Algoritmy v akci: Bosch učí auta jezdit sama

Odjezd z Prahy v časných ranních hodinách nám umožnil dorazit v poledne 17. června do Renningenu, německého městečka u Stuttgartu, kde se setkáváme se slovenskými kolegy a společně vyrážíme na návštěvu Automated Driving Alliance na prezentace specialistů Bosch a také jízdy autonomním vozem s prezentovanými technologiemi přímo v městském provozu Stuttgartu.
Druhý den 18. června pak následovaly po přednáškách testovací jízdy na pěti předváděcích stanovištích k vyzkoušení řady technologií, s nimiž jsme se mohli v rámci Bosch Tech Day, zasvěcených aktivitám a vizím společnosti Bosch v této oblasti do budoucna, detailně seznámit.

Mobilita definovaná softwarem
Bosch jako klíčový dodavatel technologií a služeb rozšiřuje své podnikání o software, kam bude vkládat investice v řádu miliard eur. Obrovský potenciál softwaru a umělé inteligence zásadně mění automobilový průmysl, a v budoucnu budou auta integrována do digitálního světa.
„Bosch je již nějakou dobu také softwarovou společností,“ řekl Stefan Hartung, předseda představenstva Bosch s tím, že software Bosch lze nalézt v mnoha oblastech od výrobních linek velkých průmyslových podniků přes automotive, medicínu až po řízení technologie budov.
„Auta i další vozidla budou stále více aktualizovatelná, nové bezpečnostní a komfortní funkce už nebudou získávat návštěvou servisu, ale prostřednictvím aktualizace softwaru vzduchem,“ dodal Markus Heyn, předseda divize Mobility a člen představenstva společnosti Bosch.
V automobilovém průmyslu nastupuje nový trend s označením – softwarově definované vozidlo. Software se stále více stává výchozím bodem pro navrhování a vývoj nových modelů a od roku 2023 se jeho podíl ve vozidlech ztrojnásobil, a Bosch jako jedna z mála firem, které plně ovládají souhru aktuátorů, autoelektroniky a cloudu chce být přirozeně jako hlavní partner pro výrobce automobilů u toho.
V současné době je v jednom vozidle zhruba stovka řídicích jednotek různých výrobců, ale v softwarově definovaném voze bude řídicí funkce zajišťovat méně než tucet počítačů, v nichž budou obsaženy všechny funkce.
Bosch a Qualcomm už představily nový počítač do vozidla, který poprvé kombinuje funkce infotainmentu a asistenčních systémů řidiče. Pro automobilky to znamená nejen snížení instalačního prostoru, kabelů i hmotnosti, ale především nižší náklady. V samotných řídicích jednotkách může úspora získaná spojením infotainmentu a asistence řidiče dosáhnout až 30 %.
Aby však mohly různé počítače a softwarové balíčky v autě komunikovat napříč značkami, musí být vzájemně propojeny a k tomu slouží tzv. middleware. Jedná se o řešení pro komunikační spojení mezi fyzickými součástmi vozidla a jeho aplikačním softwarem, i když jsou vyrobeny různými dodavateli. Tuto komunikaci pro Bosch zajišťuje dceřiná firma ETAS.

Deterministická middlewarová řešení
Middlewarové řešení ETAS pro vývoj pokročilých systémů automatizovaného řízení integruje a vzájemně propojuje různé aplikační funkce a podporuje modelování softwarových i hardwarových architektur pro vysoce výkonnou komunikaci. Skládá se z několika nástrojů, softwarových knihoven ECU a robustního aplikačního programovacího rozhraní (API) pro vývojový cyklus pokročilých asistenčních systémů pro řidiče i automatizované řízení. ETAS umožňuje výrobcům automobilů i dalším dodavatelům výrazně snížit počet fyzicky najetých testovacích kilometrů pomocí reprodukovatelné validace založené na simulaci, takže nové jízdní funkce mohou být uvedeny na trh rychleji bez ohrožení bezpečnosti.

