świadomym, czym w istocie dysponujemy.

VW ID.7 Pro S (fot. Dariusz Hałas / iMagazine.pl)

Oczy i uszy systemu, czyli sensorfuzja w praktyce

Aby zrozumieć, jak Volkswagen podejmuje decyzję o autonomicznym hamowaniu czy dociągnięciu pasów, musimy zajrzeć w jego „zmysły”. W inżynierii systemów ADAS kluczem jest sensorfuzja – proces łączenia danych z wielu niezależnych czujników w jeden spójny obraz rzeczywistości przetwarzany przez algorytm decyzyjny danego systemu. Pojedynczy sensor może się mylić, ale system oparty na fuzji posiada redundancję niezbędną do podejmowania adekwatnych decyzji. Trudno o uproszczone podejście, decyzje podejmowane przez systemy w transporcie to kwestia życia i śmierci.

Przedni radar dalekiego zasięgu (Long-Range Radar) to fundament systemów Front Assist i ACC (adaptacyjnego tempomatu). Emituje wiązki fal milimetrowych (częstotliwość 77 GHz), które dzięki efektowi Dopplera precyzyjnie określają nie tylko odległość, ale przede wszystkim prędkość względną obiektów. To pozwala systemowi odróżnić stojący samochód od jadącego i wykryć gwałtowne hamowanie poprzedzającego pojazdu znacznie szybciej niż ludzkie oko. W modelach spalinowych jak T-Roc radar ten często ukryty jest za emblematem na grillu lub w dolnej części zderzaka, natomiast w elektrycznym ID.7 znajduje się za gładkim panelem przednim.

Tu jednak pojawia się zimowe wyzwanie. Analiza materiałów serwisowych wskazuje, iż radary te bywają podatne na „oślepienie” przez mokry śnieg i lód. Gdy radar „oślepnie”, ACC i zaawansowane funkcje Emergency Assist mogą przejść w tryb awaryjny. To brutalne przypomnienie, iż choćby najbardziej zaawansowany algorytm przegra z warstwą zamarzniętego błota. Dla nas to dodatkowa motywacja do tego, by przed podróżą, a także w jej trakcie, zadbać nie tylko o szyby czy reflektory, ale także by oczyścić panele sensorów nowoczesnych systemów. Radar działa szybciej niż ty myślisz, ignorowanie tego faktu się po prostu nie opłaca.

Kolejnym istotnym elementem wspomnianej fuzji sensorów jest kamera wielofunkcyjna (MFC) zlokalizowana najczęsciej w podstawie lusterka wstecznego, kamera „widzi” świat w spektrum optycznym. Odpowiada za wykrywanie linii (niezbędne dla Lane Assist), rozpoznawanie znaków i klasyfikację obiektów – odróżnia pieszego od słupka. W systemie Emergency Assist jest kluczowa do utrzymania pojazdu na pasie podczas awaryjnego hamowania. Jej ograniczeniem jest widoczność – ulewa, gęsta mgła czy brak pasów na jezdni mogą ją „wyłączyć”, chyba że… system korzysta z danych roju, o czym za chwilę.

Następny element czyli radary narożne i Side Assist. To tutaj nastąpił największy postęp widoczny zarówno w ID.7 czy nowym T-Rocu. Tylne radary o zasięgu do 70 metrów monitorują strefę martwego pola i obszar za pojazdem. Są one krytyczne dla dwóch funkcji. Po pierwsze, dla systemu Pre-Crash, pozwalając wykryć pojazd zbliżający się z tyłu z dużą prędkością (ryzyko najechania). Po drugie, są niezbędne dla funkcji automatycznej zmiany pasa ruchu (Lane Change) w ramach Emergency Assist. Aby system mógł podjąć decyzję o zjeździe na pobocze („pull over”), musi mieć 100% pewności, iż pas obok jest wolny.

To wciąż nie wszystko. Ważne jest też działanie tego krążka, które trzymasz prowadząc auto. Kierownica pojemnościowa w nowoczesnych Volkswagenach to pierwszy punkt kontaktu W starszych modelach system wykrywał ręce na kierownicy poprzez analizę mikroruchów (momentu obrotowego), co wymagało od kierowcy ciągłego, lekkiego „siłowania się” z układem. Nowe modele (ID.7, czy VW T-Roc z Travel Assist) korzystają z kierownicy pojemnościowej. Pod poszyciem wieńca znajduje się mata czujnikowa wykrywająca samą zmianę pojemności elektrycznej przy dotyku. jeżeli kierownica nie wykrywa dłoni przez 10-15 sekund, system rozpoczyna procedurę alarmową. Acha, butelka, czy triki z pomarańczami, czy innymi owocami, znane z social mediów, nie zadziałają. Musisz dotknąć, udowodnić dotykiem, iż żyjesz, funkcjonujesz i działasz. W przeciwnym razie zaczyna się dziać naprawdę wiele.

