Камера ADAS Honda Civic 2016 г. в кронштейне лобового стекла (слева — отклонение 0,4 градуса, в центре — идеальное положение, справа — отклонение 0,6 градуса
Фото: IIHS/HLDI
Большинство современных транспортных средств в целях безопасности используют одну камеру ADAS, расположенную за лобовым стеклом. В отличие от радарных систем, датчики на основе камер сами по себе не получают прямой информации о расстоянии до объектов или их относительной скорости — они фиксируют «плоское» двумерное изображение.
Чтобы определять глубину и расстояние, вспомогательные системы ADAS и их алгоритмы полагаются на специфические параметры реального мира. Если эти параметры меняются, работа системы парализуется, и именно поэтому калибровка камеры лобового стекла после любого ремонта — обязательный шаг для безопасности.
Как монокамеры рассчитывают расстояние и скорость?
Чтобы монокамеры могли точно определять относительное расстояние и скорость движения впереди идущего транспортного средства, алгоритмы используют два основных метода:
- Метод на основе масштаба (параллакс движения): Когда мы движемся, ближние объекты визуально меняют свой размер значительно быстрее, чем те, что находятся вдали. При движении по автомагистрали автомобиль впереди из маленькой точки вдали постепенно превращается в крупный объект. Если системе известна скорость собственного автомобиля, она способна вычислить относительное расстояние до другого объекта. Если изображение в поле зрения камеры увеличивается слишком быстро, камера лобового стекла и система ADAS фиксируют риск столкновения и активируют предупреждение или автоматическое экстренное торможение.
- Метод на основе поверхности земли: Этот алгоритм опирается на математические допущения о фиксированных расстояниях — точной высоте камеры над поверхностью земли и точке контакта шин с дорогой. Зная эти величины, система способна точно вычислить расстояние до любой другой точки на дороге.
Работа алгоритмов этих камерных систем полностью зависит от заданных производителем высоты и угла установки камеры. Обычно эти параметры сохраняются в блоке управления автомобиля в конце заводской сборочной линии.
Но если положение камеры меняется (даже минимально) — например, после столкновения или кузовного ремонта, — все математические расчеты становятся ошибочными. В таких случаях необходима профессиональная калибровка камеры лобового стекла, чтобы ввести в систему корректные данные.
Исследование: насколько опасно отклонение в один градус?
Недавно исследователи проанализировали, как меняется эффективность системы автоматического экстренного торможения (AEB — Automatic Emergency Braking) на основе камеры, если датчик отклонен всего на один градус по вертикальному наклону (вверх/вниз) или по горизонтальному углу (влево/вправо).
В реальной жизни отклонение в один градус невооруженным глазом незаметно — это значит, что один край датчика в корпусе сместился вперед или назад всего на миллиметр-два. Однако результаты исследования оказались критическими.
Исследователи проверяли, при какой максимальной скорости система AEB еще способна безопасно замедлить транспортное средство до 20–30 км/ч (скорость, которую Euro NCAP считает безопасным порогом столкновения с минимальным риском тяжелых травм).
Результаты при переменной скорости объекта (автомобиль впереди тормозит):
- Правильно отрегулированная камера: Система AEB работает безупречно, безопасно замедляя автомобиль даже при начальной скорости от 60 до 130 км/ч.
- Отклонение на 1 градус по вертикальному наклону: Система AEB отказывает полностью (не срабатывает вообще).
- Отклонение на 1 градус по горизонтальному углу: Работа системы серьезно нарушена, и она способна частично срабатывать только на малой скорости (до 50 км/ч).
Результаты при статичном объекте (впереди полностью остановившийся автомобиль):
- Отклонение на один градус по горизонтальному углу существенно снизило порог скорости эффективного торможения — лишь при движении со скоростью 30 км/ч. На большей скорости система не успевала вовремя среагировать. Отклонение по вертикальному наклону в этом сценарии показало чуть менее критичное, но по-прежнему опасное падение эффективности.
Эти данные подтверждает и исследование в реальных условиях, проведенное Страховым институтом дорожной безопасности США (IIHS). В нем был задокументирован полный отказ системы AEB в ситуации, когда камера была повернута менее чем на один градус, а повторная калибровка после этого не проводилась.
Небольшие изменения — тяжелые последствия
Каждый, кто занят в сфере авторемонта и предотвращения столкновений, должен понимать: когда речь идет об ADAS, минимальные изменения приводят к огромным последствиям. В результате удара датчику достаточно сместиться даже на 1 градус, чтобы ассистенты безопасности перестали работать правильно.
Это не необратимо — углы датчика можно перекалибровать. В ходе процедуры блок управления осваивает и привязывает новые физические значения, полностью восстанавливая заводскую эффективность. Специалисты, ежедневно работающие с диагностикой ADAS, знают, что эти новые данные углов появляются на экране калибровочного оборудования после успешного завершения процесса калибровки.
Выводы: отсутствие кодов ошибок не гарантирует безопасность
Если после кузовного ремонта, изменения геометрии ходовой части или замены стекла не выполнена точная калибровка камеры лобового стекла (хотя производитель прямо предписал ее в инструкции), электронные системы безопасности ADAS не будут работать как положено.
Самое опасное в том, что на приборной панели автомобиля чаще всего не появится никаких кодов ошибок или предупреждающих индикаторов. Автомобиль будет «думать», что датчик работает правильно, и продолжит выполнять расчеты по ошибочным углам. Отсутствие ошибок в диагностике не означает, что датчик ADAS готов к работе, и не гарантирует безопасность.