توسيط المسار

في مصطلحات النقل البري، يُعرف نظام الحفاظ على المسار ، أو مساعد الحفاظ على المسار ، أو التوجيه الآلي ، بأنه نظام متطور لمساعدة السائق ، يعمل على إبقاء المركبة في منتصف المسار، مما يُريح السائق من مهمة التوجيه. يُشبه هذا النظام نظام التحذير من مغادرة المسار ونظام المساعدة على البقاء في المسار ، ولكنه بدلاً من تحذير السائق أو إبعاد السيارة عن حافة المسار، يُبقيها في منتصف المسار. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} وبالتزامن مع نظام تثبيت السرعة التكيفي ، قد تُتيح هذه الميزة القيادة بدون مساعدة لفترة من الزمن. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} كما أنها جزء من أنظمة الحفاظ على المسار الآلية .

ابتداءً من عام 2019، تم تزويد الشاحنات نصف المقطورة أيضاً بهذه التقنية. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

يحافظ نظام التمركز في المسار على بقاء المركبة في منتصف المسار، ويأتي مزودًا في أغلب الأحيان بنظام مساعدة التوجيه لتسهيل الانعطافات السلسة على الطرق السريعة. ^{[ 10 ]} يُصدر نظام التحذير من مغادرة المسار تنبيهًا عند تجاوز المركبة للخط، بينما يساعد نظام المساعدة على البقاء في المسار المركبة على تجنب تجاوز الخط، وهو معيار مُحدد في ISO 11270:2014. ^{[ 11 ]}

في مجال الزراعة، تُعدّ "التوجيه الآلي للآلات" تقنية تُتيح التوجيه الآلي وتحديد موقع الآلة في الأرض. ^{[ 12 ]}

استندت أنظمة توسيط المسار الأولى المتاحة تجاريًا إلى أنظمة جاهزة من إنتاج شركة موبايلي ، مثل نظام القيادة الآلية من تسلا ونظام برو بايلوت من نيسان ، ^{[ 14 ]} على الرغم من أن تسلا تحولت إلى تصميم داخلي عندما أنهت موبايلي شراكتها معها. ^{[ 15 ]} وتقوم مجموعة من الشركات، مثل بوش ودلفي وزد إف وموبايلي، بتزويد شركات صناعة السيارات بأجهزة استشعار ووحدات تحكم وخوارزميات، والتي بدورها تقوم بدمج هذه الأنظمة وتحسينها. ^{[ 16 ]}

على الرغم من أن ذلك لا يُعزى مباشرةً إلى نظام التمركز في المسار، فقد انخفضت معدلات الحوادث في سيارتي تسلا موديل إس وموديل إكس المجهزتين بنظام موبايلي بنسبة تقارب 40% أثناء استخدام نظام القيادة الآلية من تسلا. ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

يستخدم نظام كشف المسار، المستخدم في نظام التحذير من مغادرة المسار، تقنيات معالجة الصور لكشف خطوط المسار من صور الكاميرات المثبتة على السيارة في الوقت الفعلي. ومن أمثلة تقنيات معالجة الصور المستخدمة: تحويل هوف ، وكاشف حواف كاني ، ومرشح غابور ، والتعلم العميق . يوضح الشكلان مخططًا انسيابيًا أساسيًا لكيفية عمل خوارزمية كشف المسار لإصدار تحذيرات مغادرة المسار.

تشمل الميزات التي تميز الأنظمة مدى كفاءتها عند المنعطفات، وحدود السرعة، وما إذا كان النظام يستأنف الحركة من وضع التوقف. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

تعتمد أنظمة توسيط المسارات الحالية على علامات المسارات المرئية. وعادةً ما تعجز هذه الأنظمة عن تمييز علامات المسارات الباهتة أو المفقودة أو غير الصحيحة أو المتداخلة. كما أن العلامات المغطاة بالثلوج أو علامات المسارات القديمة التي لا تزال ظاهرة قد تؤثر على دقة النظام. ^{[ 22 ]}

لا يعمل نظام Super Cruise من جنرال موتورز إلا على الطرق السريعة المعروفة والمُرسمة خرائطها مسبقًا، ^{[ 23 ]} إذ يستخدم مزيجًا من هذه الخرائط وموقعًا دقيقًا عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS) مُقدمًا من خدمة تصحيح RTX GNSS من تريمبل لتحديد إمكانية تفعيل Super Cruise من عدمها. ^{[ 23 ]} تتطلب معظم المركبات إبقاء يدي السائق على عجلة القيادة، لكن نظام Super Cruise من جنرال موتورز يراقب عيني السائق لضمان تركيزه على الطريق، ^{[ 24 ]} مما يسمح بالقيادة بدون استخدام اليدين.

