Hogyan értékelhető objektíven egy vezetéstámogató rendszer működése akkor is, ha a vizsgált járművet nem szereljük fel különleges mérőrendszerrel? A BME Gépjárműtechnológia Tanszékének M1–M7 okos útszakaszán végzett kísérletek erre a kérdésre keresik a választ: az ACC és a Lane Centering funkciók működését valós autópálya-forgalomban, az infrastruktúra szenzoraiból valós időben létrehozott digitális iker segítségével vizsgálták.

A modern járművek vezetéstámogató rendszereinek (ADAS – Advanced Driver Assistance Systems) tesztelése egyre összetettebb feladat. Az olyan funkciók, mint az adaptív sebességtartó automatika (ACC) vagy a Lane Centering, nem önmagukban működnek, hanem folyamatosan változó közlekedési környezethez alkalmazkodnak. Ezért a laboratóriumi vagy zárt tesztpályás vizsgálatok mellett egyre nagyobb jelentősége van annak, hogy működésüket valós közúti forgalomban is objektíven, ismételhető módon lehessen elemezni.

A BME Gépjárműtechnológia Tanszékének kutatói az M1–M7 okos útszakaszon olyan teszteket hajtottak végre, amelyek során az ACC és a Lane Centering működését valós autópálya-forgalomban vizsgálták. A különleges mérési környezetet az tette lehetővé, hogy az útszakasz infrastruktúrájának szenzoradataiból a tesztekkel párhuzamosan valós időben épült fel egy digitális iker, amely a tesztjárművek és a környező forgalom mozgását is nagy pontossággal reprezentálta.

Öt tesztjármű és nyolc forgalmi sáv

A mérési kampányban összesen öt tesztjármű vett részt, amelyek közül három nagy pontosságú GNSS-rendszerrel is fel volt szerelve. Ezek a járművek független referenciaadatokat biztosítottak a digitális iker pontosságának ellenőrzéséhez, többek között a járművek pozíciója, sebessége, relatív távolsága és mozgási trajektóriája tekintetében.

A teszteket mindkét forgalmi irányban, az M1–M7 okos útszakasz valamennyi rendelkezésre álló sávjában elvégezték: irányonként négy, összesen nyolc forgalmi sáv került a vizsgálatokba. A kísérletek egyik fontos sajátossága volt, hogy azok nem elszigetelt tesztkörnyezetben zajlottak, hanem a tényleges autópálya-forgalom résztvevőivel együtt.

Ez a környezet egyben azt is lehetővé tette, hogy a kutatók ne csak előre megtervezett tesztszcenáriókat, hanem a közlekedés természetes, spontán eseményeit is megfigyeljék.

„A digitális iker egyik legfontosabb előnye, hogy nemcsak a tesztjárművet látjuk, hanem annak teljes közlekedési környezetét is. Ez tulajdonképpen egy olyan külső referencia, amely az ADAS-rendszerek valós forgalmi viselkedésének objektív vizsgálatát teszi lehetővé.” – emelte ki a kísérlet kapcsán dr. Szalay Zsolt, BME Gépjárműtechnológia Tanszék vezetője

Az ACC reakciója kontrollált és spontán helyzetekben

Az adaptív sebességtartó automatika vizsgálata során többféle forgalmi szcenáriót alakítottak ki. Az első esetekben az elöl haladó jármű konstans sebességgel közlekedett, miközben a követő jármű ACC-rendszere a beállított követési viszonyoknak megfelelően szabályozta saját sebességét.

A további szcenáriókban az elöl haladó jármű különböző mértékű gyorsításokat és lassításokat hajtott végre. Ezek a helyzetek lehetővé tették az ACC reakciójának részletes vizsgálatát: elemezhetővé vált a követési távolság, a relatív sebesség és ezek időbeli változása, valamint az, hogy a rendszer milyen dinamikával követi az előtte haladó jármű sebességváltozásait.

A valós forgalom ugyanakkor olyan helyzeteket is létrehozott, amelyeket előre nem lehetett teljes pontossággal megtervezni. Több alkalommal például egy publikus forgalomban közlekedő jármű sorolt be a két tesztjármű közé.

Ezek az események ugyan eltérítették a mérést az előre meghatározott tesztszcenáriótól, kutatási szempontból azonban kifejezetten értékesek voltak. Egy ilyen helyzet ugyanis sokkal közelebb áll ahhoz, amellyel egy sorozatgyártású jármű vezetéstámogató rendszere a mindennapi közlekedésben találkozhat.

Mivel az infrastruktúra digitális ikermodellje a publikus forgalom járműveit is követi, ezek a spontán interakciók is visszakereshetők. Így vizsgálható, pontosan mikor, hol és milyen dinamikával változott a forgalmi helyzet, és erre milyen választ adott az ACC.

Lane Centering: a jármű sávon belüli mozgása is mérhetővé válik

A Lane Centering tesztek során a kutatók a járművek sávtartási viselkedését és sávon belüli trajektóriáját vizsgálták. A digitális iker által meghatározott nagy pontosságú járműpályák alapján elemezhető a jármű laterális pozíciója a saját sávján belül, valamint ennek időbeli változása.

