Библиотека Интернет Индустрии I2R.ru

Все идет к тому, что лет через десять водителей станут называть пользователями, а автомехаников - системными программистами.

Чему, собственно, удивляться, если уже появились кофеварки, получающие самую новую рецептуру прямо из Всемирной сети. Чипы, способные заменить по своим возможностям БЭСМ 30-40-летней давности, имплантируют домашним животным или прячут в авторучку-переводчик. Синтезатор речи, распознаватель видео- или аудиообразов - все это реалии наших дней. Места они занимают немного, да и стоят относительно недорого. Поэтому, как только удалось достичь определенного уровня надежности, микропроцессоры взяли на себя решение самых разнообразных задач и в автомобиле, решительно забирая бразды правления у водителя. Человек слаб: ему свойственно выпивать, не пристегиваться ремнями, превышать разумно ограниченную скорость. Как утверждает статистика, именно эти три слабости являются источником большинства ДТП с тяжелыми последствиями. Застрельщики в области систем безопасности - шведы - решили поставить двухгодичный эксперимент в рамках проекта Vision Zero. Несколько автомобилей SAAB оснастили датчиками, улавливающими запах алкоголя, чувствующими вес пассажира на сиденье, оборудованном ремнями, и знающими обо всех ограничениях скорости вдоль трассы. Сел за руль "выпимши" - завоет сирена, а потом заглохнет двигатель. Не пристегнулся - не тронешься с места, а захочешь "притопить", педаль станет колом. Ожидают, что с внедрением подобных систем мы вообще забудем выражение "разбился насмерть".

Возможно, прочитавший эти строки наш соотечественник вздохнет с облегчением и преисполнится чувством глубокого удовлетворения, что родился и живет в стране, в которую инновации приходят с опозданием. Все-таки мы привыкли ценить автомобиль за ощущение удивительной свободы. Но оставим Европарламенту обсуждать этические стороны подобных систем. Лучше обратим внимание на маленькую деталь. Итак, датчики второстепенных устройств активно вмешиваются в работу двигателя, трансмиссии. Собственно говоря, само понятие второстепенности теряет смысл вместе с объединением множества компьютеров в единую локальную сеть. Подходить к ремонту такого автомобиля с традиционными мерками совершенно бесполезно. Ведь программа может быть составлена таким образом, что, к примеру, в темное время суток двигатель невозможно будет завести, если перегорела лампочка габаритного фонаря! Не верите? А вот почитайте, чем сегодня занимаются специалисты фирмы Hella.

Световые спецэффекты

Как ни странно, но управление двигателем было компьютеризировано, пожалуй, раньше, чем многие другие системы автомобиля, хотя с точки зрения быстродействия эта технология предъявляла более жесткие требования к процессору. Возможно, причина лежала в сфере экономики: использовать дорогие чипы для решения второстепенных задач было нерационально. А сегодня почему бы не заняться и фарами? Это только на первый взгляд кажется, что цифровым технологиям здесь просто нечего делать. Подумаешь, включить-выключить, переключить с ближнего света на дальний и обратно. Но давайте копнем глубже. В дождь, например, эффективность освещения совсем иная, чем в сухую погоду. Перед поворотом неплохо бы посветить "за угол", а при приближении к перекрестку - высветить поперечную дорогу. На шоссе негоже слепить дальним светом не только встречных водителей, но и едущих в попутном направлении (через зеркала). Опять же неплохо бы учитывать загрузку автомобиля, профиль дороги (спуск или подъем). В общем, если попытаться решить задачу действительно оптимальным образом, то придется учитывать массу корректирующих факторов и притом в режиме реального времени. Понятно, что оборудовать панель приборов подобием театрального пульта светорежиссера - полная утопия. А вот поручить управление "световыми эффектами" компьютеру - вполне выполнимая задача.

 Этот «Аргус» служит для испытания новых фар.

