Mp-valmistajat: moottoripyörän havaitseminen ja erilainen ajodynamiikka pelottavia haasteita automaattisesti ajaville autoille

ACEMin kannanoton nimi on "Miten automatisoidut autot vaikuttavat moottoripyöräilyn turvallisuuteen". Teksti on ohessa julkaistu lähes kokonaan, ja siihen kannattaa paneutua, jotta tietää, missä tällä hetkellä mennään, mikä on minimivaatimustaso, ja missä riskit ovat. Tekstin lukemisen jälkeen on vähän sellainen tunne, että ainakin nykyisissä autonomisesti / automaattisesti ajavissa autoissa pitäisi olla lasten polkupyörissä käytettävä pieni lipputanko ja lippu sekä oranssi vilkkuva merkkivalo, että tietäisimme, mitä autoja erityisesti varoa.

Motoristin näkökulmasta autonominen auto on riski?

Nykyään moottoripyörien ja muiden motorisoitujen kaksipyöräisten (powered two-wheelers, PTW) läsnäolo on merkittävä osa julkisten teiden liikennettä ja säilyy sellaisena kasvavassa verkottuneessa ja automatisoituvassa tulevaisuuden ympäristössä. Tänään ja tulevaisuudessa moottoripyörillä voi olla merkittävä vaikutus ruuhkien pienenemiseen kaupunkialueilla sekä parkkipaikkojen saatavuuteen.

Liikenteen sekoittunut skenario sisältää erilaisia ajoneuvoja manuaalisesti kontrolloiduista täysin automatisoituihin ajoneuvoihin kuten henkilöautoja, moottoripyöriä, kuorma-autoja kunnallisilla, maakunnallisilla ja valta- sekä moottoriteillä vielä pitkän aikaa eteenpäin.

Moottoripyöräilijöiden näkökulmasta automatisoidut ajoneuvot edustavat sekä mahdollisuuksia että riskejä. Etuina ovat jatkuva ympäristön tiukka tarkkailu ja automatisoitujen ajoneuvojen välitön reagointi erityisesti normaaleissa ajo-olosuhteissa. Riskit kasvavat kompleksisissa ja monitahoisissa hämmentävissä olosuhteissa, potentiaalisesti vähenevässä ihmiskuljettajien tarkkaavaisuudessa sekä siinä, missä määrin automatisoidun ajoneuvon tiekäyttäytymistä pystytään ennakoimaan missä tahansa tilanteessa.

Automatisoidun ajamisen avaintekijä ja mahdollistaja ovat edistyneet kuljettajaa avustavat järjestelmät eli ADAS. Keskeisimpiä osia ADASissa on se, miten oikein ADAS tunnistaa kaikki tielläliikkujat, mukaan lukien moottoripyörät.

Motoristit ainoa haavoittuva ryhmä joka on liikenteessä aina autojen seassa

Autot, jotka on varustettu ADASilla, aistivat ympäristöään monien sensoreiden avulla. Sellaisia ovat tutkat, kamerat ja lidarit sekä tulevaisuudessa V2X-kommunikaatio eli ajoneuvosta toiseen kommunikaatio. Sensoreiden antamaa dataa yhdistämällä saadaan "täysi" kuva siitä, mihin auto on menossa, kaikista esteistä ja muista lähistöllä olevista ajoneuvoista, joiden avulla lasketaan ajomanööverit tai interventiot.

Viime vuosikymmeninä autoteollisuus on saavuttanut hyviä tuloksia uusien teknologioiden avulla sekä passiivisen että aktiivisen turvallisuuden osalta. Samanaikaisesti haavoittuvien tienkäyttäjien turvallisuus (Vulnerable Road Users, VRU, kävelijät, pyöräilijät, motoristit jne.) ei ole kehittynyt Euroopassa samaan tahtiin kuin automatkustajien.

VRU-ryhmän joukossa ainoastaan motoristit jakavat kaikenlaiset mahdolliset tiet autojen kanssa kaikenlaisissa liikenneympäristöissä kaikissa nopeusolosuhteissa. Tämä luo merkittävän turvallisuushaasteen. Samanaikaisesti motoristit ovat osa haavoittuvien tielläliikkujien ryhmää, jota varten on olemassa määrittelyt. Tätä voitaisiin käyttää tilaisuutena määrittää vaatimukset moottoripyörien tunnistamiseen ja testauskohteiden määrittelyyn.

Tämän päivän kuljettajia avustavat järjestelmät (SAE J3016 level 1 & 2) määrittävät vaatimukset moottoripyörien tunnistamiselle ja määritykset testaamiselle. 

Kykyä havaita moottoripyörä kehitettävä

Todelliset liikenteen tapahtumat ovat kompleksisia ja nykyisin käytettävissä olevat järjestelmät eivät pysty hoitamaan niitä ilman, että kuljettaja merkittävissä määrin sekaantuu niihin. Järjestelmät toimivat hyvin joissain tilanteissa, kuten isojen standardimuotoisten kohteiden, autojen, kuorma-autojen tai liikennemerkkien havainnoinnissa.

Pienempien dynaamisesti liikkuvien kohteiden havainnointi asettaa haasteita sensoreille ja algoritmeille aivan samalla tavalla kuin ne asettavat haasteita ihmisenkin huomiokyvylle. Sen vuoksi automatisoitujen järjestelmien kykyä havaita moottoripyörä pitäisi parantaa merkittävällä tavalla.

