النظم المتقدمة لمساعدة السائق Advanced driver assistance systems (ADAS)

النظم المتقدمة لمساعدة السائق

Advanced driver assistance systems (ADAS)

تلك الأنظمة الغرض من وجودها بالسيارة هي مساعدة السائق في قيادة السيارة. بهدف زيادة الأمان بالنسبة للسيارة بشكل أساسي والطريق بشكل عام. وكذلك راحة السائق والركاب, وتوفير الوقود والمحافظة على البيئة:

- نظام الملاحة بالسيارة In-vehicle Navigation System (Automotive Navigation System):

هو نظام ملاحة بالأقمار الصناعية مصمم للاستخدام بالسيارات. وهو يستخدم جهاز النظام العالمي لتحديد الموقع GPS للحصول على بيانات تحديد موقع المستخدم على الطريق باستخدام قاعدة بيانات الوحدة. الوحدة تعطي ايضا مواقع وبيان طرق الوصول إلى أماكن واقعة بالمسار. بعض الأنظمة الحديثة تستقبل وتبين معلومات حالة الطريق المرورية وتعطي اقتراحات لطرق بديلة أقل ازدحام. ويمكن عن طريق قاعدة البيانات الحصول على مواقع عن طريق العنوان, أو الاحداثيات, وكذلك تحديد الأماكن ذات الاهتمام لدي العامة مثل المحلات والمطاعم ومحطات البنزين والبنوك والشركات, والأماكن العامة لركن السيارات ...... الخ.

- نظام مثبت السرعة (التحكم في سرعة السير) القابل للتكيف Adaptive Cruise Control (ACC):

وهو يأتي تحت مسميات عدة حسب الشركة الصانعة كالتحكم الفعال في سرعة السير active cruise control (ACC), التحكم الذكي في سرعة السيرintelligent cruise control , ونظام التحكم بالرادار في سرعة السير adaptive or radar cruise control, أو النظام المستقل للتحكم في السير autonomous cruise control وهو من الانظمة الاختيارية للتحكم في السيارة, الذي يقوم ذاتيا بضبط سرعة السيارة مع الإبقاء على مسافة أمنة بين السيارة والسيارة التي أمامها. يقوم النظام بالعمل عن طريق معلومات من حساس مركب بالسيارة. وهو عبارة عن حساس يعمل بالرادار متصل بوحدة التحكم الإليكترونية بالسيارة والتي تقوم بإبطاء السيارة وإيقافها عند الضرورة دون تدخل السائق.

- نظام تحذير تغيير (مغادرة) المسار Lane Departure Warning System (LDWS):

هو نظام لتحذير السائق عندما تخرج (تغادر) السيارة عن المسار (الحارة المرورية) الذي تسير فيها (إلا في حالة تشغيل إشارة التحويد (تغيير الاتجاه) في اتجاه الخروج). الغرض من ذلك النظام تقليل الحوادث الناجمة من التصادم بسبب خطأ السائق, عدم الانتباه, التشتت, والنعاس.

- نظام المساعدة لتغيير (مغادرة) المسار Lane Change Assistant (LCA), Blind Spot Detection:

هذا النظام يعمل باستمرار لمراقبة النقاط الخلفية الغير مرئية على جانبي السيارة باستخدام عدد 2 رادار متواجدان عند الحافتان الخلفيتان للسيارة. يقوم النظام بتحذير السائق في حالة أن تغيير المسار غير آمن في تلك اللحظة.

