Automatiserad körning på en ny nivå i nya Audi A8

Traffic jam pilot aktiveras med AI-knappen på mittkonsolen. På motorvägar med en fysisk barriär som separerar de två färdriktningarna, kan systemet ta över körningen i hastigheter upp till 60 km/h i kösituationer. Traffic jam pilot kan starta, accelerera, styra och bromsa i sin egen fil. Den kan även hantera krävande situationer som när andra bilar svänger in nära framför bilen. Informationen och signalerna som krävs för den villkorade automatiserade körningen hämtas från den centrala hjärnan, dvs förarassistansstyrenheten zFAS.

När traffic jam pilot är aktivierad kan föraren ta foten från gaspedalen och händerna från ratten. Föraren måste fortfarande vara kapabel att ta över körningen när systemet uppmanar till det, men behöver inte längre övervaka bilen hela tiden utan kan ägna sig åt andra aktiviteter som erbjuds i bilens infotainmentsystem, avhängigt den juridiska situationen i varje land. Audi virtual cockpit visar då en stiliserad vy över bilen bakifrån som symboliserar bilens rörelse och omgivning.

När traffic jam pilot är aktiverad kontrollerar en kamera att föraren är beredd att överta styrningen om det behövs. Kameran analyserar huvudets position och rörelse liksom ögats blinkningar och genererar utifrån detta anonymiserad data. Om förarens ögon förblir stängda under en längre period uppmanas föraren att överta styrningen. Detta sker i flera steg. Detsamma gäller om hastigheten överstiger 60 km/h eller trafiken börjar glesa ut då systemet signalerar att föraren skall ta över körningen. Om föraren ignorerar uppmaningen och de påföljande varningarna bromsas bilen in tills den stannar helt i sin egen fil.

Införande av Audi AI traffic jam pilot kräver tillstånd i varje enskilt land både när det gäller juridiska förutsättningar och speciella anpassningar och testning av systemet. Dessutom måste hänsyn tas till de olika homologiseringsprocesserna. Audi kommer därför att starta serieproduktionen av traffic jam pilot i Audi A8 stegvis och anpassat efter de juridiska förutsättningarna i varje land.

Systemet i detalj

Nya Audi A8 är världens första serieproduktionsbil som utvecklats specifikt för villkorad automatiserad körning i nivå 3 enligt SAE. Audi AI traffic jam pilot kan ta över körningen i trögflytande trafik i upp till 60 km/h på motorvägar som åtskiljs av en fysisk barriär som separerar de två körbanorna. Eftersom traffic jam pilot är kapabel att ta över körningen helt med acceleration, styrning och inbromsning, när vissa förutsättningar är uppfyllda, kan föraren ta händerna från ratten och koppla av tills situationen kräver att föraren tar över. När kökörningspiloten närmar sig systemets gränser uppmanas föraren att ta över styrningen.

Bakom traffic jam pilot finns innovativ teknik från Audi, bland annat en omfattande uppsättning sensorer inklusive laserskanner, samt den centrala förarassistansstyrenheten (zFAS). Den juridiska situationen är avgörande för när systemet kan införas. I många länder saknas det rättsliga ramverket. Audi kommer därför att lansera traffic jam pilot succesivt i serieproduktion, allt eftersom tillstånd kan ges. 

Funktionen

För att kunna aktivera Audi AI traffic jam pilot krävs vissa förutsättningar i omgivningen:

- att A8 befinner sig på en motorväg eller en flerfilig väg med barriär mot den mötande trafiken samt en avgränsning längs vägen, t.ex. skyddsräcken.
- trögflytande köer i de omgivande filerna
- bilens egen hastighet får inte överstiga 60 km/h
- inga trafikljus eller gångtrafikanter inom räckvidd för bilens sensorer.

Om dessa förutsättningar är uppnådda får föraren en visuell signal om att systemet är tillgängligt: först lyser Audi AI-knappen på mittkonsolen upp i vitt. Därefter syns ett textmeddelande tillsammans med en vit ljusrand på den vänstra och högra kanten av Audi virtual cockpit. AI ikonen i den digitala instrumentklustret lyser även upp i vitt.

Så snart föraren har aktiverat tr affic jam pilot genom att trycka på AI-knappen, lyser den upp i grönt. Audi virtual cockpit visar en stiliserad vy över bilen bakifrån och markeringar på vägen. Bilens egen hastighet visas digitalt i form av ett band längs ned på det digitala instrumentklustret. En inramning med grönt ljus och den gröna AI ikonen visar att den är aktiverats.

