Celem zainaugurowanego w 2021 roku projektu Toyota Research Institute (TRI) oraz Dynamic Design Laboratory Uniwersytetu Stanforda jest opracowanie technologii bezpieczeństwa czynnego na nowym poziomie zaawansowania i wprowadzenie ich do szerokiej gamy samochodów Toyoty oraz innych producentów. Powód? Co roku w wypadkach drogowych w USA ginie prawie 40 000 osób, a na świecie około 1,25 miliona osób. Toyota chce zredukować liczbę śmiertelnych wypadków do zera. Choć do większości wypadków dochodzi w zwyczajnych okolicznościach, zdarzają się też takie sytuacje, że żeby uniknąć kolizji, prowadzący auto musiałby posiadać specjalne umiejętności kierowcy zawodowego lub nawet wyczynowego.

Naukowcy z Toyota Research Institute postanowili pomóc kierowcom, wykorzystując technologię jazdy autonomicznej. Przy wsparciu specjalistów od tuningu z GReddy oraz legendy driftu Kena Gushi stworzono system, który ma umiejętności prowadzenia pojazdu porównywalne z umiejętnościami doświadczonego, profesjonalnego kierowcy. Co więcej, technologia ta może zwiększyć zdolność zwykłego kierowcy do reagowania w niebezpiecznych i ekstremalnych sytuacjach, a tym samym poprawić bezpieczeństwo na drodze.

W Toyota Research Institute chcemy wykorzystywać zaawansowane technologie, by wspierać ludzi, a nie ich zastępować. Dzięki temu projektowi poszerzamy możliwość kontroli nad autem tak, by zwykły kierowca mógł skorzystać z instynktów profesjonalnych kierowców wyścigowych w najtrudniejszych awaryjnych sytuacjach na drodze. Wszystko po to, by zwiększyć bezpieczeństwo na drogach – przekonuje Avinash Balachandran, manager z działu Human Centric Driving Research w TRI.

Do testów wykorzystano Toyotę GR Suprę specjalnie przygotowaną do jazdy driftingowej. Charakterystyka ustawień układów zawieszenia, kierowniczego, przeniesienia napędów została zastosowana zgodnie z regulacjami zawodów Formula Drift. Auto ma też profesjonalne systemy bezpieczeństwa, w tym klatkę i układ gaśniczy. Co najważniejsze, samochód został przystosowany do jazdy autonomicznej. Prototypowa GR Supra wyposażona została w sterowany komputerowo gaz, kierownicę, sprzęgło, sekwencyjną skrzynię biegów, a także hamulce.

Kluczowe było zaprogramowanie pojazdu do autonomicznego driftowania wokół przeszkód na zamkniętym torze. Połączono rozległą wiedzę na temat dynamiki pojazdu i jego prowadzenia. Zastosowanie Nieliniowego Modelu Predykcyjnego Sterowania (NMPC) pozwoliło dojść do granicy osiągów auta. Przełomem w badaniach okazało się zastosowanie eksperymentalnego kontrolera NMPC, który jest w stanie błyskawicznie przejść od jazdy w głębokim poślizgu do poruszania się z pełną przyczepnością, analizują dokładnie otoczenie, w tym nawet skraj drogi. Zaprezentowane oprogramowanie oblicza trajektorię poruszania się pojazdu co 50 milisekund, by zbalansować zachowanie auta na torze. W trakcie testu dane z auta były na bieżąco przekazywane radiowo do inżynierów.

Prototypowa Toyota GR Supra pokonała wyznaczoną trasę na zamkniętym torze Thunderhill Raceway w Kalifornii, wykorzystując systemy jazdy autonomicznej. Choć podczas testu w kabinie cały czas znajdował się kierowca, auto poruszało się w trybie autonomicznym i samo poślizgami pokonało trasę.

Udane zakończenie pierwszej fazy badań przybliża Toyotę do stworzenia systemu, który mógłby wykorzystać kontrolowany poślizg, jak w przypadku driftu, do zapobiegania wypadkom w ekstremalnych sytuacjach, gdy np. na drodze pojawi się gołoledź lub przed autem znajdzie się nieoczekiwanie przeszkoda.

Profesjonalny kierowca na śliskiej nawierzchni w sytuacji awaryjnej mógłby zdecydować się np. na wprowadzenie auta w kontrolowany poślizg. Ale większość z nas nie ma takich umiejętności i instynktów. Dlatego w TRI postanowiliśmy zaprogramować auto tak, by było w stanie zidentyfikować przeszkody i w autonomicznym poślizgu omijać je. Badania przeprowadziliśmy na zamkniętym torze – opisuje Jonathan Goh, naukowiec z TRI.

Przełomowy test przybliża naukowców z Toyota Research Institute to pełnego zrozumienia osiągów i zachowania samochodu. Takimi badaniami Toyota cały czas chce przesuwać granice technologii bezpieczeństwa pojazdów i badać coraz skuteczniejsze sposoby tworzenia nowych systemów bezpieczeństwa, by w ten sposób zwiększyć możliwości kierowców na drogach.

Źródło: Toyota