- نظام تجنب التصادم Collision Avoidance System (CAS):

هو نظام أمان للسيارة مصمم للحد من حجم الحادثة. وله العديد من الاسماء فيطلق عليه نظام سبق الحادثة pre-crash system , نظام تحذير التصادم الأمامي forward collision warning system أو نظام تخفيف الاصطدام collision mitigating system, وهو يعمل عن طريق الرادار وأحيانا الليزر وحساسات الرؤية لتجنب الحوادث الوشيكة. وهو يستخدم نظام التحكم بمثبت السرعة القبل للتكيف ACC. عند احساس الحساسات بأن السيارة تقترب من السيارة التي أمامها بمعدل عالي, يقوم النظام بتحذير السائق عن طريق تحذير صوتي أو وميض ضوئي باللوحة العدادات. في حالة عدم استجابة السائق واستمرار الاقتراب من السيارة التي بالأمام بنفس المعدل, وعند الاستشعار بأن هناك حالة تصادم لا يمكن تفاديها فيقوم النظام بتفعيل الفرامل حتى يقلل من قوة الحادثة. وفي نفس الوقت يقوم النظام بضبط شد حزام الأمان, ضبط مساند الرأس, غلق النوافذ التي تعمل بالكهرباء والسطح المتحرك وذلك لتقليل أثر الحادثة عند التصادم.

- موائم السرعة الذكي (نظام طرح حلول/ مساعد السرعة الذكي) Intelligent Speed Adaptation, Intelligent Speed Advice or Assistance (ISA):

هذا النظام يعرف بمساعد السرعة الذكي, ونظام تحذير السرعة, هو يقوم بصفة دائمة بمراقبة سرعة السيارة وحد السرعة القصوى المسموح به على الطريق الذي تسيير به السيارة ثم يقوم بالتدخل عندما يتبين أن السيارة تعدت ذلك الحد المسموح. النظام أما أن يقوم بتحذير السائق (التدخل السلبي) أو أن يأخذ زمام المبادرة ويعمل ذاتيا على تقليل سرعة السيارة (التدخل الإيجابي).

- نظام الرؤية الليلية Night Vision:

هو نظام يزيد من مقدرة سائق السيارة للرؤية الليلية أو في الأجواء الصعبة والتي لا يمكن رؤيتها عن طريق الأنوار العالية للسيارة. يستخدم النظام حساسات الأشعة تحت الحمراء للكشف عن صور الأجسام التي من الصعب رؤيتها في عدم توفر الضوء الكافي للرؤية. النظام السلبي يستخدم آلات تصوير حرارية للحصول على صور ناجمة من الحرارة المنبعثة من الجسم, حسب درجة حرارته. النظام الموجب يستخدم مصدر للأشعة فوق الحمراء لتنعكس من الاجسام أمام السيارة وتقوم حساسات للأشعة فوق الحمراء بتسجيلها وعرضها.

- نظام التحكم الموائم للإضاءة :Adaptive Light Control (ALC)

نظم الإضاءة الأمامية الموائم يقوم بضبط شدة الإضاءة المنبعثة من الكشافات الأمامية لتوائم الحالات المختلفة للقيادة. معظم تلك النظم تؤدي واحد أو أكثر من العمليات التالية:

- يضبط توجيه الأنوار الأمامية لمتابعة انحناءات الطريق, ويتم ذلك عن طريق تجميع معلومات من حساس سرعة السيارة, حساس وضع عجلة القيادة, حساس مقدار دوران السيارة حول محورها الرأسي.
- يوجه شعاع النور عند التقاطعات حسب نية توجيه السيارة.
- يتغير الضوء من النور العالي للمنخفض بشكل تلقائي حسب حالة الطريق من أمطار, ضباب, وجود سيارة في الاتجاه المقابل.... الخ.
- رفع وخفض الأنوار العالية Automatic Head lamp Leveling Control, يقوم النظام برفع اتجاه اشعة الانوار الأمامية في الحالات التالية:

