Automatyzacja jazdy to coś więcej niż tylko czujniki, jednostki sterujące i duża moc obliczeniowa. Wymaga ona także wielu inteligentnych usług, bez których żaden pojazd nie będzie w stanie samodzielnie jechać.

„Usługi są co najmniej tak samo ważne w przypadku automatyzacji jazdy jak sprzęt i oprogramowanie. Musimy realizować wszystkie trzy ścieżki jednocześnie, aby samojeżdżące pojazdy bezpiecznie i niezawodnie poruszały się po drogach” – mówi dr Dirk Hoheisel, członek zarządu Bosch. Bosch wkłada wiele wysiłku, aby tworząc zintegrowane rozwiązania osiągnąć przełom w zakresie automatyzacji jazdy. Szczególne znaczenie ma tutaj temat lokalizowania. Samochody samodzielnie jeżdżące mogą poruszać się bezpiecznie tylko wtedy, gdy z dokładnością do centymetra wiedzą w każdej chwili, gdzie się znajdują. Aby to osiągnąć, Bosch oferuje wyjątkowy pakiet do lokalizacji, który składa się ze sprzętu, oprogramowania i usług. Pakiet tworzy sam w sobie redundantny system do precyzyjnego określania pozycji pojazdu.

Hardware: Bosch opracował własny czujnik ruchu i położenia

Bosch opracował czujnik ruchu i położenia, który pozwala zautomatyzowanym pojazdom precyzyjnie określić ich położenie. Ten nowy czujnik zawiera wysokiej jakości odbiornik sygnałów z globalnego systemu nawigacji satelitarnej (GNSS), które są potrzebne do określenia bezwzględnej pozycji zautomatyzowanego samochodu. Wyzwanie związane z pozycjonowaniem satelitarnym wynika z niedokładności danych. Satelity GNSS krążą wokół Ziemi w odległości 25000 kilometrów i z prędkością 4000 metrów na sekundę. Ich sygnały docierając do ziemi muszą przechodzić przez jonosferę i warstwy chmur w troposferze, gdzie są rozpraszane i tym samym niedokładne.

Chociaż sygnały są nadal wystarczająco dokładne dla dzisiejszych nawigacji, to nie spełniają wymagań w przypadku pojazdów autonomicznych. Dlatego Bosch korzysta z danych korekcyjnych od różnych dostawców i w tym celu założył w 2017 roku joint venture Sapcorda. Za pomocą sieci naziemnych stacji referencyjnych, których pozycje są dokładnie znane, dostawcy mogą korygować niedokładność informacji o położeniu GNSS. Dane korekcyjne docierają do samochodu za pośrednictwem chmury (cloud) lub satelitów geostacjonarnych. Sygnały GNSS nie są jedynymi informacjami odbieranymi przez czujnik ruchu i położenia. Dzięki czujnikom prędkości obrotowej kół oraz kąta skrętu, które są zbliżone w działaniu do ludzkiego zmysłu dotyku, rozpoznaje dokąd jedzie samochód i jak szybko. Co więcej, czujnik ruchu i położenia posiada zintegrowane czujniki bezwładnościowe – porównywalne do ludzkiego organu równowagi w uchu wewnętrznym. Tak jak ludzie mogą poruszać się korzystając ze zmysłów dotyku i równowagi, tak czujnik potrafi dokładnie określić dokąd jedzie samochód.

Software: inteligentne algorytmy Bosch określają pozycję pojazdu

Do czujnika ruchu i położenia dochodzą razem sygnały pozycji GNSS, dane korekcyjne oraz informacje z czujników bezwładnościowych, jak i czujników prędkości kół i czujnika kąta skrętu. Jednak same te informacje nie wystarczą do dokładnej lokalizacji zautomatyzowanych pojazdów. Aby uzyskać precyzyjne pozycjonowanie dane muszą być przetworzone przy użyciu inteligentnego oprogramowania. Tylko wtedy zautomatyzowany pojazd będzie dokładnie wiedział, gdzie się znajduje w terenie rozciągającym się na kilka metrów wokół niego i będzie w stanie odpowiednio podejmować decyzje o swoich manewrach. Zautomatyzowany pojazd jest lokalizowany w pierwszym rzędzie na podstawie skorygowanych sygnałów GNSS. Jeśli połączenie satelitarne zostanie utracone, na przykład po wjechaniu do tunelu, to czujnik ruchu i położenia może nadal określać pozycję pojazdu przez kilka sekund. Wówczas pozycja pojazdu jest dalej obliczana względem ostatniego znanego punktu, dla którego dostępne są informacje o bezwzględnym położeniu. Jeśli sygnał GNSS zostanie przerwany na dłuższy okres i czujnik ruchu i położenia nie będzie już w stanie określić pozycji samochodu, to taki pojazd będzie miał nadal do dyspozycji sygnaturę drogi firmy Bosch jako dokładną informację o lokalizacji.

Usługi: sygnatura drogi Bosch oparta na czujnikach monitorujących otoczenie

Sygnatura drogi Bosch to usługa lokalizacyjna oparta na mapach, wykorzystująca czujniki monitorujące otoczenie. Bosch oferuje usługę wraz z rozwiązaniem lokalizacyjnym opartym na czujniku ruchu i położenia. Bosch spełnia wysokie wymagania w zakresie bezpieczeństwa, łącząc podejście oparte na satelitach oraz na czujnikach ruchu i położenia z usługą lokalizacji w postaci sygnatury drogi, która opiera się na mapach. Kamery i radary znajdujące się w pojeździe generują w ruchu sygnaturę drogi Bosch, wykrywając stacjonarne elementy na i przy drodze, takie jak oznaczenia pasów ruchu, znaki drogowe i barierki. Pod tym względem czujniki radarowe mają ogromną zaletę, ponieważ – w przeciwieństwie do kamer – potrafią wykryć szczegóły drogi także w ciemności lub przy słabej widoczności. Ponadto ich zasięg wykrywania jest większy. Moduł komunikacyjny w samochodzie wysyła dane dotyczące szczegółów na drodze do chmury. Tam, na podstawie tych danych jest generowana niezależna warstwa mapy, która z kolei stanowi część bardzo dokładnej mapy. Zautomatyzowane pojazdy wykrywają szczegóły drogi i sprawdzają czy rozpoznane znaki drogowe lub barierki pasują do tych, które zostały zapisane na mapie. To porównanie umożliwia samochodom precyzyjne określenie ich pozycji na pasie ruchu – w stosunku do bardzo dokładnej mapy – z dokładnością do centymetra.