أعلنت شركة موبايلي في عام 2018 أن 11 شركة مصنعة للسيارات ستدمج شريحة EyeQ4 الخاصة بها ، والتي تُمكّن أنظمة القيادة الذاتية من المستوى الثاني المتقدم (L2+) والمستوى الثالث (L3) ؛ وهو ما يُمثل مجتمعةً أكثر من 50% من صناعة السيارات. ^{[ 25 ]} يُعرف المستوى الثاني من الأتمتة أيضًا باسم "القيادة بدون استخدام اليدين": حيث يتولى هذا النظام التحكم الكامل في السيارة (التسارع، والفرملة، والتوجيه). أما المستوى الثالث، فيُعرف أيضًا باسم "القيادة بدون تركيز": حيث يُمكن للسائق أن يُحوّل انتباهه بأمان بعيدًا عن القيادة، على سبيل المثال، يُمكنه إرسال رسالة نصية أو مشاهدة فيلم. ^{[ 26 ]}

في عام 2018، بلغ متوسط ​​سعر بيع شريحة EyeQ4 لشركات صناعة السيارات حوالي 450 دولارًا أمريكيًا. ^{[ 27 ]}

تستخدم نيسان شريحة EyeQ4 لنظام ProPilot 2.0 الذي يعمل بدون استخدام اليدين. ^{[ 28 ]}

في الولايات المتحدة، في عام 2018، لم تكن أنظمة توسيط المسار مشمولة بأي من معايير السلامة الفيدرالية للمركبات الآلية ، وفقًا للإدارة الوطنية لسلامة المرور على الطرق السريعة. ^{[ 29 ]}

تتبع مناطق مثل الاتحاد الأوروبي واليابان وروسيا وتركيا ومصر والمملكة المتحدة لائحة اللجنة الاقتصادية لأوروبا التابعة للأمم المتحدة لعام 1979. ^{[ 30 ]} في تلك المناطق التي تتبع لائحة اللجنة الاقتصادية لأوروبا التابعة للأمم المتحدة لعام 1979، تُصنف وظائف التوجيه الآلي إلى عدة فئات، على سبيل المثال:

• تساعد وظيفة الفئة أ السائق على المناورة  في مواقف السيارات بسرعة لا تتجاوز 10 كم/ساعة ؛
• تساعد وظيفة الفئة B1 السائق على إبقاء السيارة داخل المسار المختار؛
• وظيفة الفئة B2 "تحافظ على المركبة داخل مسارها من خلال التأثير على الحركة الجانبية للمركبة لفترات طويلة دون مزيد من أوامر/تأكيد السائق"؛
• ترتبط الفئات C و D و E بمناورات محددة مثل تغيير المسار ^{[ 31 ]}

بينما ترتبط كل هذه الوظائف بالتوجيه الآلي، فإن مفهوم التمركز في المسار قريب من المفهوم المرتبط بالفئة B2، في حين أن نظام المساعدة على البقاء في المسار أقرب إلى الفئة B1.

تُلزم اللوائح الدولية الحالية أنظمة المساعدة بمراقبة ما إذا كان السائق يُبقي يديه على عجلة القيادة، مع إصدار تحذيرات متصاعدة وفصل النظام في نهاية المطاف إذا لم يفعل ذلك. في أمريكا الشمالية، لدى بعض الشركات المصنعة أنظمة "بدون استخدام اليدين" التي تراقب بدلاً من ذلك ما إذا كان السائق منتبهاً للطريق أمامه. ^{[ 32 ]}

نظرًا لأن جميع هذه المركبات مزودة بنظام تثبيت السرعة التكيفي الذي يعمل بالتزامن مع نظام الحفاظ على المسار، فإنها تستوفي معيار جمعية مهندسي السيارات (SAE) للمستوى الثاني من الأتمتة . غالبًا ما يتوفر نظام تثبيت السرعة التكيفي ونظام الحفاظ على المسار في الفئات الأعلى سعرًا فقط، وليس في الفئة الأساسية. ومن الأمثلة على ذلك سيارة هيونداي كونا الكهربائية، التي يتوفر فيها نظام تثبيت السرعة التكيفي فقط في الفئة "الأعلى". ^{[ 33 ]}