- عند السرعات العالية ويخفضها ذاتيا عند السرعات البطيئة, لموائمة الحركة داخل وخارج المدن.
-عند صعود ونزول طريق مائل, يخفض الشعاع عند صعود طريق مائل ويخفض عن نزول الطريق المائل.
- تغيير ارتفاع الأنوار عند تغيير توزيع الاحمال, مثل تحميل السيارة بالأشخاص أو العتاد والمعدات, أو أثناء التعجيل أو التباطء, أو السير على طرق بها ارتفاعات ومنخفضات. ويقوم النظام بتوفير الإضاءة اللازمة للتغلب على تلك الظروف. هناك نوعين من ذلك التحكم, تحكم أستاتيكي وتحكم ديناميكي. النظام الاستاتيكي: يقوم بتعديل توزيع الاحمال فقط, حيث يقوم بحسب زاوية ميل السيارة عن طريق معلومات من حساسات المحاور, ويقوم بضبط الأنوار الأمامية لتتناسب مع زاوية ميل السيارة. النظام الديناميكي: يعدل ارتفاع الضوء الأمامي مع تغيير الوزن وكذلك التسارع والتباطء

معظم تلك الأنظمة تستخدم موتور كهربائي لضبط اتجاه الأنوار الامامية. بعض الأنظمة تعمد على إضاءة مصادر أخرى للأنوار بأماكن واتجاهات مختلفة أو استخدام عواكس لتوجيه الأشعة. ومعظم تلك الأنظمة يضاف عليها إضاءة جانبية, والتي تضاء ذاتيا عند سرعات أعلى من 70 كم/ ساعة, ولتحسين الرؤيا بالقرب من جانب السيارة والتي تكون ذات أهمية في الملفات الحادة والضيقة.

- نظام حماية المشاة Pedestrian Protection System:

عند سرعات أقل من 25 كم/ساعة (داخل المدينة) يقوم النظام بالعمل عن طريق حساسات والآت التصوير واستخدام الحاسب في التعرف على المشاة واتجاه حركتهم وتنبيه السائق صوتيا بعبور أو احتمال تواجدهم أمام السيارة.

- صف السيارة (الركن) الذاتي Automatic Parking:

هو نظام ذاتي لركن السيارة, ركن السيارة بشكل موازي, عمودي, أو مائل على الطريق. والغرض من استعمال ذلك النظام بالسيارة هو زيادة راحة السائق وعدم المساس بجسم السيارة أو السيارات الراكنة, مع ضمان ركنها في المكان بشكل سليم بحيث لا تتعرض للخبط. مناورة الركن تتم عن طريق تحكم منسق بين زاوية التوجيه والسرعة والتي تأخذ في الاعتبار الوضع الفعلي للمكان لضمان عدم التصادم مع السيارات المتواجدة بالمكان المتاح.

التعرف على إشارات (علامات) المرور Traffic Sign Recognition (TSR):

هي تقنية تجعل السيارة تتعرف على إشارات المرور الموجودة على الطريق, مثل الحد الأقصى للسرعة, أو علامة عبور مشاة, أو مدارس, أو عبور قطار وخلافه. هذا النظام هو واحد من ضمن مجموعة الأنظمة المتقدمة لمساعدة السائق. يعمل النظام عن طريق الة تصوير بالسيارة تلتقط صور الإشارات حيث يتم التعرف عليها عن طريق برنامج بحاسب السيارة. النظام الحالي يقوم بالتعرف على الاشارات ويعرضها للسائق على لوحة العدادات لتنبيه السائق لوجوب إتباعها على ذلك الجزء من الطريق. ويمكن تطوير ذلك النظام بحيث يقوم النظام بمشاركة تلك المعلومات مع أنظمة أخرى بالسيارة مثل نظام مثبت السرعة الذاتي وأنظمة السلامة.

- التعرف على المنطقة الغير مرئية Blind Spot Detection:

المنطقة الغير مرئية (وتترجم في كثير من الكتب العربية بالمنطقة العمياء) للسيارة, وهي المساحة حول السيارة التي لا يمكن للسائق رؤيتها مباشرة عند القيادة. مدى الرؤية للسائق هو أقصى مسافة يمكن له رؤيتها والتعرف على الأشياء المحيطة بالسيارة. ويتحدد مدى الرؤية بحالة الجو و تصميم السيارة, كما تتأثر الرؤية بالزجاج أمامي, لوحة العدادات, والأعمدة الجانبية.

