Razem z partnerami Tatra Trucks opracowuje i testuje nowy model Force ze systemem zautomatyzowanego sterowania ciężarówką

Oprócz opracowywania i produkcji standardowych modeli samochodów, kopřivnicka firma Tatra Trucks opracowuje alternatywne napędy i inne nowoczesne technologie dla pojazdów użytkowych. Dlatego wraz ze swoimi partnerami brała także udział w badaniach z zakresu zautomatyzowanego sterowania pojazdami i rozwoju niezbędnego oprogramowania.
Opracowanie automatycznego sterowania samochodami marki Tatra w trzech fazach
Na poligonie Tatra Trucks można obecnie zobaczyć samochód Force, w którym kierowca podczas przejazdów nie siedzi w kabinie, ale autem steruje operator za pomocą pilota. Jest to prototypowy pojazd z funkcją zautomatyzowanej jazdy (AD). Projekt temn został podzielony na trzy fazy, z których pierwsza znajduje się obecnie w toku, obejmując walidację systemów. Ostatecznym celem projektu jest przygotowanie ciężarówki wyposażonej w zautomatyzowane sterowanie poziomu 3, która będzie mogła poruszać się autonomicznie. Prototyp ze zdalnym sterowaniem, będący obecnie w fazie testów, jest prototypem pojazdu, który może znaleźć zastosowanie w jednostkach ratowniczych oraz w przemyśle.
Pierwsza faza projektu obejmuje integrację czujników z pojazdem oraz uruchomienie asystenta skrętu i pasywnego asystenta zmiany pasa ruchu. W drugiej fazie pojazd zostanie wyposażony w Lidar służący do informacyjnego wykrywania przeszkód. W trzeciej fazie czujniki będą zaś wykorzystywać zaimplementowany interfejs programowy i sprzętowy do samodzielnego kierowania pojazdem, kontrolowania prędkości jazdy, pracy silnika czy funkcji skrzyni biegów i układu hamulcowego itp. Umożliwią to również inne zaawansowane systemy wspomagania (ADAS – Advanced Driver Assistance Systems) do uruchomienia jako adaptacyjny tempomat, asystent hamowania awaryjnego, asystent zmiany pasa ruchu i inne.
Prototyp od samego początku był opracowywany z myślą o zastosowaniu w specyficznych warunkach z uwzględnieniem typowych środowisk pracy samochodów marki Tatra. Radomír Smolka. dyrektor ds. badań i rozwoju Tatry, wyjaśnia „Staramy się opracować samochód, który będzie gotowy na nawet najtrudniejsze warunki eksploatacji, w których na co dzień poruszają się Tatry, dlatego musi mieć np. czujniki o większej rezystancji czy system cyberbezpieczeństwa. Główną zaletą rozwiązania Tatra Kopřivnice w porównaniu z innymi zautomatyzowanymi systemami sterowania pojazdami jest uwzględnienie pracy w trudnym terenie lub z użytkownikami o wysokich wymaganiach. Na przykład jednostki ratownicze i straże pożarne coraz częściej wymagają pojazdów z zautomatyzowanym napędem lub zdalnie sterowanym, które mogłyby być wysyłane do niebezpiecznych stref bez załogi. Takiemu samochodowi Tatra, który może być też wyposażony w opancerzoną kabinę chroniącą zautomatyzowany system sterowania, mógłby towarzyszyć także bezzałogowy pojazd latający, który pomagałby w orientacji w niebezpiecznych i ryzykownych obszarach. Pojazdy Tatry ze zautomatyzowanym sterowaniem mogłyby znaleźć dalsze zastosowanie na zamkniętych terenach przemysłowych i górniczych”.
Współpraca przemysłu i nauki
Zespół Mobility Lab z Vysoké školy baňská – Politechniki Ostrawskiej (VŠB-TUO) i firma Valeo współpracują z Tatrą nad projektem wdrożenia zautomatyzowanego systemu w najnowszym samochodzie Tatra Force trzeciej generacji. Oprócz ekspertów w projekt na stanowisku młodszego pracownika naukowego zaangażowanych jest wielu doktorantów i studentów studiów magisterskich. Prace nad samochodem trwają od 2021 roku, a ich celem jest zaimplementowanie w ciężarówce czujników oraz oprogramowania do sterowania i systemów wspomagających, tak aby można było wdrożyć wyższy poziom automatyzacji jazdy w różnych trybach jazdy. Samochód będzie wykorzystywany jako demonstrator technologii, przyczyniając się tym samym do rozwoju rynku w zakresie zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS) i systemów zautomatyzowanej jazdy (AD) opracowanych i produkowanych w Republice Czeskiej.
