Diz 87 cz
Definice a ochrana obálky stability a bezpečnosti vozidla
Autor: Denis Efremov
Srovnáním historie leteckých a pozemních vozidel lze konstatovat rychlý růst komplexity a počítačového řízení letadel během posledních sedmdesáti let. Tento růst vychází z vysoké ceny každého letadla a jeho pilota a finančních toků na výzkumné účely během studené války. Tyto klíčové faktory v leteckém průmyslu vedly k zvyšení agilitu a složitosti letadel a zavedení řídicích algoritmů sloužících k redukci zátěže pilotů a tím redukci jejich chyb či selhání. Na druhou stranu se pozemní vozidla začala pomalu rozvíjet v posledních třech desetiletích, kdy byly poprvé zavedeny bezpečnostní algoritmy, jako jsou antiblokovací brzdové systémy, jako nutné vybavení pro každé vyrobené vozidlo. Automobily jdou stejnou cestou zlepšení jako letadla: od X-by-wire systémů přes přeaktuováné platformy (kde je počet aktuátorů větší, než je potřeba pro řízení, tj. nezávislé ovládání, brzdění a pohon kol) a definování bezpečnostní obálky (kde dynamika vozidla není ohrožena a jeho okolí nepředstavuje žádné nebezpečí) až po algoritmy ochrany obálky (které zlepšují lidské operace pro zvýšení bezpečnosti a stability vozidla). Tato disertace si klade za cíl poslední dva kroky, definuje obálku vozidlo-silnice a zavádí řídicí algoritmy k ochraně jejích hranic. Obálka vozidlo-silnice je strategicky rozdělena do dvou hlavních částí: řídíci a dopravního prostředi. První určuje stavy v prostoru dynamiky vozidla, kde každé kolo nebude zablokováno, přetáčeno ani nebude klouzat. Druhá část definuje bezpečné operační pozice, kde lze každé kolo umístit tak, aby se předešlo vyjetí ze silnice, kolizím s ostatními účastníky silničního provozu a jízdním nepravidelnostem, jako jsou díry nebo malé předměty na vozovce. Definice obálky se provádí vzhledem ke kolům, což umožňuje využití tohoto konceptu pro konfiguraci jakéhokoli automobilu (nebo jakékoli jiné platformy na kolech). Algoritmus ochrany řídící obálky lze použít jako integrovaný kontrolér, který plní funkci protiblokovacího brzdového systému, trakčního řízení, elektronického programu stability a systémů řízení rozjezdu. Stejně tak algoritmus ochrany obálky dopravního prostředi lze použít jako integrovaný systém udržování jízdního pruhu a vyhýbání se kolizím. Nicméně může být také využíván pro polo-automatizovanou jízdu na běžných vozovkách i v terénu.