سائق السيارة يعتمد على مرآة الرؤية الخلفية, والمرايا الجانبية لرؤية السيارات القادمة من الخلف. ولكن هناك منطقة على جانبي السيارة على الخلف قليلا تكون في خارج نطاق مدى الرؤية لهذه المرايا. ويطلق عليها المنطقة الغير مرئية. وهي المسئولة عن مائة الالاف من حوادث التصادم التي تحدث كل عام نتيجة محاولة تغيير المسار lane change.

وللتغلب على ذلك يتم استخدام رادار أو حساسات الشكل image sensors لمراقبة المناطق الغير مرئية للسيارة وتحذير السائق عند تواجد سيارة أخرى بتلك المنطقة. وهو يتم في الغالب عن طريق تحذير صوتي أو تحذير مرئي كضوء أصفر أو أحمر على المرايا الجانبية أو بالقرب منها, إشارات التحذير تلك تظهر عند تواجد سيارة في تلك المنطقة خاصة بالجانب الخلفي للسيارة. وهناك من الأنظمة التي تعمل على هز عجلة القيادة أو مقعد السائق في حالة إعطاءه اشارة للانعطاف ويكون هناك سيارة قادمة بالمنطقة الغير مرئية بذلك الجانب.

بالسيارات موديل 2011 تم إضافة نظام يسمى نظام التدخل للمنطقة الغير مرئية Blind Spot Intervention (BSI) . فبالإضافة إلى تحذير السائق بوجود سيارة بالمنطقة الغير مرئية, فإن النظام يقوم بالعمل لمنع السيارة من تغيير المسار في حالة احتمال حدوث تصادم من سيارة قادمة من الجانب الخلفي, فيقوم النظام بعمل فرملة خفيفة للعجلات في الجانب الأخر لإعادة السيارة إلى المسار الأصلي.

هناك العديد من أجهزة مراقبة المنطقة الغير مرئية, العديد منها يعتمد على عدة ألات تصوير تقوم بتصوير جوانب السيارة وتبين السيارة والمنطقة المحيطة بها على شاشة عرض ذلك على لوحة العدادات (التابلوة). هذا النظام قام يعتبر بديل للمرايا الجانبية ومرآة الرؤية الخلفية, كما إنه يقوم بإظهار كل المناطق الغير مرئية المحيطة بالسيارة.

- نظام التحذير عند الرجوع للخلف Backup Warning System:

هذا النظام يعمل عن طريق الرادار أو نظام إرسال واستقبال موجات فوق الصوتية. مثبت بالسيارة من الخلف بغرض الكشف على أي جسم في طريق حركة السيرة للخلف. نظام الكشف هذا متصل مع أنوار الرجوع للخلف وهو يعمل فقط في حالة عندما تكون السيارة في النقلة الخلفية. وعند اكتشاف أن هناك جسم متواجد في مسار السيارة بالخلف وعلى مقربة منها يقوم النظام بتحذير السائق صوتيا أو عن طريق لمبة بلوحة العدادات أو المرآة الرؤية الخلفية.
هناك أنظمة بها الة تصوير خلفية لتحديد وبيان الجسم المتواجد خلف السيارة المتحركة للخلف. وتظهر الصورة مباشرة على شاشة عرض أو على مرآة الرؤية الخلفية. هذا ويقوم النظام بالتعرف على الأجسام الثابتة والكائنات المتحركة.

- نظام الكشف على نعاس/ يقظة السائق Driver Alertness Monitoring Driver Drowsiness Detection, :