„Tatra Trucks przygotowała na potrzeby projektu najnowszy samochód Tatra Force trzeciej generacji, który miał swoją premierę wiosną tego roku. Nowa generacja serii modeli Tatra Force wyposażona jest w nowoczesne układy elektroniczne niezbędne do realizacji elementów jazdy autonomicznej. Są to m.in. elektroniczne systemy sterowania samochodem i sterowaniem silnikiem, występuje także wyposażenie powszechnie stosowane w autach osobowych spełniające aktualne normy bezpieczeństwa, takie jak hamowanie awaryjne, monitorowanie martwego pola, monitorowanie pieszych itp. Samochód napędzany jest jednostką napędową Cummins L9 o mocy 291 kW, współpracującą ze skrzynią biegów Allison 4500P ze zwalniaczem”. Tomáš Vajdiak i Lukáš Čarek, menedżerowie ds. badań i rozwoju w Valeo, ocenili z kolei „W ramach projektu samochodu Tatra ze zautomatyzowanym sterowaniem Valeo odpowiada za integrację elementów sensorycznych, takich jak systemy czujników ultradźwiękowych, radarowych, laserowych czy kamerowych oraz za późniejsze przetwarzanie algorytmów sterujących. Valeo posiada centrum rozwoju, zatrudniające około 700 pracowników zajmujących się rozwojem, z czego około 600 pracuje konkretnie nad rozwojem systemów zautomatyzowanego sterowania pojazdami. Mamy również grupę, która definiuje, rozwija i integruje systemyzautomatyzowane systemy jazdy do samochodów ciężarowych”. Inny partner, Mobility Lab VŠB-TUO, odpowiada za opracowanie interfejsu całego systemu, który umożliwi autonomiczne poruszanie się samochodem Tatra w różnych sytuacjach. „Nasze Laboratorium Mobilności specjalizuje się w nauczaniu, rozwoju i badaniach oprogramowania technicznego i środków sprzętowych do zautomatyzowanego sterowania samochodami osobowymi i ciężarowymi, pojazdami transportu publicznego i pojazdami przemysłowymi. Ma więc w tym zakresie duże doświadczenie” – wyjaśnił Petr Šimoník, prodziekan ds. współpracy z przemysłem w VŠB-TUO.
Interfejs do transmisji danych do automatycznego sterowania
Prototyp Tatra Force jest już wyposażony w pełne wyposażenie sensorowe i posiada interfejs Drive by Wire Truck, dostępne są również serwery do gromadzenia danych. Interfejs teleinformatyczny Drive by Wire Truck Interface I generacji stanowi ważny element systemu zautomatyzowanej jazdy, gdyż zapewnia dwukierunkowe przesyłanie żądań i danych pomiędzy asystentami, lub algorytmy autonomicznej jazdy oraz podstawowe układy elektroniczne pojazdu (napęd, skrzynia biegów, wspomaganie kierownicy, hamulce i infotainment). Petr Šimoník podkreśla „Interfejs Drive by Wire Truck to wyrafinowany kontroler danych umożliwiający przesyłanie poleceń sterujących i danych informacyjnych w celu stymulacji systemów pojazdu podczas zautomatyzowanej jazdy. Pozwala na kompleksowe sterowanie pojazdem w kierunku wzdłużnym i poprzecznym, w tym możliwość sterowania i współpracy z hamulcem ciernym i dodatkowym hamulcem (retarderem), przełączaniem biegów i uruchamianiem specjalnych funkcji komfortowych, sygnalizacyjnych i informacyjnych. Aby zapewnić autonomiczną jazdę, pojazd musi być wyposażony nie tylko w ten wyrafinowany interfejs, ale jeszcze w domenę systemów sterowania i systemów sensorycznych monitorujących otoczenie, rozpoznawających obiekty i realizujących strategie, lub algorytmy sterowania i regulacji zautomatyzowanego sterowania.”
Interfejs Drive by Wire Truck I generacji stanowi ważny etap rozwoju, który powinien przynieść konkretny i praktyczny system zapewniający pomoc np. przy parkowaniu czy skomplikowanych manewrach, ale również zdolność do zapewnienia autonomicznej jazdy na wyższym poziomie automatyzacji poruszania się. Podczas weryfikacji interfejsu stworzono możliwość zdalnego sterowania ciężarówką (Truck Remote Control). Opracowany interfejs służy obecnie programistom jako punkt wyjścia do implementacji konkretnych algorytmów i testów eksperymentalnych, lub kontrola układów elektronicznych samochodu w trybach niższego i wyższego poziomu autonomii.

   Tekst: Jarosław Brach

   Zdjęcia: Producent