در دنیای خودروهای مدرن، ایمنی و راحتی رانندگی بیش از همیشه اهمیت یافته است. سیستم کمک راننده پیشرفته یا ADAS، با استفاده از فناوریهای هوشمند مانند سنسورها، دوربینها و رادارها به رانندگان کمک میکند تا خطرات را پیشبینی کنند، تصادفات را کاهش دهند و تجربه رانندگیای بهتری داشته باشند. در این مقاله از آرتان موتور، به بررسی سیستم ADAS، امکانات و کاربردهای متنوع آن در خودروهای امروزی میپردازیم تا با عملکرد و مزایای آن بهطور کامل آشنا شوید.
سیستم کمک راننده هوشمند (adas) چیست؟
سیستم کمک راننده پیشرفته (advanced driver assistance systems) مجموعهای از فناوریها و سنسورها است که با هدف افزایش ایمنی و راحتی رانندگی در خودروها تعبیه شدهاند. این سیستم با جمعآوری اطلاعات از محیط اطراف خودرو، تحلیل دادهها و ارائه هشدار یا حتی دخالت مستقیم در کنترل خودرو، خطر تصادفات و خطاهای انسانی را کاهش میدهد. ADAS با ترکیب هوشمندی پردازشگرها، سنسورها، دوربینها و واحدهای کنترلی، رانندگی را ایمنتر و مطمئنتر میکند و پایهای برای توسعه خودروهای نیمهخودران و خودران است. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره سیستم رانندگی خودکار کلیک کنید.
هر یک از اجزای سیستم همیار راننده، نقش حیاتی و مکملی در کارکرد کل سیستم دارند. اجزای اصلی سیستم کمک راننده هوشمند را در جدول زیر مشاهده میکنید:
| اجزای ADAS | نقش و عملکرد |
| سنسورها (Sensors) | ثبت اطلاعات محیطی شامل فاصله تا موانع، خطوط جاده، سایر خودروها و عابران. |
| رادار adas | رادار با ارسال امواج رادیویی و اندازهگیری بازگشت آنها، فاصله، سرعت و زاویه حرکت اجسام اطراف خودرو را تشخیص میدهد.
این سنسور برای تشخیص خودروها و موانع در فواصل متوسط و طولانی فوقالعاده دقیق است و در قابلیتهایی مثل ترمز اضطراری و کروز کنترل تطبیقی کاربرد اساسی دارد. برای اطلاعات بیشتر در زمینه رادار خودرو کلیک کنید. |
| دوربین (Camera) | دوربینها محیط اطراف را مانند چشم انسان ثبت میکنند. آنها قادرند خطوط جاده، علائم راهنمایی، خودروها، عابران پیاده، دوچرخهسواران و حتی رنگها و جزئیات بصری را تشخیص دهند.
این سنسورها برای عملکرد سیستمهایی مثل هشدار خروج از لاین یا تابلو خوان ضروریاند. |
| سنسورهای التراسونیک (Ultrasonic) | این سنسورها بیشتر برای فاصلههای نزدیک طراحی شدهاند و از امواج صوتی استفاده میکنند.
در قابلیتهایی مثل کمکپارک، هشدار برخورد عقب و حرکت در سرعت پایین کاربرد دارند. |
| لیدار (Lidar) | در خودروهای پیشرفتهتر، LiDAR پالسهای لیزری ارسال میکند و با بررسی بازگشت آنها، یک نقشه سهبعدی بسیار دقیق از محیط اطراف خودرو ایجاد میکند.
لیدار در تشخیص اشیا با جزئیات بالا و سنجش فاصله در محیطهای پیچیده عملکرد فوقالعادهای دارد. |
| واحد پردازش و کنترل (ECU / پردازنده) | ادغام دادههای سنسورها، تحلیل محیط و تصمیمگیری برای هشدار یا دخالت در خودرو. |
| واکنشگرها (Actuators) | کنترل ترمز، فرمان و سایر بخشها برای انجام واکنشهای ایمن در مواقع ضروری. |
| رابط کاربری با راننده (HMI) | ارتباط انسان و ماشین را برقرار میکند، ارائه هشدارها و اطلاعات به راننده از طریق نمایشگر، صدا یا لرزش برای اقدام سریع. |
نحوه عملکرد سیستم کمک راننده آداس
سیستم کمک راننده آداس/ ADAS «چشم و مغز» خودرو است که دائم وضعیت جاده را میبیند، ارزیابی میکند و در مواقع خطر به راننده هشدار میدهد یا کمک میکند تا واکنش سریع و ایمن انجام شود. عملکرد ADAS در چند مرحله انجام میشود:
- جمعآوری داده: تمام سنسورها—رادار، دوربین، لیدار و اولتراسونیک—بهطور لحظهای اطلاعات محیط را جمعآوری میکنند؛ از فاصله و سرعت گرفته تا خطوط جاده و اشیای اطراف.