Under tiden som den är aktiv styr Audi AI traffic jam pilot nya A8 i sin egen fil. Systemet klarar av att starta, accelerera, styra och bromsa, samtidigt som föraren kan koppla av. I den definierade situationen kan föraren ta foten från gaspedalen och händerna från ratten under längre perioder och i enlighet med gällande nationella lagar övergå till andra aktiviteter som erbjuds via infotainmentsystemet. I Tyskland, till exempel, har föraren möjlighet att titta på TV-program och DVDs på 10.1-tums skärmen i mittkonsolen och använda Audi connect-tjänster fullt ut. De kan vända uppmärksamheten från trafiken och styrningen av bilen för att göra andra saker, som att svara på mail, skriva textmeddelanden, hantera möteskalendern, läsa nyheter eller planera semestern.

Tack vare det stora antalet sensorer klarar traffic jam pilot även utmanade situationer som när bilar svänger in nära framför fronten. Om systemet upptäcker ett hinder framför bilen, kommer A8 undvika det om det finns tillräcklig med plats i sin egen fil. Annars kommer den att bromsa in bilen till stillastående. .

Körstilen i traffic jam pilot är jämn och samarbetande. Under utvecklingen av systemet lades speciellt fokus på säkerhet och komfort. Försök med ett stort antal testpersoner gav hela tiden samma resultat: personer som använder traffic jam pilot uppskattar funktionen snabbt. I trafiksituationer där körningen inte är speciellt rolig, ger det föraren möjlighet att koppla av och låta sig köras. Snabba filbyten värderades inte. Faktum är att systemet inte heller är konstruerat för det: så snart som föraren sätter på blinkersen svarar traffic jam pilot genom att uppmana föraren att ta över. Monitorn stänger av bilden och infotainmentsystemet sänker volymen. Föraren indikerar när den vill ta över genom att t.ex. ta tag i ratten, som har en sensor. Även styrmomentsensorn, gaspedal och bromspedal registerar aktiviteter.

Redo att ta över? Funktioner som aktiverar föraren

Under tiden som traffic jam pilot är aktiverad, finns flera funktioner som kontrollerar att föraren är redo att ta över ratten igen. En kamera registrerar bland annat huvudets position och rörelse samt ögonen. Om de senare förblir stängda för en längre period uppmanar systemet föraren att göra sig redo för att återta styrningen. Aktiviteter som inte stöds av utrustningen i bilen, som att läsa tidningen, är som regel inte tillåtet. Kamerans bild över förarens huvud hindras då så att systemet kommer att uppmana föraren att ta över.

Bildanalysen är anonymiserad och tillåter inte att förarens ansikte rekonstrueras och kan inte matchas med någon individ. Datan processas lokalt i bilen. Kamerabilderna sparas inte och det finns ingen automatisk överföring av data till AUDI AG eller någon tredje part. 

Tre faser med uppmaningar om återtag av kontrollen

När traffic jam pilot uppmanar föraren att ta över körningen har föraren ca 10 sekunder på sig att agera, beroende på situation. I fas 1 , pulserar ett rött ljus vid ytterkanterna på Audi virtual cockpit, AI ikonen i det digitala instrumentklustret och LED-ljuset på Audi AI-knappen lyser även upp i rött, och avger ett subtilt varningsljud.

Om föraren ignorerar den första uppmaningen, följs detta av fas 2 – en akutvarning. Varningssignalen blir mer distinkt och radioljudet sänks. Texten “Traffic jam pilot: ending. Please resume full control of the vehicle! ” visas i Audi virtual cockpit.Samtidigt saktar A8 ner, inledningsvis försiktigt och därefter ryckigt. Föraren känner även av att säkerhetsbältet stramas åt tre gånger.

Om föraren förblir passiv, kanske beroende på hälsoproblem, påbörjas den slutliga fasen – nödingrepp. Varningssignalen blir genomträngande, säkerhetsbältet blir helt åtdraget. A8 saktar ner i sin fil till stillastående och slår samtidigt på varnlingsljusen. När bilen har stannat helt aktiveras parkeringsbromsen, växlar över tiptronic-lådan till P-läge, låser upp dörrarna, tänder interiörbelysningen och skickar ett nödsamtal via mobilnätet om det saknas respons från föraren. Den här typen av nödstopp i trögflytande trafik är nödvändigt för att förhindrar A8 från att köra framåt utan kontroll. I försök med testpersoner har de flesta förare reagerat redan under den första fasen på uppmaningen att ta över.

