همانطور که در مقاله بررسی کلی سیستم‌های کنترلی خودرو ذکر شد یکی از بخش‌های اساسی کنترلی خودرو شامل سیستم‌های کمک‌راننده بود. در بخش سیستم‌های کمک‌راننده این مقاله به معرفی انواع سیستم‌های مختلف کمک‌راننده پرداخته شد. در بین این سیستم‌ها، سیستم‌های هشدار خروج از خط یا نگهدارنده بین دو خط جاده معرفی شدند. این سیستم‌های ذکر شده در یک جمع‌بندی کلی به عنوان سیستم‌های اجتناب از برخورد جای می‌گیرند. سیستم‌های جلوگیری از برخورد به سیستم‌هایی گفته می‌شود که با استفاده از سیگنال‌های رادار، دوربین، سنسور یا لیزر احتمال تصادف را تشخیص می‌دهد و به راننده هشدار می‌دهد و یا به طور خودکار عمل کرده و اقدام امنیتی را انجام می‌دهد. برای سرعت‌های کم خودرو (تا ۵۰ کیلومتر بر ساعت) سیستم اجتناب از برخورد با ترمز‌گیری وارد عمل می‌شود و برای سرعت‌های بالا با استفاده از فرمان خودرو عمل می‌کند. خودرو‌های مجهز به سیستم‌های اجتناب از برخورد معمولا به کروز کنترل تطبیقی و فرمان فعال خودرو مجهز می‌باشند.

سیستم‌های اجتناب از برخورد بر پایه فرمان‌فعال

تاریخچه سیستم‌های اجتناب از برخورد

اولین بحث‌های مرتبط با سیستم های اجتناب از برخورد در سال ۱۹۹۵ توسط تیم مهندسی و علمی در آزمایشگاه تحقیقاتی هیوز (Hughes Electronics) در مالیبو کالیفرنیا معرفی شد. این پروژه توسط شرکت دلکو الکترونیک حمایت مالی می‌شد. سیستم توسعه داده شده یک سیستم رادار مبنا بود که این تکنولوژی به آسانی در هیوز الکرونیک در دسترس بود. اس‌یو‌‌وی مفهومی‌ای که با عنوان SSC شناخته می‌شد به تکنولوژی شرکت هیوز مجهز شد. این خودرو در نمایشگاه بین‌المللی امریکای شمالی در کوبو هال در دیتروید در سال ۱۹۹۶ به صورت عمومی رونمایی شد. در اوایل سال ۲۰۰۰، سازمان ملی ایمنی ترافیک بزرگراه ایالات متحده امریکا تحقیقاتی در زمینه اجباری کردن سیستم‌های هشدار خروج از خط و سیستم از هشدار برخورد را مورد بررسی قرار داد. ولی در نهایت این اروپاییان بودند که پیشگام این قوانین شدند و ایجاد سیستم‌های اجتناب از برخورد با استفاده از سیستم‌های ترمز اضطراری با عناوین (AEBS و AEB) را در ۱ نوامبر ۲۰۱۳ برای خودرو‌های تولید جدید و در ۱ نوامبر ۲۰۱۵ برای همه خودرو‌های جدید در سرتاسر اتحادیه اروپا را الزامی اعلام کردند. به طوری که مهاجم تروریستی برلین در سال ۲۰۱۶ که بازار کریسمس برلین را مورد حمله قرار داده بود به واسطه سیستم ترمز اضطراری متوقف شده بود!

همچنین در مارس ۲۰۱۶ سازمان ملی ایمنی ترافیک بزرگراه ایالات متحده امریکا اعلام کرد که ۹۹ درصد از سازندگان خودرو در ایالات متحده امریکا توافقنامه‌ای مبنی بر اضافه کردن سیستم ترمز اضطراری به عنوان یک ویژگی استاندار برای خودرو‌های جدید تا سال ۲۰۲۲ صورت داده‌اند.

سیستم‌های اجتناب از برخودر به سرعت در حال راهیابی به خودرو‌های هستند. در تحقیقی بر اساس گزارشات پلیس نشان داد که اضافه کردن سیستم‌های ترمز اضطراری سبب کاهش تصادفات تا ۳۹ درصد شده است. در سال ۲۰۱۲ در تحقیقی ادعا شده بود که اضافه کردن سیستم‌های ترمز‌های اضطراری در همه خودرو‌ها ۲۷ درصد از تصادفات را کم خواهد کرد و هر ساله جان ۸۰۰۰ اروپایی نجات داده خواهد داد.