- پردازش دادهها: واحد کنترل مرکزی (ECU) دادههای دریافتی را تحلیل کرده و در بسیاری از خودروها اطلاعات چند سنسور را با هم ترکیب (Sensor Fusion) میکند تا نتیجه دقیقتری به دست آید.
- تشخیص خطر: الگوریتمها وضعیت پیش رو را تحلیل میکنند و سیستم بررسی میکند آیا احتمال برخورد، خروج از مسیر یا خطر دیگر وجود دارد یا نه.
- هشدار یا دخالت مستقیم: در سیستمهای غیرفعال، فقط هشدار داده میشود (صوتی، تصویری یا ویبره). اما در سیستمهای فعال، خودرو در صورت لازم دخالت میکند؛ مثل ترمز گرفتن، فرمان دادن، اصلاح مسیر یا کنترل خودکار سرعت.
نحوه فعال یا غیرفعال کردن سیستم نظارت بر رفتار راننده ADAS ، بسته به مدل و خودروساز متفاوت است، اما در اغلب خودروهای امروزی، روشن یا خاموش کردن سیستم ADAS از چند مسیر مشخص انجام میشود:
رایجترین روش، ورود به منوی «سیستم کمکراننده» یا «Safety / Driver Assist» در صفحهنمایش مرکزی است؛ جایی که میتوان قابلیتهایی مثل هشدار عدم توجه راننده، هشدار خروج از خط یا کمک فرمان را کنترل کرد. بعضی خودروها یک دکمه فیزیکی مخصوص روی داشبورد یا فرمان دارند که با فشار دادن آن، بخشهای مختلف ADAS روشن یا خاموش میشود. در برخی مدلها نیز سیستم کمک راننده بهصورت خودکار هنگام روشن شدن خودرو فعال است و فقط از طریق تنظیمات میتوان وضعیت آن را تغییر داد.
برای غیرفعال کردن سیستم هم همین روشها استفاده میشود؛ یعنی یا از داخل تنظیمات، گزینه مربوطه را خاموش میکنید، یا دکمه فیزیکی را فشار میدهید. بعضی قابلیتها (مثل کروز کنترل تطبیقی) زمانی که راننده پدال ترمز را فشار میدهد یا فرمان را ناگهانی حرکت میدهد، بهطور موقت غیرفعال میشوند.
توجه داشته باشید که خاموش کردن سیستمهای ایمنی ADAS ممکن است خطر تصادف را افزایش دهد و در برخی شرایط قانونی یا بیمهای مشکلاتی ایجاد کند.
بیشتر بخوانید: سیستم تشخیص خواب آلودگی راننده
انواع سیستم همیار راننده
انواع سیستم کمک راننده پیشرفته عبارتند از:
سیستمهای آگاهکننده (Alert Systems)
این سیستمها زمانی که موقعیت خطرناک یا مستعد حادثه تشخیص داده میشود، راننده را آگاه میکنند. هشدارها میتوانند به صورت صوتی، بوق یا ارتعاشی باشند. در روش ارتعاشی، فرمان، صندلی یا هر دو بخش به ارتعاش درمیآیند تا توجه راننده جلب شود. این روش تأثیر زیادی در هشداردهی دارد، اما گاهی ممکن است برای راننده ناخوشایند یا حواسپرتکن باشد. سیستمهای آگاهکننده بیشتر به خطاهای تشخیصی و تصمیمگیری مانند حواسپرتی یا سرعت بیش از حد میپردازند.
سیستمهای مداخلهگر (Intervention Systems)
این سیستمها علاوه بر هشدار دادن، در شرایط خاص رانندگی وارد عمل میشوند. اگر راننده نتواند وضعیت را کنترل کند، سیستم با اصلاح فرمان، ترمز یا سرعت خودرو به کاهش خطر تصادف کمک میکند. سیستمهای مداخلهگر به خطاهای عملکردی مانند کنترل نامناسب وسیله نقلیه رسیدگی میکنند و نقش فعالی در حفظ ایمنی و جلوگیری از حوادث دارند.
