Ziyaretçileri tramvay durağından fuar merkezine taşımak, toplu taşıma yollarını tamamlamak, bir lojistik merkezinde paketlerle dolu konteyneri taşımak… Tüm bunlar, sürücüsüz servis araçları için olası kullanım alanları. Buradaki asıl konu, araçların A noktasından B noktasına hem güvenilir hem de emniyetli bir şekilde ulaşabilmeleri. Project 3F’in, ‘Düşük hız aralığında hataya dayanıklı ve sürücüsüz araçlar’ projesi, arıza güvenliği operasyonuna odaklanarak bunu başardı. Bosch Grubu Araştırma ve İleri Mühendislik Proje Lideri Steffen Knoop, “Amacımız, teknik bir arıza meydana gelse veya ani bir engel ortaya çıksa bile, otonom aracın güvenli bir şekilde hareket etmesini sağlayacak çözümler geliştirmekti.” dedi.
Proje ekibinin önceliği, bir arıza durumunda sistemin tamamen durmaması ve aracın sürüşe devam edebilmesiydi. Almanya Federal Ekonomi Bakanlığı’ndan 4,3 milyon Euro’luk bir fonla finanse edilen proje, Bosch’u konsorsiyum lideri olarak seçti. Projede, Bosch’un yanı sıra üç şirket, bir üniversite ve bir araştırma enstitüsü yer alıyor: StreetScooter GmbH, RA Consulting GmbH, FZI Bilgi Teknoloji Araştırma Merkezi, Finepower GmbH ve RWTH Aachen Üniversitesi.
Yedek güç kaynağı ve sensör teknolojisi ile artırılmış emniyet
Bosch Proje Koordinatörü Thomas Schamm, “Sürücüsüz servis araçlarının sürücüsüz otomobillerden daha farklı gereksinimleri karşılaması gerekir.” dedi. Araçların bir güvenlik sürücüsü olmadan çalışması için, sistemlerini kendi başlarına kontrol edebilmeleri ve tespit edilen teknik arızalarla başa çıkabilmeleri gerekiyor. Bunun yanı sıra araçlar, kritik arıza durumlarında, kendilerini durdurarak sistemi emniyete alabilmeli. Project 3F, bu gereksinimlerin ayrıntıları, sistemlerin bu temelde nasıl tasarlanması gerektiği ve bileşenlerin etkileşim biçiminin nasıl optimize edileceği üzerinde çalışıyor.
Bir çözüm yolu, yedekli sistemler inşa etmek – yani güvenlik fonksiyonlarını yedeklemek ve çoğaltmak. Örneğin, araştırmacılar aracın güç kaynağı için yedek güç sistemleri geliştirdi. Böylece elektrikli güç aktarma organları ve araç elektrik sistemi güvenli bir şekilde korunur hale geldi. Ayrıca sensör teknolojisi, araç tasarımına uyacak şekilde uyarlandı ve geliştirildi. Engelleri güvenilir bir şekilde tespit etmek için, aracın etrafındaki noktalara lidar ve radar sensörleri yerleştirilerek, aracın çevresini farklı konumlardan gözlemleme yeteneği kazandırıldı. 360 derecelik kuş bakışı görünüm sunarak ve kör noktaları yok ederek, araç için üç boyutlu bir güvenlik alanı oluşturdular. Bu düzenek sadece yoldaki bariyer gibi engelleri tespit etmekle kalmıyor, görüş alanındaki ağaç dalları gibi detayları da algılıyor.
Algıla, sınıflandır, sürüş şeklini değiştir
Başka bir çözüm ise sistemde hata toleransı oluşturmak, böylece bir alt sistemin arızası, diğer fonksiyonlar tarafından kısmen telafi ediliyor. Bu sistem, insanlardakine benzer şekilde çalışıyor. Örneğin, bir odada ışıklar aniden sönerse diğer duyularımızı kullanırız ve yolumuzu hissederek buluruz. Araç da benzer şekilde davranıyor: Belirli bir alanda sistemin görüş açısı, sensöre takılan yapraklar veya herhangi büyük bir nesne tarafından engellenirse araç yavaşlıyor ya da görülmeyen alanları rotasından çıkarıyor.
Buna ek olarak proje kapsamında, servis araçlarının belirlenmiş güzergahları boyunca değişen koşullara tepki verebilmesini sağlamak için de çalışmalar yapıldı. Araçlar, kendilerine herhangi bir hareketli cisim yaklaştığında yavaşlayacak ya da gerektiğinde cisimlerin yollarından çekilecek şekilde programlandı. Sokak lambaları gibi tanıdık unsurları tespit ettiklerinde ise araçlar yolculuklarına tam hızda devam ediyorlar. Herhangi bir tehlike söz konusuysa araç acil olarak duruyor. Amaç, aracın sürüş davranışını gerçek zamanlı olarak uyarlamak ve sistem arızaları ya da yola engel çıkması gibi durumunda bile aracın mümkün olduğunca yolculuğuna otomatik olarak devam etmesini sağlamak.
Yüksek telemetri, yüksek kullanılabilirlik
Yolculuk hakkındaki veriler ve mevcut teknik durum araçtan dışarıya ve geri dışardan araca aktarılabiliyor. Arıza tespiti, izleme ve kontrol fonksiyonları hakkında bilgi aktarmak mümkün. Bu, normal telemetrinin üç katı, bu yüzden bu sisteme ‘Teletrimetri’ deniyor. Bu sistem, tüm otonom araç filosunun uzaktan izlenmesi, onarılması ve kontrol edilmesi için temel oluşturuyor. Uzaktan kapıları açmak bile mümkün. Bu sistem aynı zamanda herhangi bir arıza tespit edilmesi veya planlı bakım gerekmesi durumunda araçların hemen yardım alacağı anlamına geliyor.
Projede geliştirilen çözümler sadece sürücüsüz servis araçları için değil, aynı zamanda lojistik süreçleri için de önemli destekler sağlayabilir. Proje üyeleri, değiştirilebilir yük kasalarını kaldıran araçların (lojistik merkezlerindeki konteynerlerin taşınması için kullanılan özel araçlar) yüksek hassasiyetle konumlanmasını sağlayan sürücü-araç etkileşimi için bir destek sistemi de geliştirdi. Buradaki amaç, nakliye konteynerlerinin hızlı bir şekilde taşınmasını sağlamak için araçları vinçlerin altına santimetrelik hassasiyetle getirebilmekti. Bu, hassas yer tespiti ve portal vinç altında otonom park etmeyi gerektiriyor. Pratikte otonom manevra, hatasız konteyner toplama ve konumlandırma sağlıyor.
Bu gelişmeler çeşitli alanlarda test edildi. Bosch’un Renningen’deki araştırma kampüsünde iki servis aracı, yayalar ile paylaşılan bir alanın etrafında insanları taşımayı denedi. Aachen yakınlarındaki bir inovasyon parkında ve Deutsche Post / DHL deposunun çevresindeki alanda ise sürücü ve otonom araç arasındaki etkileşimi test etmek için deneysel bir lojistik aracı kullanıldı.