Traffic jam pilot blir kvar på standby tills föraren stänger av det med AI-knappen. Om förhållandena är de rätta för att starta igen, visar systemet tillgängligheten i Audi virtual cockpit. Föraren behöver då bara ta händerna från ratten för att aktivera traffic jam pilot.

När traffic jam pilot är aktiverad begränsas hastigheten på Audi A8 till 60 km/h. Om trafiken börjar tunnas ut och bilen framför accelererar förblir systemet aktivt i ytterligare några sekunder efter en uppmaning om att ta över, tills föraren har återupptagit körningen.

Tekniken

Nätverk av sammankopplade sensorer i nya Audi A8

En förutsättning för att kunna använda traffic jam pilot är att detaljerade data om bilens omgivning kan inhämtas. I Audi A8 finns en omfattande uppsättning av sensorer:

- tolv ultraljudssensorer i fronten, på sidorna och baktill
- fyra 360 graderskameror fram, bak och ytterspeglarna
- en frontkamera högst upp på vindrutan
- fyra radarsensorer med medellång räckvidd vid bilens hörn,
- en radar i fronten med lång räckvidd
- en laserskanner i fronten
- en kamera på instrumentpanelen som observerar föraren

Högteknologiskt datacenter: den centrala förarassistanskontrollen (zFAS)

Information från laserskannern och alla andra system sammanförs och tolkas i den centrala förarassistanskontrollern som kallas zFAS. Den tablet-stora datorn övervakar kontinuerligt signalerna för att skapa en bild av bilens omgivning. Totalt sett har styrenheten mer kraft än alla system sammanräknat i föregående generation av A8. Datan från sensorerna läses in i “fusion”- lagret i zFAS-enheten och kombinerar dem tiill en detaljerad modell av omgivningen. För att ytterligare öka säkerheten under automatiserad körning, har Audi säkerställt redundans dvs back-up-system med ytterligare en datafusion i styrenheten för long-range radarn, där data från de andra sensorerna processas.

Den juridiska situationen

Introduktionen av Audi AI traffic jam pilot kräver både klargörande av de juridiska förutsättningarna för varje land och speciell anpassning och testande av systemet. Dessutom måste varierande homologeringsförfaranden i världen beaktas. Introduktionen av traffic jam pilot i serieproduktion i nya A8 kommer därför att ske successivt.

En fråga om ansvar: de olika nivåerna av automation

När det gäller klassificeringen av automatiserad körning, har de ansvariga i Europa och USA – bl.a.., German Federal Highway Research Institute och SAE Institute – kommit överens om sex nivåer.

Nivå 0 – manuell körning: Föraren är hela tiden ansvarig för den longitudinella
och laterala kontrollen.

Nivå 1 – Förarassistans: Systemet kan ta över antingen den längs- eller tvärgående kontrollen av bilen. Föraren stöds av system men är fortfarande ansvarig. Föraren måste vara redo att ta över körningen omedelbart om det behövs. Ett typiskt exempel på nivå 1 hos Audi är den adaptiva farthållaren (ACC).

Nivå 2 – Delvis automatisering: I vissa situationer kan föraren lämna över den kombinerade längs- och tvärgående styrningen av fordonet till systemet men behåller övervakningen och möjligheten att överta funktionen vid alla tider. Föraren behåller därför alltid ansvaret. Ett exemple är traffic jam assist från Audi. Den kan bromsa och accelerera bilen i långsamtgående trafik upp till 65 km/h och kan även tillfälligt hantera styrningen på välmarkerade vägar.

Nivå 3 – Villkorad automatisering: Föraren behöver inte längre övervaka bilen hela tiden och kan göra andra aktiviteter som stöds av infotainmentsystemet. Systemet kan automatiskt känna sina egna gränser – punkten när förhållandena i omgivningen inte längre matchar systemets funktioner. I dessa fall uppmanar fördonet föraren flera sekunder i förväg att ta över körningen. Den nya traffic jam pilot från Audi uppfyller dessa kriterier.