Anatomia interwencji Emergency Assist

Działanie systemu Emergency Assist to precyzyjnie zaprogramowany algorytm, tzw. drabina eskalacji. Celem nadrzędnym jest zawsze przywrócenie kontroli kierowcy. Autonomiczne zatrzymanie to ostateczność.

Faza 1: ostrzeganie i weryfikacja. Gdy system wykryje brak rąk na kierownicy, zaczyna delikatnie. Na Digital Cockpit pojawia się biały, a potem czerwony komunikat nakłaniający kierowcę do przejęcia kontroli nad pojazdem, wsparty narastającym sygnałem akustycznym.

Faza 2: fizyczne wybudzanie. jeżeli audiowizualne prośby zawiodą, Volkswagen przechodzi do rękoczynów. To unikalna cecha tych systemów – układ hamulcowy generuje serię krótkich, gwałtownych przyhamowań. I są one naprawdę dość gwałtowne. To absolutnie nie jest płynne zwolnienie, raczej kinetyczny wstrząs, który ma obudzić kierowcę z mikrosnu lub omdlenia. W niektórych wersjach towarzyszy temu gwałtowne dociągnięcie pasów bezpieczeństwa (zależy od modelu i wersji wyposażenia).

Faza 3: przejęcie kontroli. Czyli awaryjne zatrzymanie (The Emergency Stop). jeżeli pomimo sygnałów wizualnych i akustycznych oraz po „szarpnięciach” kierowca przez cały czas nie reaguje, system uznaje go za niezdolnego do jazdy. W tym momencie „Niewidzialny Pasażer” przejmuje władzę. Włącza światła awaryjne, trąbi klaksonem (by ostrzec innych kierowców o nietypowym zachowaniu) i rozpoczyna hamowanie, utrzymując auto na pasie ruchu. Pojazd może choćby wykonywać delikatne wężykowanie w obrębie pasa, by dodatkowo zasygnalizować otoczeniu problem. Po zatrzymaniu włącza hamulec postojowy, odryglowuje drzwi, zapala światło wewnątrz i inicjuje połączenie eCall ze służbami ratunkowymi.

Emergency Assist vs Emergency Assist

Działanie opisywanego systemu może się subtelnie różnić zależnie do modelu i platformy na jakiej ów model powstał. Pamiętajmy, iż platforma definiuje tak naprawdę potencjał technologiczny wozu. O ile powyżej opisane fazy jak najbardziej zaistnieją w podobnej sytuacji w wielu niekoniecznie najnowszych Volkswagenach z systemem Travel Assist na pokładzie, o tyle np. w VW ID.7 podobna sytuacja wywoła jeszcze jeden etap, manewr Pull Over.

W tym manewrze widać pewną przewagę platformy MEB w ID.7 oraz najnowszych wersji MQB evo w T-Rocu (po liftingu). jeżeli system (dzięki tylnym radarom) wie, iż jest na autostradzie, a prawy pas lub pobocze są wolne, nie zatrzyma się na środku drogi. Samodzielnie włączy kierunkowskaz i zjedzie na bezpieczniejszą pozycję. To gigantyczna różnica w bezpieczeństwie – usunięcie zatrzymującego się pojazdu z lewego pasa drastycznie zmniejsza ryzyko karambolu. Warunkiem jest jednak posiadanie pełnego pakietu Travel Assist i Side Assist oraz prędkość zwykle powyżej 90 km/h.

Dane Roju

Wspominałem o tym wcześniej, iż w pewnych sytuacjach, gdy sensoryka lokalnie otrzymuje zbyt mało danych z otoczenia lub są one niepełne, najnowsze modele Volkswagena potrafią czerpać z jeszcze jednego źródła.

Dane Roju (Swarm Data) to inteligencja zbiorowa, czy też – jak kto woli – kolektywna. Na przykład w modelu ID.7 (ale również i w wielu innych Volkswagenach, jak np. w najnowszych T-Rocach przy odpowiednio wysokim poziomie wyposażenia) system korzysta z anonimowych danych zbieranych z tysięcy innych Volkswagenów. Dzięki temu Emergency Assist potrafi utrzymać auto na pasie choćby tam, gdzie brakuje jednej z linii (np. na drogach krajowych bez linii środkowej), „ucząc się” toru jazdy od innych aut, które przejeżdżały tą trasą.

Pre-Crash: fizyka i biomechanika „uścisku”

Podczas gdy Emergency Assist próbuje zapobiec wypadkowi, system Proactive Occupant Protection (Pre-Crash) działa w scenariuszu, gdzie zderzenie jest niemal nieuchronne. Jego zadaniem jest przygotowanie fizyki ciał pasażerów na ekstremalne przeciążenia.

Algorytmy monitorują dwa wektory zagrożeń. Pierwszy to dynamika własna – system wykrywa „paniczne” hamowanie (gwałtowny wzrost ciśnienia w układzie hamulcowym) lub utratę stabilności (nadsterowność/podsterowność poprzez ESC). Drugi wektor to zagrożenie zewnętrzne (Rear-End) – radary tylne wykrywają obiekt zbliżający się z tyłu z dużą różnicą prędkości, co sugeruje najechanie.

