مساعد السرعة الذكي (ISA) - Intelligent Speed
Assistance
1. المقدمة ونظرة عامة
مساعد السرعة
الذكي (ISA) هو أحد أنظمة السلامة المتقدمة التي أصبحت
إلزامية في السيارات الجديدة بالاتحاد الأوروبي منذ عام 2022. يهدف إلى:
- منع
تجاوز السرعة عبر تحذير
السائق أو التدخل تلقائيًا.
- تحسين
السلامة المرورية حيث أن
السرعة الزائدة تُسبب 30% من الحوادث المميتة (وفقًا لمنظمة الصحة العالمية).
- التكامل
مع أنظمة أخرى مثل مثبت
السرعة التكيفي (ACC) وأنظمة
الملاحة.
أنواع ISA:
- النوع
التفاعلي (Informative ISA): يكتشف
السرعة الزائدة ويُصدر تنبيهات فقط.
- النوع
شبه التلقائي (Intervening ISA): يقلل
قوة المحرك أو ينشط المكابح إذا تجاهل السائق التحذير.
- النوع
التلقائي بالكامل (Mandatory ISA): يفرض
الحد الأقصى للسرعة دون تدخل السائق (نادر الاستخدام حاليا).
2. كيفية عمل النظام (التفصيل التقني)
يعتمد ISA على
ثلاث مراحل رئيسية:
أ. جمع
البيانات (Data Acquisition)
يستخدم النظام
مصادر متعددة لتحديد حد السرعة الحالي:
- الكاميرات
الأمامية:
- تقرأ علامات السرعة على الطريق باستخدام
تقنية التعرف
البصري على الحروف (OCR).
- تُعالج الصور عبر خوارزميات الذكاء
الاصطناعي لتمييز العلامات حتى في الظروف الجوية الصعبة.
- نظام
الملاحة GPS:
- يعتمد على قواعد بيانات خرائطية (مثل
HERE Technologies) التي تحتوي على حدود السرعة لكل طريق.
- يتم تحديث البيانات عبر اتصال الإنترنت (OTA Updates).
- الرادار/الليدار:
- يُستخدم لمراقبة حركة المرور المحيطة
وتعديل السرعة حسب الظروف (مثل الازدحام).
ب. معالجة
البيانات (Data Processing)
تتم في وحدة
التحكم الإلكترونية (ECU) المخصصة
للISA:
- مقارنة
السرعة: تقارن
ECU السرعة
الحالية (من حساسات العجلات) بحد السرعة المُكتشف.
- تقييم
السياق: تحسب الخوارزميات عوامل مثل:
- ميل الطريق (عبر
مستشعرات IMU).
- حالة الطقس (إذا كانت السيارة مزودة
بمستشعرات المطر).
- وجود مشاة (في المناطق الحضرية).
ج. التنفيذ (Actuation)
بناءً على
الإعدادات، يتخذ النظام أحد الإجراءات:
- التحذيرات:
- بصرية: ظهور
أيقونة حمراء على شاشة العدادات أو
HUD.
- صوتية: صفارة أو
رسالة صوتية.
- اهتزازية: اهتزاز
في عجلة القيادة أو المقعد.
- التدخل
التلقائي:
- تقليل عزم المحرك: عبر
إغلاق صمام الوقود جزئيًا.
- تنشيط المكابح: إذا كانت
السيارة مزودة بنظام فرامل كهربائية
(Brake-by-Wire).
3. متطلبات تركيب وتشغيل النظام
أ. المتطلبات
الفنية
- أجهزة الاستشعار:
- كاميرا بدقة 1.2 ميجابكسل على الأقل
(لتغطية نطاق 50 مترًا أمام السيارة).
- هوائي
GPS بدقة ±1 متر.
- البرمجيات:
- نظام تشغيل في الوقت الحقيقي (Real-Time OS) مثل AUTOSAR.
- خوارزميات تعلم آلي للتعرف على العلامات (مثل
YOLOv5 للكشف عن الأشياء).
- التكامل مع أنظمة السيارة:
- ناقل
CAN Bus لتبادل البيانات بين
ECU وأنظمة المحرك/المكابح.
ب. المتطلبات
التشريعية
- معايير Euro NCAP: يجب أن
يحصل النظام على تصنيف 5 نجوم.
- القوانين
الأوروبية (EU 2019/2144): إلزامية ISA في
جميع السيارات الجديدة اعتبارًا من يوليو 2022.
4. مكونات النظام الداخلية
أ. المكونات Hardware
- وحدة المعالجة المركزية (ECU):
- معالج متعدد النوى (مثل NXP S32G).
- ذاكرة
RAM لا تقل عن 2GB لتشغيل
الخوارزميات.
- أجهزة الاستشعار:
- الرادار:
(مثل
Continental ARS410) بعيد المدى (حتى 200 متر).
- الكاميرا:
(مثل
Mobileye EyeQ4) مع عدسة واسعة الزاوية.
- واجهة السائق:
- شاشة
LCD أو شاشة عرض أمامية
(HUD).
ب. المكونات Software
- خوارزمية
التعرف على العلامات:
- تستخدم الشبكات
العصبية التلافيفية (CNN).
- نظام
تحديد الأولويات:
- يُرجع حد السرعة الأكثر تحفظًا إذا اختلفت
المصادر (مثل وجود علامة سرعة مختلفة عن الخريطة).
5. تحديات النظام وحلولها
أ. التحديات
- العلامات الباهتة أو المغطاة:
- الحل: استخدام بيانات
GPS كبديل.
- الطرق غير المدرجة في الخرائط:
- الحل: الاعتماد على الكاميرا فقط مع وضع
"وضع التعلّم".
- تأخير الاستجابة
(Latency):
- الحل: استخدام معالجات Edge Computing لتقليل زمن المعالجة إلى <50 مللي ثانية.
ب. أمثلة
واقعية
- في سيارات فولفو: يعمل ISA مع
نظام Pilot Assist للحفاظ
على المسار والسرعة.
- في مرسيدس: يُظهر
حدود السرعة على شاشة AR HUD مع
تلوينها بالأحمر عند التجاوز.
6. مستقبل النظام
- التكامل مع البنية التحتية الذكية (V2I):
- ستتواصل السيارات مباشرة مع إشارات المرور
لمعرفة حدود السرعة ديناميكيًا.
- التخصيص حسب السائق:
- سيسمح النظام بضبط حساسية التحذيرات حسب
تفضيلات المستخدم (عبر تطبيق الهاتف).