Итак, фирма Hella приступила к реализации программы VARILIS (Variable Intelligent Light System). Правда, чтобы применить ее в серийных автомобилях, придется внести изменения в пункты 48 и 98 Правил ЕС. Времени для этого достаточно. Тем более что срок, отпущенный разработчикам, - 2005 г. Обоснованием крупных затрат на разработку послужили данные статистики, согласно которой 40% всех ДТП со смертельным исходом происходят ночью, хотя интенсивность движения при этом на 80% ниже. Тщательное исследование типичных дорожных ситуаций, встречающейся геометрии дорог привело к выводу о необходимости четырех основных нововведений:

• движении в городе требуется широкий световой поток, высвечивающий пешеходов и велосипедистов вблизи перекрестков;
• на загородных дорогах наряду с большей дальностью освещения необходима подсветка поворотов;
• на автострадах одновременно с еще большим увеличением дальности следует исключить ослепление едущих впереди, в частности при обгонах;
• в случае сложных погодных условий (туман, снегопад, дождь) необходимо подбирать специальное освещение.

Для решения задачи управляющий светом компьютер должен получать входные сигналы от датчиков скорости, состояния дороги, влаги на лобовом стекле, температуры воздуха, угловых и линейных ускорений и, наконец, спутникового навигатора.

 В крутом вираже.

Даже такая элементарная задача, как включение и выключение фар, требует учета времени суток, освещенности вокруг автомобиля и непосредственно перед ним. Только тогда автоматика правильно различит наступающие сумерки от въезда в туннель или просто от проезда под мостом. Получается, что и эта новая система не может работать изолированно от других и должна быть интегрирована в общую локальную цифровую сеть автомобиля. Вот вам и "просто лампочка".

Фара в зеркале прогресса

Как же заставить фару подчиняться командам компьютера и "рисовать" на дороге световые узоры? На сегодняшний день просматриваются два пути. Один из них, более простой, найден специалистами Hella. В их фаре VarioX между источником света и линзой расположен валик с пятью фигурными шторками, соединенный с шаговым двигателем. Соответственно можно получить пять заданных картинок светораспределения. Этот принцип позаимствован у диапроекторов.

 На автостраде.

Альтернативная схема, более близкая по духу специалистам-компьютерщикам, предложена BMW. Суть этого изобретения в рефлекторе, зеркальный слой которого образован 480 000 (!) микроскопическими отражателями с индивидуальными приводами. (Идея, между прочим, стара как мир. Согласно легенде еще Архимед, выстроив на берегу толпу горожан с плоскими зеркалами, приказал все "зайчики" направить на флагманский корабль неприятеля и в несколько минут поджег его.) Под управлением микропроцессора границы света и тени получаются настолько четкими и резкими, что кажутся не сфотографированными, а нарисованными. Еще одно ценное преимущество системы DMD (Digital Micromirror Devices), или, как ее также называют, Pixellight, заключается в том, что такая фара позволяет ехать с дальним светом, не боясь ослепить водителей встречных машин, т. к. компьютер уберет свет из области выше уровня их фар.

Что касается идеи светить "за угол", то до этого пока не дошло, хотя… Один из вариантов VARILIS предусматривает установку дополнительного прожектора на месте бокового повторителя указателя поворотов, включающегося при маневре на перекрестке.

Флирт на дороге

С ростом популярности Интернета в автомобиле для водителей открываются все новые интересные возможности. Предположим, вас бестактно подрезали и появилось жгучее желание обратиться к обидчику со словами: "Ну кто так ездит?!" А может, вам просто захотелось сделать комплимент очаровательной блондинке за рулем соседнего "Порше". Отныне европейским обладателям автоинтернета достаточно посетить сайт http://www.pkw-talk.com/ и набрать (а то и просто надиктовать!) нужный текст в открывшемся окне. Далее в качестве адреса указывается номерной знак "собеседника", и ваше послание появляется на дисплее получателя. Правда, только в том случае, если он зарегистрировался на данном сайте. Эта процедура стоит совсем недорого, всего 47 DM, так что у нового проекта впереди большое будущее.

