Autonómne dopravné prostriedky na našich cestách?
Cesty sa každým rokom plnia väčším množstvom áut a s narastajúcou frekvenciou dopravy vzniká aj otázka v rámci bezpečnosti na cestách. FIIT STU spolu so Strojníckou fakultou STU sa preto už dlhší čas aktívne podieľajú na výskume v oblasti autonómnej a inteligentnej dopravy. Využívanie autonómnych systémov v dopravných prostriedkoch má do budúcna vysoký potenciál, hlavne z hľadiska bezpečnosti prevádzky vozidiel, či už ide o autobusy alebo osobné autá.
Tieto spoločné aktivity medzi dvoma fakultami začali už v roku 2020, kedy výskumníci SjF a FIIT STU experimentálne osadili vozidlo Kyburz eROD senzormi a technológiami potrebnými pre autonómnu jazdu, a snažili sa naučiť toto vozidlo v autonómnom režime prechádzať po uzatvorenej trati v areáli pretekárskeho okruhu Slovakia Ring. Práce na tomto prototype boli úspešné, a autonómny prejazd po dráhe v tomto aute si v rámci predstavenia projektu vyskúšali rôzni novinári, politici, či zástupcovia odbornej verejnosti.
Úspešne nadviazaná spolupráca pokračovala ďalej, začali sa riešiť otázky, čo všetko je potrebné systémy naučiť a s akými situáciami je potrebné počítať, aby takéto technológie mohli byť nasadzované aj do bežnej premávky, mimo uzatvorených areálov. Prvým a nevyhnutným krokom, ktorý by umožnil používanie týchto technológií v každodennej doprave je zber dát, ktoré je následne potrebné analyzovať, aby sa identifikovali rizikové situácie, ktoré môžu na cestách nastať. Preto inštalovali naši výskumníci rôzne senzory ako napríklad kamery, LIDAR, GPS moduly, akcelerometre a mnoho ďalších na rôzne dopravné prostriedky, aby bol zozbieraný dataset čo najkomplexnejší. Prvá fáza zberu dát prebehla na autobuse Dopravného podniku Bratislava v štandardnej dennej prevádzke na trase z Koliby na Kamzík. V druhej fáze sa pri zbere dát zmenil dopravný prostriedok – autobus nahradila električka. V poslednej tretej fáze sa zber dát presunul na autobusovú linku v Žiline.
Inštalácia zariadení na električku Dopravného podniku Bratislava 
Príprava na zber dát z autobusovej linky v Žiline
Podstatou procesu zberu dát a technologickou výzvou pri týchto aktivitách je schopnosť v reálnom čase synchronizovane zbierať údaje zo všetkých senzorov tak, aby bolo možné čo najvierohodnejšie v digitálnom priestore spätne analyzovať jazdu a správanie sa dopravného prostriedku – napríklad čo sa nachádzalo pred ním, čo za ním, aké boli otrasy, kde sa nachádzal na mape podľa satelitných systémov. Práve na určovanie polohy zo satelitov použili naši výskumníci senzory, ktoré svojou presnosťou ďaleko prevyšujú tie senzory, ktoré poznáme z našich smartfónov či navigácií. Len pre ilustráciu – moduly, ktoré používali naši výskumníci disponovali dvojpásmovými anténami ktoré dokážu čítať údaje zo všetkých štyroch civilne dostupných služieb (GPS, Galileo, GLONASS, Bei Dou) v intervale až 20-krát za sekundu, pričom namerané hodnoty sú ešte korigované údajmi z geodetickej siete, vďaka čomu naši výskumníci vždy poznali polohu vozidla na zemi s presnosťou približne 14 milimetrov. Všetky nazbierané dáta sa následne analyzovali a vyhodnotili za účelom vývoja inteligentnej smart mobility, ktorú by sme v budúcnosti mohli využívať aj v našich mestách. Výskumníci, ktorí na projekte pracujú, poukazujú na to, že nevyhnutným medzikrokom nasadzovania týchto technológií je ich testovanie v polo uzavretých areáloch – napríklad v podobe shuttle busov, či už na letiskách alebo vo fabrikách, kde sa presúvajú zamestnanci medzi objektami areálu. Hlavným cieľom je však dostať sa do reálnej mestskej premávky.
Nezanedbateľnou súčasťou výskumu v oblasti autonómnych áut je aj oblasť prepájania týchto vozidiel na cestách jednak medzi sebou, ale aj medzi vozidlami a rôznymi inteligentnými senzormi ktorými je vybavená cesta samotná. Tu do hry vstupujú vysokorýchlostné mobilné a satelitné siete. V lete 2021 sme spolu so spoločnosťou Orange ukázali, aké sú možnosti a limitácie 5G sietí pre túto problémovú oblasť. Ak chceme hovoriť o najnovších satelitných sieťach, výskumná skupina disponuje hardvérovým vybavením pre prístup do siete Starlink, ktorú spoločnosť SpaceX vedená Elonom Muskom spustila na území Slovenska iba pár týždňov dozadu.
FIIT STU v tomto projekte zastupuje náš kolega a Marek Galiński, ktorý na fakulte aj vyučuje niekoľko predmetov. Jeho práca v prvotných fázach týchto spoločných projektov so Strojníckou fakultou spočívala v návrhu komunikačnej architektúry a komunikačných protokolov jednotlivých komponentov. Jednoducho povedané, staral sa o to, aby všetky riadiace jednotky a moduly jednotlivých senzorov dokázali medzi sebou spoľahlivo komunikovať prostredníctvom CAN zbernice a ďalších technológií. Okrem toho aj programoval navigačnú slučku, ktorá “diktovala” autu, kedy má zatočiť, kedy pridať či spomaliť alebo úplne zastaviť. Dnes na FIIT STU vedie výskumnú skupinu zameranú práve na problémy v oblasti inteligentnej a prepojenej dopravy. Do činností tejto výskumnej skupiny sú študenti FIIT STU zapájaní veľmi intenzívne – momentálne okolo 20 študentov robí svoje bakalárske a diplomové práce tematicky zamerané práve na tieto inteligentné dopravné prostriedky, pod vedením kolegov z tejto výskumnej skupiny.
Sme hrdí, že práve takéto projekty vznikajú na našej fakulte a tešíme sa, že vývoj autonómnej dopravy nadchol nielen informatikov a strojárov, ale aj širokú verejnosť a tiež ministerstvo dopravy, pre ktoré sú podobné riešenia, najmä v kontexte zvyšovania dopravnej bezpečnosti, jednou z ich priorít.
Teší nás, že naši výskumníci spolupracujú s kolegami z iných fakúlt a univerzít. Tento a podobný výskum spadá pod výskumnú skupinu Automotive Innovation Lab.