يعتمد نظام نيسان برو بايلوت على تقنية موبايلي ^{[ 135 ]} ، ويساعد في التسارع والتوجيه والكبح أثناء القيادة على الطرق السريعة ذات المسار الواحد. ^{[ 136 ]} يحافظ برو بايلوت على السيارة في منتصف المسار، ويتوقف عن العمل عند سرعة أقل من 50  كم/ساعة إذا لم يكن هناك مركبة أمامها. ^{[ 104 ]} يتعامل نظام تثبيت السرعة التكيفي مع حركة المرور المتقطعة إذا توقفت السيارة لأقل من 4 ثوانٍ ^{[ 137 ]،} ويساعد في الحفاظ على سرعة محددة للسيارة ومسافة أمان بينها وبين السيارة التي أمامها. يستخدم برو بايلوت، القادر على تتبع المنعطفات، ^{[ 138 ]} كاميرا أمامية ورادارًا أماميًا ومستشعرات أخرى. يوفر نظام التعرف على إشارات المرور للسائقين أحدث معلومات عن حدود السرعة التي رصدتها كاميرا مثبتة على الزجاج الأمامي أمام مرآة الرؤية الخلفية.

في مراجعة أجرتها إكستريم تك، أظهر نظام برو بايلوت أداءً جيدًا خلال اختبار امتد لمسافة 1000 ميل، ولم يتطلب تدخل السائق إلا في بعض المنعطفات الحادة. ^{[ 139 ]} خلال اختبارات برنامج تقييم السيارات الأوروبي الجديد (Euro NCAP) لعام 2018، فشل نظام برو بايلوت في بعض الاختبارات، كما هو الحال مع جميع الأنظمة الأخرى التي تم اختبارها. ^{[ 140 ] [ 141 ]} تشير تقارير المستهلك إلى أن نظام برو بايلوت مفيد بشكل خاص في حركة المرور المتقطعة. ^{[ 142 ]}

نظاما Honda Sensing وAcuraWatch عبارة عن مجموعة من ميزات مساعدة السائق المتقدمة، بما في ذلك نظام المساعدة على البقاء في المسار (LKAS)، الذي يساعد في الحفاظ على السيارة في منتصف المسار من خلال تطبيق عزم توجيه خفيف إذا انحرفت السيارة عن منتصف المسار دون استخدام إشارات الانعطاف من قبل السائق. ^{[ 143 ] [ 144 ]} لا يعمل نظام المساعدة على البقاء في المسار (LKAS) عند السرعات الأقل من 72 كم/ ساعة (45 ميل/ساعة) . مع ذلك، في بعض السيارات المجهزة بنظام المساعدة في الازدحام المروري (TJA)، يتولى النظام مهمة الحفاظ على المسار عندما تنخفض السرعة عن 72 كم /ساعة (45 ميل/ساعة) حتى التوقف. ويتحول النظام تلقائيًا إلى نظام المساعدة على البقاء في المسار (LKAS) عندما تتجاوز السرعة 72 كم/ ساعة (45 ميل/ساعة) .      

تتضمن باقات Honda Sensing و AcuraWatch أيضًا ما يلي:

• نظام تثبيت السرعة التكيفي مع خاصية التتبع عند السرعات المنخفضة ^{[ 143 ] [ 144 ]}
• التعرف على إشارات المرور
• الضوء العالي التلقائي
• نظام معلومات النقطة العمياء

في عام 2018، توصل تقييم أجراه المعهد الأمريكي للتأمين على السلامة على الطرق السريعة إلى ما يلي: ^{[ 145 ]}

لسنا مستعدين بعد لتحديد الشركة التي لديها أفضل تطبيق لأنظمة مساعدة السائق من المستوى الثاني، ولكن من المهم ملاحظة أن أياً من هذه المركبات غير قادرة على القيادة بأمان بمفردها...

وأشار التقرير أيضًا إلى أن سيارة تسلا موديل 3 فقط هي التي بقيت داخل المسار في جميع التجارب الـ 18، وأنه على الرغم من أن الأدلة على فوائد السلامة لم تكن قوية مثل نظام تثبيت السرعة التكيفي (ACC)، فقد وجد التقرير أن منع حوادث الانحراف عن المسار يمكن أن ينقذ ما يقرب من 8000 شخص سنويًا.

• نظام متطور لمساعدة السائق
• القيادة بدون استخدام اليدين

• نظام Comma.ai مفتوح المصدر لتحديد مركزية المسارات
• تحليل واقعي لحوادث الانحراف عن المسار المميتة باستخدام المسح الوطني لأسباب حوادث السيارات لتقييم تقنيات الحفاظ على المسار. مؤرشف في 24 مارس 2018 على موقع Wayback Machine .