کاربردهای سیستم ADAS
رایجترین کاربردهای سیستم کمک راننده پیشرفته اداس عبارتند از:
- ترمز اضطراری خودکار (AEB): از تصادفات ناگهانی با خودروها، عابرین یا موانع جلویی جلوگیری میکند. مثلا وقتی خودرو جلویی ناگهان ترمز میکند و راننده واکنشی نشان نمیدهد، سیستم ADAS به صورت خودکار ترمز میگیرد. به منظور اطلاعات بیشتر درباره ترمز اضطراری خودکار کلیک کنید.
- کنترل تطبیقی کروز (ACC): فاصله ایمن با خودرو جلویی و تنظیم خودکار سرعت خودرو را حفظ میکند. مثلا در بزرگراه، حتی اگر خودرو جلویی سرعتش را کاهش دهد، سیستم کمک راننده هوشمند فاصله را حفظ کرده و سرعت شما را تنظیم میکند. برای آشنایی کامل با سیستم کروز کنترل تطبیقی کلیک کنید.
- هشدار خروج از خطوط (LDW): به راننده در صورت خروج ناخواسته از خطوط جاده هشدار میدهد. بطور مثال هنگام خوابآلودگی یا حواسپرتی راننده، سیستم با لرزش فرمان یا هشدار صوتی هشدار میدهد. مطلب رادار حرکت بین خطوط را برای آگاهی بیشتر بخوانید.
- تشخیص نقطه کور (BSD): خودروها نقاط کور را شناسایی و از تغییر ناگهانی لاین جلوگیری میکنند. مثلا هنگام تغییر لاین، اگر خودرویی در نقطه کور باشد، چراغ هشدار روی آینه روشن میشود. برای آگاهی از رادار نقطه کور کلیک کنید.
- کمک پارک و تشخیص موانع (Parking Assist / Parking Sensors): سیستم کمک راننده پیشرفته ADSA موجب راهنمایی راننده در پارک کردن و جلوگیری از برخورد با موانع میشود. به عنوان مثال هنگام پارک دوبل، سنسورها موانع را شناسایی کرده و هشدار صوتی یا تصویری میدهند. برای اطلاعات بیشتر میتوانید مطلب اتوپارک را بخوانید.
- کمک فرمان خودکار (LKA): سیستم همیار راننده موجب نگه داشتن خودرو در مرکز خط جاده با مداخله خودکار در فرمان میشود. مثلا در مسیر طولانی یا بزرگراه، اگر خودرو بهطور ناخواسته به کناره خط نزدیک شود، سیستم فرمان را اصلاح میکند.
بیشتر بخوانید: معرفی سیستم کنترل کشش خودرو و تفاوت با کنترل پایداری
مزایا و معایب سیستم کمک راننده پیشرفته
از جمله مزایا و معایب سیستم کمک راننده پیشرفته شامل موارد زیر است:
مزایا سیستم کمک راننده پیشرفته (ADAS)
- کاهش خطر تصادف و افزایش امنیت راننده و سرنشینان
- کاهش خستگی راننده بهخصوص در مسیرهای طولانی
- حفظ فاصله ایمن با خودرو جلویی و تنظیم خودکار سرعت که امنیت رانندگی را افزایش میدهد
- واکنش سریع خودرو در شرایط اضطراری مانند توقف ناگهانی خودرو جلویی یا ورود عابر به مسیر
- افزایش اطمینان راننده در شرایط جادهای دشوار و ترافیک
معایب سیستم ADAS
- وابستگی بیش از حد راننده به سیستم و کاهش تمرکز در مواقع بحرانی
- عملکرد محدود در شرایط خاص جوی یا جادهای مانند مه غلیظ، برف سنگین یا جادههای غیرخطی
- هزینه بالای تعمیر و نگهداری نسبت به خودروهای بدون ADAS
- احتمال اختلال در عملکرد ایمنی در صورت خرابی سنسورها، دوربینها یا سیستم پردازش
سطوح مختلف رادار adas
همانطور که در بالا گفتیم، در خودروهای مجهز به ADAS، رادار یکی از مهمترین سنسورهای تشخیص محیط است که به خودرو اجازه میدهد فاصله، سرعت و موقعیت اجسام را حتی در شرایط سخت (باران، مه، نور کم) شناسایی کند. اما همه رادارها یکسان نیستند؛ هرکدام بر اساس برد، دقت و وظیفه در یکی از سطوح کوتاهبرد، میانبرد، بلند برد یا نسل جدید «۴D» قرار میگیرند. ترکیب این رادارها باعث میشود خودرو هم موانع نزدیک را درک کند، هم خودروهای دور را تشخیص دهد و هم در موقعیتهای پیچیده تصمیمهای دقیقتری بگیرد. به همین دلیل است که سیستمهای ایمنی پیشرفته برای عملکرد کامل، از چند نوع رادار استفاده میکنند. ویژگی و انواع رادار ADSA عبارتند از:
| نوع رادار | برد معمول / ویژگیها | کاربردهای اصلی |
| رادار کوتاهبرد (SRR) | حدود ۰ تا ۳۰ متر | نقطه کور، کمک پارک، هشدار برخورد در فاصله نزدیک، هشدار ترافیک جانبی عقب |
| رادار میانبرد (MRR) | حدود ۳۰ تا ۸۰/۱۰۰ متر | کمک تغییر لاین، پایش خودروهای اطراف، هشدار برخورد با سرعت متوسط |
| رادار بلندبرد (LRR) | حدود ۱۵۰ تا ۲۵۰ متر | کروز کنترل تطبیقی، تشخیص خودرو/موانع دوردست، هشدار برخورد از جلو در سرعت بالا |
| رادار 4D (Imaging Radar) |
برد زیاد + تفکیکپذیری دقیق | کاربرد در خودروهای نیمهخودران، تشخیص دقیق عابر، اشیا کوچک و موقعیت سهبعدی آنها |
ویژگی های کلیدی رادار adas
ویژگیهای کلیدی رادار ADAS شامل موارد زیر است:
- قابلیت تشخیص فاصله و سرعت با دقت بالا
- قابلیت عملکرد در شرایط نامساعد جوی و نور کم
- قابلیت پشتیبانی از سیستمهای کروز کنترل تطبیقی و ترمز اضطراری
- قابلیت تشخیص خودروها و موانع در نقاط کور یا کنارهها
- قابلیت ترکیب با سایر حسگرها (Sensor Fusion)
- قابلیت هشدار سریع با تاخیر زمانی بسیار کم
محدودیتها و چالشهای عملکرد رادارهای ADAS
اگرچه رادارهای ADAS نقش حیاتی در ایمنی و کمک به راننده دارند، اما محدودیتها و چالشهایی نیز دارند که باید مدنظر قرار گیرند. از جمله مهمترین محدودیتهای رادارهای جانبی آداس عبارتند از:
- رادارهای ADAS در تشخیص اجسام کوچک یا با بازتاب ضعیف دقت کمتری دارند؛ اشیایی مثل چوب، شاخه نازک یا حتی دوچرخهسوار ممکن است همیشه بهخوبی شناسایی نشوند.
- در محیطهای شهری شلوغ که بازتاب امواج زیاد است، احتمال ایجاد سیگنال اشتباه یا هشدارهای غیرضروری بالا میرود.
- شرایط جوی شدید مثل باران سنگین، برف غلیظ یا مه، عملکرد رادار را کاهش میدهد؛ البته معمولاً از دوربینها قابلاعتمادتر است.
- احتمال تداخل امواج رادار با سیستمهای مشابه در خودروهای دیگر یا تجهیزات الکترونیکی خودرو وجود دارد که میتواند موجب نویز یا کاهش دقت شود.
- رادارهای کوتاهبرد فقط موانع نزدیک را تشخیص میدهند و در سرعتهای بالا یا بزرگراهها نیاز به کمک حسگرهای دیگر مثل دوربین و لیدار وجود دارد.
- به همین دلیل، عملکرد بهینه رادار تنها زمانی تضمین میشود که با سایر حسگرها ترکیب شده و دادهها در واحد پردازش مرکزی تحلیل شوند.
آنچه در مقاله سیستم کمک راننده پیشرفته -ADSA خواندیم
در این مقاله با سیستم کمک راننده پیشرفته ADAS آشنا شدیم و دیدیم این فناوری چگونه برای جلوگیری از خطر یا کمک به راننده وارد عمل میشود. ابتدا اجزای اصلی و نحوه کارکرد آن را از مرحله دریافت اطلاعات تا پردازش و واکنش بررسی کردیم. سپس یاد گرفتیم که چگونه میتوان قابلیتهای مختلف این سیستم را از طریق منوی تنظیمات یا دکمههای فیزیکی فعال و غیرفعال کرد.
در ادامه، با کاربردهای مهم ADAS آشنا شدیم. همچنین انواع رادارهای مورد استفاده در این سیستم—از کوتاهبرد و میانبرد تا بلندبرد و رادارهای پیشرفته 4D—معرفی شدند تا بدانید هر کدام چه نقشی در تشخیص موانع دارند. در پایان نیز مزایا و محدودیتهای این فناوری توضیح داده شد تا دید واضحتری از قابلیتها و چالشهای سیستمهای کمکراننده به دست آوریم.