Ez különösen fontos egy olyan funkció esetében, amelynek működése elsősorban a jármű oldalirányú helyzetének folyamatos szabályozásában jelenik meg. Az infrastruktúra-alapú referencia lehetővé teszi, hogy a jármű mozgása külső mérési rendszer alapján is értékelhető legyen.

A megközelítés így túlmutat azon, hogy egyszerűen „látjuk”, merre halad egy jármű: a rendelkezésre álló adatokból számszerűsíthetővé válik a jármű sávon belüli mozgása és annak időbeli lefutása is.

Amikor a forgalom maga is a teszt része lesz

A hagyományos tesztelés egyik fontos kihívása, hogy a valós közúti környezetben a közlekedés többi résztvevője kiszámíthatatlan módon változtatja meg a körülményeket. A mostani mérésekben azonban éppen ez vált az egyik legérdekesebb kutatási lehetőséggé.

A digitális iker a tesztjárművek mellett a környező publikus forgalmat is reprezentálta. Így egy spontán besorolás, egy sebességváltozás vagy más közlekedési interakció nem egyszerűen „nem tervezett eseményként” jelent meg, hanem mérhető és elemezhető eseménnyé vált.

„A valós forgalomban bekövetkező spontán interakciók nem feltétlenül zavarják a tesztet – sok esetben ezek hasznos adatot szolgáltathatnak. A digitális iker segítségével olyan helyzeteket is elemezni tudunk, amelyek a tesztek végrehajtása során váratlanul alakulnak ki.” – mondta dr. Rövid András, a Környezetérzékelés (Cooperative Perception) kutatócsoport vezetője.

Ez a szemlélet különösen fontos lehet a nagy komplexitású ADAS-funkciók vizsgálatában, hiszen a rendszer tényleges viselkedését sokszor éppen a több járműből és változó forgalmi helyzetekből kialakuló interakciók határozzák meg.

Digitális iker, mint járműfüggetlen mérési referencia

A kísérletek egyik kulcsfontosságú célja annak demonstrálása volt, hogy az infrastruktúra szenzoradataiból valós időben létrehozott digitális iker alkalmas lehet ADAS-funkciók külső, járműfüggetlen referencia alapján történő kiértékelésére.

A három GNSS-szel felszerelt tesztjármű biztosította azokat a nagy pontosságú referenciaadatokat, amelyek segítségével a kutatók ellenőrizhették, hogy a digitális iker milyen pontossággal képes meghatározni a járművek pozícióját, sebességét, relatív távolságát és trajektóriáját.

A megközelítés jelentősége abban rejlik, hogy hosszabb távon lehetővé teheti: ne minden egyes vizsgált járművet kelljen különleges, nagy pontosságú GNSS-mérőrendszerrel felszerelni ahhoz, hogy objektív mérési adatok álljanak rendelkezésre.

Amennyiben az infrastruktúra képes megfelelő pontossággal és valós időben rekonstruálni a forgalom résztvevőinek mozgását, maga az út – pontosabban az út intelligens szenzorhálózata és az abból létrehozott digitális iker – válhat külső mérési referencia-rendszerré.

Ez új lehetőségeket teremthet az ADAS-rendszerek nagyobb számú járművön, valós közúti környezetben történő vizsgálatára. A módszer segítségével egyidejűleg több jármű mozgása, a köztük kialakuló interakciók, valamint a vezetéstámogató rendszerek ezekre adott reakciói is objektíven elemezhetők.

Egy lépéssel közelebb a skálázható ADAS-teszteléshez

Az M1–M7 okos útszakaszon végrehajtott kísérletek így nem csupán az ACC és a Lane Centering egyedi vizsgálatát jelentik. A mérések egy olyan tesztelési és kiértékelési koncepciót is demonstrálnak, amelyben az infrastruktúra valós idejű szenzoradatai, a digitális iker és a járművek vezetéstámogató funkcióinak működése egy közös rendszerben kapcsolódik össze.

A megközelítés egyik legnagyobb ígérete, hogy a jövőben jelentősen csökkentheti a járműoldali, speciális mérőberendezések alkalmazásának szükségességét, miközben nagy mennyiségű, objektív és egymással összehasonlítható adat gyűjtését teheti lehetővé.

Ez különösen fontos lehet egy olyan korszakban, amikor az ADAS-funkciók és az automatizált vezetési rendszerek fejlődésével párhuzamosan egyre több és egyre összetettebb valós közlekedési helyzetet kell mérni, kiértékelni és összehasonlítani.

Az M1–M7 okos útszakasz ebből a szempontból nem csupán egy intelligens útszakasz: olyan kutatási környezetet biztosít, ahol a közúti infrastruktúra érzékelési képességei közvetlenül összekapcsolhatók a járművek viselkedésének objektív vizsgálatával.