أنظمة مساعدة السائق: ما تستطيع المستشعرات فعله

تسمح أنظمة الرادار (عادةً بتردد 77 جيجاهرتز) بقياساتٍ دقيقة للسرعة والمسافة، حتى عند السرعات العالية للمركبة، ولكنها ليست ذات دقة زاوِّية عالية. وهي تفيد، على سبيل المثال، في تجنُّب الاصطدامات. وتتمثَّل إحدى نقاط قوتها في استقلاليتها عن الطقس. وتُستخدم بجانب الرادار قصير المدى لاكتشاف الأجسام في مدى يصل حتى 30 مترًا، أنظمة رادار متوسطة المدى وطويلة المدى يصل مداها إلى 250 مترًا.

مستشعر لا يقلُ أهميةً هو ما يُعرف باسم مستشعر الليدار. يشير الاختصار Lidar إلى العبارة الإنجليزية Light-Detection and Ranging (بالعربية: اكتشاف الضوء وتحديد المدى)، وهو نظام قياس بصري لاكتشاف الأجسام. يمكن تحديد موضع الكائن من خلال انعكاس الضوء المنبعث على الكائن حتى يصل الضوءُ مرةً أخرى إلى جهاز الاستقبال خلال زمن الانتشار. هو من حيث المبدأ كذلك ماسح ضوئي بالليزر، يمكنه أيضًا إنشاء صورة ثلاثية الأبعاد للمنطقة المحيطة. ولا تعمل أنظمة الليدار بالموجات الدقيقة، وإنما بنبضاتٍ ضوئية من نطاقات الضوء غير المرئيّ، أيّ بالقرب من ضوء الأشعة تحت الحمراء. النمط النموذجيّ هو طول موجيّ 905 نانومتر، ومدى 200 متر في الظروف الجوية الجيدة، ودقة زاوّية عالية، وتغطية بزاوية 360 درجة. ورغم ذلك، يؤثر الضوءُ الساطع، وظروف الرؤية السيئة، مثل الضباب أو المطر أو الرذاذ، سلبًا على المدى. لذلك يُستعمَل الليدار في الغالب كنظامٍ إضافيّ.

تستطيع الكاميراتُ الحديثة التعرُّف، فضلاً عن ذلك، على العوائق الكائنة أمام السيارة، والتمييز بينها. وتُستخدم في هذا الصدد الكاميراتُ الأحادية والاستريو على حدٍ سواء. وهذه الأخيرة قادرةٌ على اكتشاف العوائق في صورةٍ ثلاثية الأبعاد دون أجهزة استشعارٍ إضافية. في حال وجود كاميرا استريو، يحد حيزُ التركيب من التصوير ثلاثي الأبعاد: فكلما قصرُت المسافةُ الفاصلةُ بين عدستيّ الكاميرا، كان مدى القياس ثلاثيّ الأبعاد الفعَّال أصغر. وهذا يعني: أن كاميرات الاستريو تستطيعُ الرؤيةَ بأبعادٍ ثلاثة حتى 50 مترًا أمام السيارة. وتكون اختلافاتُ المنظور بين كلتا الصورتين المُلتَقطَتين، علاوةً على ذلك، ضئيلةً جدًا على أن تُشتَق منها معلوماتٌ ثلاثيةُ الأبعاد. وبدءًا من هذا الحد، تسلكُ الكاميرا مَسلك كاميرا أحادية.

يبلغ مدى الكاميرا الأحادية حوالي 250 مترًا بغض النظر عن حيز التركيب، ومن خلال الجمع بين الصور من عدة كاميرات ومستشعرات، يتسنى إنشاءُ عرضٍ ثلاثيّ الأبعاد. ويمكن للكاميرات في المقصورة الداخلية كذلك اكتشافُ ما إذا كان السائقُ مُتعبًا أو مُشتتًا. وتسجِّل الكاميراتُ المحيطة (الأمامية والخلفية)، فضلاً عن ذلك، النطاقَ المحيط المباشر للسيارة وتُظهر العوائق.

تُستخدم كاميراتُ الأشعة تحت الحمراء، من ناحيةٍ أخرى، من أجل مساعدي الرؤية الليلية. وهي تتفاعل مع الإشعاع الحراريّ الصادر عن الأجسام. تُحوَّل المعلومات إلى صورٍ بالأبيض والأسود، وتُعرض على شاشة العرض المدمجة. تبدو المنطقةُ المحيطة الأكثر برودةً مظلمةً، فيما يظهر الأشخاص والحيوانات في سطوعٍ ملفت. وتكتشف الأنظمةُ الحديثةُ الأشخاصَ والحيواناتِ البرية الأكبر حجمًا في مسافةٍ تصلُ إلى 300 متر. وتدوِّي إشارةٌ تحذيرية في المواقف الخطرة. ويكون من الممكن، على سبيل المثال، تحذيرُ الشخص بنبضاتٍ ضوئية قصيرة اعتمادًا على نظام الكشاف الأمامي.

يمكن ربطُ جميع البيانات ذات الصلة من الموجات فوق الصوتية والرادار والليدار والكاميرا وغيرها بذكاء وفي الوقت الفعليّ بمساعدة ما يُسمَّى دمجُ المستشعرات. من ناحية المنظور، هذا ما يجعل القيادةَ الآليةَ ممكنةً في المقام الأول. عملياتُ التكرار، أي التداخلُ الجزئيُّ للنتائج فيما يخص استكشاف النطاق المحيط، هي أمرٌ مرغوبٌ فيه صراحةً. فقط عملياتُ التكرار واختباراتُ المعقولية، أي الفحصُ الداخليُّ للنظام لمعرفة ما إذا كانت بياناتُ النطاق المحيط قد سُجِّلت بشكلٍ صحيح، تمنعُ إلى حدٍ كبير التفسيرَ غير الصحيح للبيانات. نحنُ نتعامل مع ذلك بمزيجٍ فرديّ من المعلومات والمستشعرات والمزيدَ المزيد من البيانات، التي تجب معالجتها في الوقت الفعليّ، اعتمادًا على أنظمة مساعدة السائق ودرجة الأتمتة وفئة السيارة. وهذا ما يمثلُ اليوم تحفةً فنيةً من التكنولوجيا!