How Do Collision Avoidance Systems Work?

Credit: CC BY 2.0 BY FRANK DERKS

Rijden is veel complexer dan we doorgaans denken als we elke dag achter het stuur kruipen. Maar de kans is groot dat u wel eens een moment hebt gehad – een auto die plotseling voor u remt, een dier dat de straat opduikt, een afleiding die uw aandacht wegneemt – waarop u zich plotseling in een botsingsgevaar bevindt. Hoe reageert u? Kun je snel genoeg reageren? Zijn sommige ongelukken gewoon onvermijdelijk?

De wetenschap van risicobeperking

Ondanks de beste praktijken, verkeerswetten en talloze veiligheidscampagnes gebeuren er nog elke dag aanrijdingen. Het is dus geen verrassing dat ingenieurs ervoor hebben gekozen om dit probleem vanuit een geautomatiseerd standpunt aan te pakken. In 2016 zijn de National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) en 20 grote autofabrikanten overeengekomen om tegen 2022 automatische noodremmen tot standaardvoorziening te maken in alle nieuwe voertuigen. Hoewel deze systemen niet elk ongeval voorkomen, is bewezen dat ze het risico op botsingen aanzienlijk verminderen.

Met de NHTSA-overeenkomst op zijn plaats, heeft elke grote autofabrikant vandaag een of andere versie van deze technologie op de markt. Maar hoe werken deze systemen om botsingen te voorkomen? Dat varieert per oplossing, maar hier zijn enkele algemene principes achter de technologie.

Old Technology Performing New Trick

Sinds het einde van de jaren vijftig hebben ingenieurs gezocht naar manieren om botsingen te voorkomen met behulp van sensoren. De Cadillac Cyclone, een futuristische conceptauto ontworpen door Harley Earl, bevatte een radardetectiesysteem voor het vermijden van botsingen onder zijn vele innovatieve functies. Radarsystemen werden destijds te duur bevonden voor massaproductie, maar zouden in de toekomst nog steeds een belangrijke rol spelen in de technologie om botsingen te voorkomen.

In 1995 demonstreerden Hughes Research Laboratories en Delco Electronics een op radar gebaseerd systeem om voorwaartse botsingen te vermijden. De radartechnologie had zich ontwikkeld van de neuskegels van de Cyclone tot een kleine antenne die speciaal voor voertuigen was ontworpen. Radar heeft zich verder ontwikkeld en speelt een belangrijke rol in veel automatische systemen om botsingen te vermijden.

Een andere technologie werd in 1997 in het autodesign geïntroduceerd door Toyota, die in Japan een voertuig introduceerde met een adaptieve cruise control die gebruik maakt van een laserdetectiesysteem. Ook deze lasers zijn ontwikkeld en verbeterd en worden toegankelijker voor de markt naarmate de NHSTA-deadline nadert.

Hoe waarschuwen en assisteren we bestuurders

Botsingsvermijdingssystemen reageren op twee verschillende manieren op situaties. Ten eerste waarschuwen ze de bestuurder voor het risico door middel van een lampje, een geluid of beide. Voertuigen met camera’s voor en achter geven ook visuele waarschuwingen voor obstakels. Het Insurance Institute for Highway Safety (IIHS) heeft de voordelen van deze systemen actief bestudeerd.

Met behulp van radar, lasers en camera’s omvatten waarschuwingssystemen voor het vermijden van botsingen:

• Forward-collision Warning (FCW): Visuele en/of akoestische waarschuwing om de bestuurder te waarschuwen voor het risico van een botsing. De IIHS heeft reeds een vermindering van 27% vastgesteld van het aantal frontale aanrijdingen met de achterzijde dankzij deze technologie.

• Blind-spotwaarschuwing (BSW): Visuele en/of akoestische melding dat een voertuig zich in de dode hoek van de bestuurder in een aangrenzende rijstrook bevindt; een extra waarschuwing kan klinken als een richtingaanwijzer wordt gebruikt wanneer een voertuig zich in de dode hoek bevindt. IIHS-studies hebben aangetoond dat het aantal ongevallen bij het wisselen van rijstrook met 14% en het aantal ongevallen met gewonden bij het wisselen van rijstrook met 23% is gedaald bij voertuigen met deze functie.

• Waarschuwing voor kruisend verkeer: Een visueel, akoestisch of haptisch waarschuwingssignaal als een object zich momenteel buiten het bereik van de camera bevindt, maar ernaartoe lijkt te bewegen. Uit onderzoek blijkt dat het aantal aanrijdingen met tegenliggers met 22% afneemt.

• Waarschuwing voor het onbedoeld verlaten van de rijstrook (LDW): Een visueel, akoestisch of haptisch waarschuwingssignaal dat een bestuurder de rijstrookmarkeringen overschrijdt. Deze technologie heeft geleid tot een daling van het aantal zijdelingse en frontale aanrijdingen met 11% en een daling van het aantal gewonden met 21% bij dergelijke aanrijdingen.

Naast waarschuwingen en alarmeringen helpen sommige systemen om botsingen te voorkomen de bestuurder bij het beperken van dreigende risico’s. Deze systemen overrulen de bestuurder door het gaspedaal van het voertuig te wijzigen of de remmen in te trappen. De hulpmiddelen om deze systemen te informeren zijn vergelijkbaar met waarschuwingen, waaronder radar, lasers en camera’s, maar de reactie van het voertuig is proactiever. Botsingsvermijdingsfuncties die bestuurders actief bijstaan, omvatten:

• Adaptive Cruise Control: Deze systemen zijn meer preventief dan reactief en maken gebruik van radar of lasers om de snelheid van de cruise control aan te passen via het gaspedaal, zodat u op de juiste afstand blijft van het voertuig voor u.

• Automatic Emergency Braking (AEB): De remmen worden automatisch geactiveerd op basis van feedback van sensoren om een botsing te voorkomen of de botssnelheid te minimaliseren

• Automatisch noodremsysteem achter: De remmen worden automatisch geactiveerd om te voorkomen dat het voertuig tegen een object botst, waarbij gebruik wordt gemaakt van een kruisverkeerscontrolesysteem of sensoren zoals radar of lasers.

Elektronische stabiliteitscontrole (ESC): ESC is een uitbreiding van de antiblokkeerremtechnologie en remt automatisch af om de auto goed te kunnen sturen wanneer de tractie verslechtert. Een boordcomputer controleert diverse sensoren om te bepalen welke wielen moeten worden geremd en welke moeten worden versneld.

• Parkeerhulp: Feedback van camera’s en sensoren worden gecombineerd om voertuigen zichzelf in een parkeervak te laten sturen terwijl de bestuurder de snelheid controleert.

Combinatie van technologie voor veiligheid

De meest geavanceerde ontwikkelingen op het gebied van het vermijden van botsingen worden bereikt door informatie van meerdere sensoren en systemen te combineren. Naarmate deze systemen geavanceerder worden en meer synergie vertonen, zullen we de ambitieuze doelstellingen van autofabrikanten voor meer veiligheid en, uiteindelijk, zelfrijdende auto’s kunnen verwezenlijken.