"Голубые зубы" заменяют провода

Еще в 1994 г. шведская компания Ericsson Mobile Communications решила кардинально облегчить жизнь пользователям многочисленных электронных приборов, желающим связать их между собой, но не желающим ничего знать о разнообразии интерфейсов, применяемых различными производителями. Поднять такой проект было бы немыслимо без объединения целого ряда фирм в своеобразный "клуб по интересам" - Special Interest Group, на что ушли первые четыре года. Зато дальше все пошло как по маслу, к пяти инициаторам добавились 1883 участника, и в марте 1999 г. на свет родился объединенный стандарт Bluetooth. Название, правда, не имеет отношения к голубым зубам, это просто имя одного из королей викингов Х в. Харальда Блатанда, переложенное на английский. В свое время он вошел в историю как объединитель скандинавских народов, а теперь увековечил себя в едином стандарте бескабельных сетей. Отныне снабженные специальным чипом Bluetooth приборы без проводов запросто могут обмениваться между собой информацией. Это позволяет легко заменять их по мере морального старения, которое происходит значительно быстрее, чем сам автомобиль становится негодным. Сотовый телефон, аудио-, видеосистема, Laptop, навигатор, органайзер - все они могут работать дружной компанией, не опутывая салон кабельными соединениями. Кстати говоря, новая технология позволяет таким же бесконтактным способом производить и диагностику систем автомобиля, корректировку их программного обеспечения. Вся система работает на частоте 2,4 ГГц и на сегодня считается недоступной для "подслушивания". Быстрая смена каналов - до 1600 раз в секунду - гарантирует высокую помехоустойчивость связи. Каждый чип обладает индивидуальным ID и может быть включен или выключен из сети.

"Галатея" цвета металлик

Говорят, каждый автолюбитель, выбирая автомобиль, подсознательно учитывает особенности своего характера. Благодаря новой системе Drive-Adapt фирмы AVL появляется возможность "лепить" характер автомобиля под себя в буквальном смысле слова. Компьютер системы чутко "прислушивается" к действиям нового владельца и запоминает его манеру "давить на газ", выжимать сцепление, тормозить. Всего измеряются до 50 различных параметров. Вскоре автомобиль приспосабливается к манере вождения и, например, предоставляет "спортсмену" на 20% больший крутящий момент, чем любителю комфортной неторопливой езды. Причем выученный стиль - не догма.

 В единой консоли могут быть объединены телефон, навигатор, аудио- и видеосистема, управление кондиционером.

Если у водителя изменилось настроение и захотелось "остренького", автомобиль достаточно быстро поймет желание хозяина и перестроится на ходу. По оценкам экспертов, удовольствие от вождения автомобиля с Drive-Adapt на треть выше. Стоимость дооборудования невелика и вполне по карману владельцам машин среднего класса. С 2002 г. Drive-Adapt будет выпускаться серийно, а пока проходят последние испытания. Кстати, система сможет определять момент засыпания водителя и подавать ему сигнал "побудки", а это уже прямой вклад в безопасность движения.

Железо для автомобиля

Нет, нет, речь не пойдет о кузове. Посмотрим на начинку автомобильно-ориентированных компьютеров последнего поколения. Согласно исследованиям Strategy Analitics уже в прошлом году 10% всех автомобилей использовали 32-бит процессоры, а к 2005 г. таких автомобилей будет около 25% от общего числа. Примером такого процессора может служить одна из модификаций МРС5ХХ фирмы Motorola и, в частности, МРС561. Этот кристалл управляет работой двигателя, минимизируя потребление топлива, командует впрыском дизельного мотора и/или переключает передачи в квазиавтоматической коробке. Это семейство охотно приобретается изготовителями автомобилей в США, Европе и Японии и имеет все шансы стать международным стандартом.

Отличительной чертой МРС561 является отсутствие флэш-памяти, что делает этот процессор удачной недорогой альтернативой для систем, где она и не требуется. А вот аналого-цифровой преобразователь с улучшенными характеристиками и способность работать при температурах от -40 до +125 °С автомобилисты оценивают весьма высоко.

Работать непосредственно с водителем призваны другие процессоры Motorola из семейства MGT5000. Их архитектура, поддерживающая Java-апплеты, разработана специально для DIS-применений (Driver Information System). Первый из этой серии чип, MGT5100, имеет быстродействие в 326 млн операций в секунду и появится в продаже в конце этого года. А в течение следующих двух лет Motorola планирует увеличить мощность представителей серии MGT5000 до миллиарда операций в секунду и даже более.