Sen lisäksi että niitä on monen eri muotoisia ja niiden dynamiikka on erilainen autoihin verrattuna, niiden pinta-ala on pienempi (jäävät helposti piiloon jne.), joten moottoripyörät asettavat suunnattoman haasteen kehittäjille.

Vuonna 2016 Alankomaiden liikennevirasto Netherlands Vehicle Authority (RDW) järjesti FEMA:n aloitteesta (Federation of European Motorcyclists’ Associations), Royal Dutch Motorcyclists Associationin (KNMV) ja hollantilaisen Motorcycle Action Groupin (MAG) kanssa testin. Kokeessa selvitettiin autojen mukautuvien vakionopeudensäätimien ACC (Adaptive Cruise Control) kykyä havaita moottoripyörä, ja tulokset olivat epätyydyttäviä.

Moderneissa autoissa ei ole riittävän pätevää laitteistoa havaitsemaan moottoripyöriä. Useat onnettomuudet autopilotilla ajavien autojen kanssa sekä Euroopassa että USA:ssa osoittavat, että osa autoista ei pysty havaitsemaan moottoripyöriä kaikissa tilanteissa. Joidenkin autojen omistajan käsikirjassa saattaa löytyä lausuntoja kuten "järjestelmä ei välttämättä havaitse pieniä ajoneuvoja kuten moottoripyöriä", mikä ei yksinkertaisesti ole turvallisuusnäkökulmasta hyväksyttävää.

Autoteollisuus on valmis esittelemään automaattisen ajamisen tasot 3 ja 4 markkinoille. Tason 3 odotetaan esiteltävän lähitulevaisuudessa. Vastuu ajoneuvon kontrolloinnista siirretään ainakin väliaikaisesti ajoneuvolle, jolla pitäisi silloin olla ihmiskuljettajan tasolla oleva havainnointi- ja tulkintakyky.

Siten tason 3 ajoneuvojen pitää pystyä tunnistamaan moottoripyörien yleisesti monimutkaiset manööverit normaalissa liikenteessä (kaistanvaihto, kallistaminen kaarteessa, kaistojen välissä ajo, mutkittelu liikenteessä jne.). Kuljettajien käyttäytyminen eri ajoneuvoluokissa saattaa vaihdella merkittävästi ja erityisesti moottoripyöräilijöiden kesken.

Vaihtelu riippuu myös liikennetiheydestä (kaupunki/maaseutu) sekä maiden sisällä (erilaiset liikennesäännöt, liikennemixi, kulttuuriset vaikutteet). Kaikki nämä käyttäytymisen erot pitää pystyä ottamaan huomioon maailmanlaajuisesti automatisoitujen autojen kehitystyössä. Tämä tarkoittaa sitä, että saman järjestelmän pitää toimia yhtä hyvin Skandinavian hiljaisilla teillä samoin kuin kompleksisemmissa ajoympäristöissä kuten Pariisissa tai Roomassa.

Automatisoinnin tehtävä lisätä kaikkien tienkäyttäjien turvallisuutta

Automaation ei pidä ainoastaan parantaa autoilijoiden mukavuutta, vaan myös kaikkien tienkäyttäjien turvallisuutta. Automatisoinnin asteen mukaan henkilöautojen pitää kyetä tunnistamaan moottoripyörät ja niiden monimutkaiset liikkeet ja reagoida niihin oikein.

Automatisoitujen ajoneuvojen pitää kyetä tunnistamaan potentiaaliset vaaratilanteet ja reagoimaan niihin oikein. Sen sijaan että kaikki sensorit on suunniteltu henkilöautojen vaatimukset mielessä, kaikki sensorijärjestelmät pitää suunnitella ja validoida moottoripyörien mukaan. 

ACEMin mukaan mp-valmistajat ovat valmiita tekemään yhteistyötä autovalmistajien kanssa sensorijärjestelmien kehittämiseksi sekä tunnistamisasteen parantamiseksi.

Autojen sensorijärjestelmien tunnistamiskyvyn kasvattamisen lisäksi niiden kehittämisen ja validoinnin pitää pystyä ottamaan huomioon moottoripyörien erilainen ajodynamiikka. Virtuaaliympäristössä on välttämätöntä käyttää moottoripyöristä realistisia ja vahvistettuja ajodynaamisia malleja.

Tulevaisuus: kun kuljettaja häviää

Tulevaisuudessa henkilöautojen kasvava automatisoinnin taso vie ajamisen toteuttamisen yhä kauemmas kuljettajasta ja kohti ajoneuvoa itseään. Käytettävän teknologian pitäisi olla luotettavaa ja sen pitää kompensoida ihmisen poisotto ajojärjestelmistä. Siksi automaattisten avustusjärjestelmien kehittäminen pitää suunnitella ja vahvistaa moottoripyöräyhteensopiviksi siten, että ne täyttävät kaikki vaatimukset tilanteiden tunnistamisesta eri toimenpiteiden toteuttamiseen.

Vastaavasti mp-teollisuus on avoin keskustelulle ja vetoaa autoteollisuuteen ja lainsäätäjiin ottamaan tämän aiheen vakavasti sekä aloittamaan vuoropuhelun moottoripyöräteollisuuden kanssa siitä, miten varmistetaan se, että tulevaisuuden autot reagoivat moottoripyöriin turvallisella tavalla.

Aiheesta aiemmin: Kävimme VTT:ssä selvittämässä robottiautoilun haasteita: näkeekö itsekseen ajava auto moottoripyörän?