هذا النظام يعمل على منع الحوادث الناجمة من نعاس السائق أثناء القيادة. هناك عدة من تلك الأنظمة بالأسواق أو في مرحلة التطوير. تقوم تلك الأنظمة بمراقبة وضع وتصرفات القيادة للسائق وتقوم بإرسال تحذير أو تتولي مسئولية القيادة في حالة عدم الاستجابة. المعلومات المستخدمة والتي يعتمد عليها النظام في بعض السيارات تأتي من نظام تحذير الخروج عن المسار Lane Departure Warning System (LDWS) والتي تستخدم في منظومة تتبع يقظة السائق. بعض تلك الأنظمة تراقب معدل حركة الجفون للسائق, وتقوم الأنظمة الأخرى مراقبة حركة الرأس (السقوط أو التدلي). أو في الأنظمة تحت التطوير تراقب تعبير وجه السائق. وهذه الأجهزة تستخدم آلات تصوير مركبة أمام وجه السائق (بمرآة الرؤية الخلفية). وبعض تلك الأنظمة تراقب أيضا حركة عجلة القيادة وبدلات السيارة, لاتخاذ قرار التدخل لتحذير وإيقاظ السائق.

- نظام التخاطب بين السيارات Vehicular Communication Systems:

هو عبارة عن شبكة اتصالات تصل المركبات والوحدات المرورية على جانب الطريق, وتزود بعضها البعض بالمعلومات, مثل تحذيرات السلامة ومعلومات عن حركة المرور. وهو كنظام تعاوني يمكن أن يكون أكثر فاعلية في تجنب الحوادث والاختناقات المرورية بطريقة أفضل من محاولة أن تقوم كل مركبة بحل المشكلة بطريقة فردية. ومع أن النظام مصمم بغرض تحسين السلامة, فإن هناك عدة مميزات أخرى مثل التعريف بالطرق البديلة للطرق المزدحمة وذلك عن طريق المعلومات الواقعية المتبادلة. هذا سوف يؤدي إلى توفير الوقت والوقود الذي يكون له تأثير كبير على الاقتصاد والبيئة.

- نظام التحكم في نزول المنحدر Hill Descent Control (HDC):

كما يطلق عليه أيضا Hill Mode Descent Control, Downhill Speed Regulation (DSR). هذا النظام يسمح بتحكم سلس عند نزول المنحدرات على الطرق والمناطق الوعرة من دون حاجة السائق للقيام باستخدام الفرامل. عند هبوط السيارة المنحدر سوف يقوم نظام منع غلق العجلات بالتحكم في سرعة كل عجلة على حدة. وهو يعمل في حالة تسارع السيارة بدون تدخل من السائق, وعليه سيقوم النظام بتشغيل الفرامل للتحكم في السرعة المطلوبة للنزول. نظام التحكم في السير cruise control سيقوم بضبط السرعة على السرعة المناسبة . ويتم فصل النظام عندما يقوم السائق بالضغط على بدال الوقود (التسارع) أو بدال البنزين. يفعل النظام عن طريق ضغط السائق على مفتاح موجود في متناول يداه, ولا يعمل ذلك النظام ذاتيا عند نزول المنحدرات.

بعض السيارات تستخدم التحكم في خانق المحرك أو نظام نقل الحركة (استخدام النقلة الأولى أو الثانية) لعمل فرملة للسيارة بدلا من استخدام الفرامل.

- صوت التحذير للمركبات الكهربائية Electric Vehicle Warning Sound, Virtual Engine Sound System (VESS) :

الصوت التحذيري للسيارات الكهربائية عبارة عن مجموعة أصوت مصممة لتحذير المشاة لوجود سيارة تسير بالكهرباء, كالسيارة المهجنة أو السيارات (HEVs) التي تشحن من مصدر كهربائي plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) , أو السيارات الكهربائية all-electric vehicles (EVs), والتي تسير في مدى السرعات البطيئة. حيث تلك السيارات تصدر ضوضاء أقل من سيارات محركات الاحتراق الداخلي Internal Combustion Engine (ICE) التقليدية, والتي تجعل من الصعوبة على المشاة, والأخرين من الانتباه إلى وجود تلك السيارات, خاصة عن السرعات أقل من 30 كم/ساعة والتي تكون غالبا داخل المدن مما يجعل الضوضاء بالخلفية تغطي على صوت الإطارات الضئيل.

ويطلق على هذا الصوت "نظام الصوت التصوري للمحرك Virtual Engine Sound System (VESS)", الذي يصدر صوت اصطناعي مشابه لصوت السيارات التقليدية.