سیستم‌های اجتناب از برخورد بر پایه ترمز اضطراری

نحوه عملرد سیستم‌های اجتناب از برخورد

همانطور که پیش‌تر گفته شد این سیستم‌ها بر دو اساس ترمز گیری و فرمان‌دهی نهاده شده‌اند. به طور کلی امنیت سیستم‌های ترمز اضطراری بالاتر از فرمان فعال است، به طوری که سیستم‌های فرمان امروزه به صورت جزئی و کاملا کنترل شده عمل کرده و هنوز هم در تحقیقات محققان جای دارد. سیستم‌های بر پایه ترمز‌گیری ابتدا با استفاده از رادار، سنسور یا دوربین مانع، فاصله تا مانع و سرعت مانع را تشخیص می‌دهد و سپس با استفاده از این داده‌ها ابتدا با هشدار‌های بصری و لامسه‌ای راننده را از وجود خطر آگاه می‌کند. در صورت اقدام به موقع راننده سیستم به طور خودکار وارد عمل نمی‌شود ولی در صورتی که راننده اقدامی نکرد با استفاده از ترمز اضطراری خودکار، خودرو را قبل از مانع متوقف می‌کند. سیستم‌های فرمان محور نیز از همین تکنولوژی استفاده می‌کنند با این تفاوت که به جای ترمز‌گیری با فرمان‌دهی مناسب خودرو، مانع را دور زده و از کنار مانع عبور می‌کند. در این حالت با توجه به سرعت زیاد و فرمان‌های ناگهانی احتمال ناپایداری خودرو یا برخودر با خودر‌وهای کناری وجود دارد. به همین دلیل استفاده تلفیقی از این دو تکنولوژی بحث داغ محققان است. در این حالت با توسعه الگوریتم‌هایی با توجه به وجود یا عدم وجود خودرو‌های کناری، فاصله با این خودرو‌ها، فاصله با مانع، سرعت و دیگر شرایط مانع، سناریوی‌های مختلف ترمز‌گیری و فرمان‌دهی ایجاد می‌شود. تلفیق این دو سیستم و تعامل آن با محیط اطراف و همچنین رفتار نامطلوب احتمالی راننده سبب وارد شدن پارامتر‌های نامعینی زیادی به سیستم کنترلی خودرو می‌شود. طبق چارت زمانی اهداف شرکت مگنا، شرکت پیشرو در سیستم‌های کنترلی خودرو، استفاده از این سیستم‌ها و توسعه بزرگراه‌های هوشمند تا سال ۲۰۲۰ به طور کامل توسعه پیدا کرده و وارد خودرو‌های جدید خودرو‌ساز‌ها خواهد شد. البته امروزه خودروساز‌های بسیاری خودرو‌های خود را مجهز به این سیستم‌ها کرده‌اند ولی در اکثر موارد این سیستم‌ها بر مبنای ترمز‌گیری اضطراری کار می‌کنند.

سیستم اجتناب از برخورد (بخش هشدار و عملگر ترمز‌گیری با رنگ‌های قرمز کم و پر رنگ نشان داده شده است)

البته استفاده از این سیستم‌ها محدود به خودرو نشده است و در قطار‌های سبک شهری (تراموای) نیز مورد استفاده قرار گرفته است. اخیرا مهندسان شرکت بوش سیستم اجتناب از برخورد خودرو را، برای استفاده در قطار شهری سبک (Light rail) نیز گسترش داده‌اند. این سیستم حمل و نقل شهری با استفاده ترکیب ویدئو، رادار و واحد کنترل ریل توسعه داده شده و در تراموای ایالت هسن آلمان مورد تست قرار گرفته است. در سیستم جدید بوش علاوه بر هشدار به راننده، سیستم ترمزگیری خودکاری برای کاهش سرعت قطار و در نهایت توقف کامل آن به سیستم پیشین اضافه شده است. این سیستم قادر به تشخیص خودرو، اتوبوس، دیگر ترامواها و دیگر اجسام استاتیک می باشد. در صورتی که این سیستم تشخیص دهد، جسمی به صورت خطرناک نزدیک قطار قرار دارد، هشدار های بینایی و شنوایی را به راننده می دهد. اگر راننده قطار هیچ عکس العملی در عرض دو ثانیه از خود نشان ندهد، سیستم خودکار اقدام به کم کردن سرعت قطار تا لحظه توقف کامل آن می کند.

سیستم تشخصی عابر با استفاده از دوربین و پردازش تصویر