Nivå 4 – Hög automatisering: System med nivå 4 funktion kräver inte att föraren skall assistera eller överta körningen men funktionerna är begränsade till ett speciellt område – som på motorvägar eller i parkeringsgarage. I dessa situationer kan föraren helt överlåta körningen till systemet. Föraren behöver bara återuppta uppgiften när bilen lämnar området som definierats för helt automatiserad körning. Framtida scenarier med robot taxis i citykärnor är ett annat exempel på den typen av system. Det kan överta all körning inom ett begränsat hastighetsintervall och på en begränsad sträcka.

Nivå 5 – Helt automatiserad: Bilen övertar den längs-och tvärgående kontrollen. Nivå 5-system behöver inte någon assistans från förare i någon situation.

De juridiska förutsättningarna: lagar och regleringar

Införandet av traffic jam pilot är beroende av skiftande juridiska förutsättningar i världen. Många lagstiftare jobbar för närvarande med frågan för att reglera automatiserade och autonoma system eller anpassa existerande ramverk. Det gäller både lagar för tillståndsgivning och för uppträdandet i trafiken. Det första reglerar kraven på system för automatiserad körning, som varje tillverkare måste uppfylla för att få ett tillstånd för systemen i respektive land. Lagar när det gäller uppträdande eller vägtrafiklagar å andra sidan styr förarens användning av systemet och förarens uppträdande på allmän väg.

De nödvändiga villkoren för att godkänna traffic jam pilot håller för närvarande på att ses över i många länder i världen. Audi förväntar sig att få de nödvändiga tillstånden för användning av traffic jam pilot successivt och för olika länder. Lagstiftarna arbetar även aktivt på trafiklagar och stödjer introduktionen av automatiserade funktioner. Regeringen i Tyskland, tex, ändrade reglerna i juni 2017 för att tillåta körning med bilar med villkorade och helt automatiserad funktioner inom ramarna för vad som godkänts. Audi hoppas att andra länder kommer att följa efter under de kommande månaderna.

Loggande av data: ansvar vid en olycka 
I händelse av en olycka i automatiserat körläge, måste det kunna avgöras vem som körde när olyckan inträffade – föraren eller systemet. I Tyskland, t.ex. är bilens försäkringsbolag initialt ansvarig gentemot den andra parten i en olycka. I det andra steget, skulle försäkringsbolaget - som fallet är idag – hålla tillverkaren ansvarig förutsatt att ett produktfel på bilen eller systemet orsakade skadan.

I en A8 med Audi AI traffic jam pilot, dokumenterar dataminnet för automatiserad körning (DAF) vem som kör. När traffic jam pilot är aktiverad, registerar dataloggen överlämningen mellan föraren och bilen liksom uppmaningen att ta över körningen. Informationen lagras i minnet i sex månader, enligt lagkrav. DAF spelar parallellt in olika indikatorer från situationer där kontakt med andra bilar nästan eller faktiskt inträffar eller i vilka vissa speciella accelerationgränser överskridits. Exempel på detta är när en airbag löst ut eller automatisk nödinbromsning. Indikatorerna registreras kontinuerligt i styrenheten. De tillåter dock inte identifikation av person eller fordon, såsom ansikten eller registeringsskyltar. När tändningen stängs av raderas informationen.

I händelse av en kollision sparar DAF datapaketet från de sista få sekunderna innan olyckan. Den information som lagras är:

- Förarinteraktionen (tex inbromsning av föraren eller rattutslag)
- Status traffic jam pilot (dvs. om “traffic jam pilot var aktiverad”)
- Fordonsdynamik (dvs. längs- eller tvärgående acceleration)
- Omgivning (dvs. sensorinformation)
- Om traffic jam pilot är aktiverad: förarens beredskap att ta över (t.ex. den anonymiserade datan från kameran indierar att föraren var redo att ta över”)

Datapaket från en olycka som har sparats kan inte skrivas över, medan det kan göras efter en automatisk nödinbromsning. Om den tillgängliga minneskapaciteten är överskriden och en annan olycka eller annan händelse som triggar datainsamling sker, ersätts det äldsta datapaketet som kan skrivas över av den nya informationen..

Bearbetningen och informationslagringen som beskrivs ovan sker lokalt i bilen. Det finns ingen automatisk överföring till Audi AG eller någon tredje part, som molnet. Kontrollen av datan ligger på föraren eller ägaren . AUDI AG har ingen access till den.

För mer information klicka här




Källa: Audi