Chytré technologie pro zítřejší mobilitu
Druhý den Bosch Tech Day jsme měli rozděleni do skupinek možnost si některé systémy, z nichž několik je vyvíjeno i v českobudějovickém středisku Bosch, vyzkoušet na různých stanovištích za asistence odpovědného specialisty Bosch Mobility.
Na prvním stanovišti bylo možné si při praktické jízdě vyzkoušet řízení s technologií steer-by-wire (elektronické řízení volantu), kde odpadá klasické mechanické spojení mezi sloupkem a převodkou řízení.
Nový systém kombinuje ovladač volantu SWA (Steering wheel actuator) a ovladač hřebenu řízení SRA (Steering rack actuator). Pomocí přesné senzorové technologie detekuje ovladač volantu požadavek řidiče na řízení a digitálně jej přenáší do ovladače hřebenu řízení, který podle toho řídí kola.
Při jízdě byla absence pocitu odezvy klasického volantu zvláštní zkušenost, ale prý se to dá elektronicky nastavit, aby ovladač volantu poskytoval řidiči zpětnou vazbu o stavu jízdy i povrchu vozovky. Nebo naopak může úplně odfiltrovat specifické signály, jako jsou třeba ty z vyjetých výmolů.
A jaké jsou výhody steer-by-wire? Systém bez mechanického spojení volantu a kol nabídne nové možnosti interiérových konceptů, alternativní řídicí zařízení nebo nové funkce aktivního a pasivního brzdění.
Následující stanoviště Driving Control Pads (řízení pedálů) představilo technologii brake-by-wire, která by měla přinést vyšší úroveň bezpečnosti. Robustní brzdový systém se skládá z ovladače brake-by-wire a ESP a odstraňuje mechanické spojení mezi brzdovým pedálem a brzdovým systémem. Klasický brzdový pedál je nahrazen redundantním by-wire pedálem s kratším chodem.
Ovladač detekuje záměr řidiče brzdit pomocí senzorů a přenáší ho do brzdového systému jako elektrický signál. Souhra brake-by-wire a ESP znamená, že systém brzdí za všech podmínek dynamičtěji a umožňuje, aby se vozidlo v případě kolize chovalo bezpečněji. ESP jako druhý brzdový ovladač přebírá roli ovládání jednotlivých kol, aby v případě potřeby stabilizoval vozidlo.
Pro řidiče zvyklého na klasický způsob brzdění je nezvyklé, že noha zůstává v podstatě ve stejné poloze a systém sám pozná, co chci jako řidič udělat, jakou sílu použít apod.
Výhody brake-by-wire: Vylepšená bezpečnost a jednoduchá instalace. Nastavuje tlak hydraulického systému na brzdy všech čtyř kol a je zvláště vhodný pro požadavky na brzdění asistenčních funkcí řidiče i asistenta nouzového brždění. Lépe také detekuje záměr ABS zpomalovat.
V pořadí třetí zastávka představila by-wire-brake actuator + základ ESP 10. Tento elektrický brzdový pedál bez mechanických komponent je schopen vysoce dynamického brzdění i autonomního nouzového brzdění a rekuperace.
Mezi výhody by-wire patří separace brdových okruhů, lepší optimalizace brzdění při kolizích, inovativní koncepty rozhraní člověk-stroj (HMI) a udržitelnější přístup.
Na dalším stanovišti byla ukázka služeb založených na datech (Data Based Services), kdy k datům získávaným ze senzorů přímo v autě jsou doplňována další z jiných vozidel fungujících v podstatě jako doplňkové senzory v rámci komplexnějšího systému včetně třeba meteorologických služeb. Senzory předávají svá data do cloudu, aby je systém následně předal všem vozidlům, jež se v daném místě pohybují. Tak mají všechna vozidla už dopředu informace např. o jízdních podmínkách, koeficientech tření, riziku aquaplaningu apod., která je čekají.
Výhody Data Based Services jsou velké, např. díky informacím může dojít k automatickému přizpůsobení dynamiky vozidla v zatáčkách, jízdní strategii bezpečnostních a asistenčních systémů, vzniká lepší péče o pneumatiky a v neposlední řadě je zvýšení bezpečnosti.
S tím souvisejí i tzv. propojené mapové služby, které kombinací rojových dat z připojených vozidel a infrastrukturních datových zdrojů mohou poskytovat přesná a aktuální data o mnoha aspektech jízdního prostředí. Na rozdíl od lidských řidičů, kteří jsou odkázáni jen na své vlastní zkušenosti, těží propojené mapové služby z kombinovaných empirických dat všech připojených vozidel. Pomocí rozsáhlých a spolehlivých informací v reálném čase tak lze upravovat jízdní chování a proaktivně se přizpůsobovat.
Poslední stanoviště bylo zaměřeno na inovativní funkce brzdového systému break-to-zero, brzdění na nulu pomocí elektromotoru. Tato softwarová funkce, kdy elektromotor plynule zastaví vozidlo bez nutnosti zásahu hydraulické brzdy, zabraňuje nepříjemným otřesům a výrazně také snižuje hluk při brzdění.

Petr Kostolník
Foto: Bosch a Petr Kostolník

Publikováno: 1. 9. 2024 | Počet zobrazení: 84 9