Wówczas w trakcie milisekund zapada mnóstwo decyzji, przyjrzymy się im bliżej:

• Odwracalne napinanie pasów: to jeszcze nie pirotechnika. Silniki elektryczne w zwijaczach (nie mylić z pirotechnicznymi napinaczami działającymi podczas uderzenia) gwałtownie cofają pas, kasując luz wynikający np. z grubych ubrań (mamy wszak zimę). Kierowca i pasażerowie zostają niejako „przyklejeni” do fotela. To najważniejsze biomechanicznie – w momencie uderzenia ciało jest w optymalnej pozycji względem poduszki powietrznej, a proces wytracania prędkości (ride-down) zaczyna się wcześniej, co chroni klatkę piersiową.
• Domykanie: system domyka szyby i dach panoramiczny, zostawiając minimalną szczelinę. Dlaczego nie do końca? Chodzi o fizykę wybuchu poduszek. Pozostawienie szpary pozwala na wyrównanie skoku ciśnienia w kabinie, chroniąc bębenki w uszach pasażerów. Jednocześnie domknięta szyba stanowi niezbędne oparcie dla rozwijającej się kurtyny powietrznej – przy otwartym oknie kurtyna mogłaby wypaść na zewnątrz, tracąc skuteczność.
• Sygnalizacja: w przypadku zagrożenia najechania na tył, tylne światła awaryjne zaczynają migać z wysoką częstotliwością, by „obudzić” kierowcę jadącego za nami.

Wybierz mądrze

Wybierając wersję wyposażenia swojego Volkswagena warto mieć na uwadze, iż odpowiednio wysoki poziom, to nie tylko np. więcej wygód, lepsze materiały wykończeniowe czy np. pełniejszy system audio, ale też bardziej rozbudowane systemy bezpieczeństwa. Wiele również zależy od konkretnego modelu. W przypadku wyżej pozycjonowanych modeli (jak np. wspomniany VW ID.7 zbudowany na platformie MEB), Emergency Assist jest standardem i zawsze uwzględnia również manewr Pull Over (bezpiecznego zjechania na pobocze).

Z kolei w mniejszym (i tańszym) VW T-Rocu (MQB evo) sytuacja jest bardziej zniuansowana. Emergency Assist jest standardem od wersji Life. Bazowa wersja Trend go nie posiada, oferując jedynie podstawowy Front Assist. To kluczowa informacja dla kupującego – oszczędność na wersji wyposażenia oznacza tu rezygnację z „cyfrowego anioła stróża”. Co więcej, system Pre-Crash w T-Rocu często jest elementem płatnego Pakietu Tech lub opcją, choćby w wyższych wersjach. Radar w T-Rocu, umieszczony za logo na grillu, bywa wrażliwy na gęsty, mokry śnieg, o czym również warto pamiętać.

Przyszłość jest już za rogiem

Volkswagen nie stoi w miejscu. Partnerstwo z Mobileye i Valeo zapowiada wprowadzenie systemów opartych na procesorach EyeQ6 High, które umożliwią automatyzację poziomu 2+. Oznacza to jeszcze płynniejsze działanie Emergency Assist, detekcję 360 stopni i potencjalnie jazdę „bez użycia rąk” w określonych strefach. Scentralizowana jednostka sterująca zastąpi wiele obecnych sterowników, drastycznie skracając czas reakcji.

Wnioski: zaufanie ograniczone fizyką

Systemy Emergency Assist i Pre-Crash to jedne z najbardziej zaawansowanych rozwiązań w klasie popularnej. Nie są jednak nieomylne. Zima bezlitośnie weryfikuje czystość sensorów – komunikat o „braku widoczności” należy traktować poważnie, bo oznacza deaktywację systemów ratunkowych.

Niemniej, świadomość, iż w sytuacjach granicznych – gdy my zawiedziemy biologicznie lub fizyka wymknie się spod kontroli – samochód posiada procedury ratunkowe, daje ogromny komfort psychiczny. Dociągnięcie pasów, domknięcie okien czy autonomiczny zjazd na pobocze to konkretne, fizyczne działania, które mogą decydować o przeżyciu. W modelach ID.7 i nowym T-Rocu, samochód przestaje być tylko maszyną. Staje się partnerem, który w sytuacji krytycznej ma nie tylko prawo, ale i cyfrowy obowiązek przejąć stery. Na koniec, mając na uwadze, iż obraz jest wart więcej niż 1000 słów proponuję krótki klip pokazujący działanie Emergency Assist:

Materiał powstał we współpracy z marką Volkswagen

Jeśli artykuł Niewidzialny Pasażer. Kiedy Volkswagen przejmuje stery, ratując życie nie wygląda prawidłowo w Twoim czytniku RSS, to zobacz go na iMagazine.