Ну а какова судьба "примитивных" 16- (68НС12) или 8-бит (НС08) процессоров? Они пока тоже остаются в автомобиле и будут управлять механизмами дверей, сидений, стеклоподъемников, отопления, кондиционера, освещением…

Вяжем сеть всем миром

Итак, автомобиль XXI в. оказался буквально нашпигованным компьютерами, ведущими оживленную болтовню между собой по разнообразным линиям связи. Эти линии могут быть построены на разных принципах и использовать как традиционные провода и кабели, так и оптоволоконную технику. Чтобы обеспечить необходимую совместимость, в начале этого года по инициативе Audi, BMW, Infineon, YAMAR Electronics и iQ POWER был образован консорциум DCBA (DC-BUS Allianz) по выработке единого стандарта передачи данных с помощью силовой проводки автомобиля. Суть идеи заключается в том, чтобы по возможности вообще не прокладывать никаких дополнительных шин, а использовать медные провода, по которым подается питание на датчики и исполнительные механизмы и без которых все равно никуда не деться. Этот новый стандарт должен быть совместим с существующими протоколами обмена данными в сетях CAN (Controller Area Network) и LIN (Local Interconnect Network). Основой новой технологии служит запатентованная израильской YAMAR Electronics шина DC-BUS, работающая при любом (14 или 42 В) напряжении в бортовой сети и обеспечивающая скорость передачи данных не менее 250 кбит/с.

Время покажет, какое из направлений в сетевых технологиях станет приоритетным в автомобилестроении. А может быть, разнообразные линии связи будут мирно сосуществовать вместе, и такой исход представляется наиболее вероятным, поскольку найти универсальный рецепт на все случаи жизни, как правило, не удается.

Буквально несколько слов о связи локальной сети автомобиля со всемирной сетью Интернет. Уже сегодня водители имеют возможность, не покидая салона своей машины, не только читать свежие биржевые новости, но и бронировать места в гостинице, искать свободные парковки, получать информацию для навигационной системы об оперативной обстановке на маршруте следования - всего и не перечислить. В случае аварии автомобиль сам сообщает соответствующим службам о возникшей проблеме, своем местонахождении. Поэтому быстродействующий канал цифровой связи просто необходим. На сегодня он реализуется с помощью технологии HSCSD (High Speed Circuit Switched Data), обеспечивающей скорость обмена данными до 4-14 кбит/с. Но уже к 2003 г. ожидается развертывание сетей связи стандарта UMTS (Universal Mobile Telecommunications Service), и тогда цифры порядка 2 Мбит/с уже не будут никого удивлять!

Офис на колесах

На женевском автосалоне весной этого года BMW представила лимузин представительского класса на базе удлиненного автомобиля 7-й серии. Внешне ничего особенно примечательного, интерес представляет комплексное мультимедийное оборудование салона. Конечно, здесь имеется центральный РС (с процессором Intel Celeron 533 МГц, винчестером 1 Гбайт, ОЗУ 128 Мбайт), обеспечивающий работу в среде Windows с неограниченным доступом в Интернет. Нажатие кнопки - и из перегородки, разделяющей пассажирский салон с отсеком водителя, выдвигается плоский 15І монитор. Клавиатура связана с системным блоком с помощью инфракрасного порта, что обеспечивает возможность работы в любой удобной позе на одном из кожаных сидений. В той же перегородке скрывается и цветной принтер. Однако, поскольку "кочевая" жизнь бизнесмена не сводится к одной только работе, не меньше внимания уделено и организации досуга. Телевизор, CD- и DVD-плеер - это само собой разумеется. А вот прослушивание музыки через аудиосистему с 10 динамиками общей мощностью в 730 Вт превращает салон лимузина в настоящий концертный или, точнее, киноконцертный зал.

Стоимость такого передвижного офиса доступна, конечно, не каждому. Но вот оборудовать вполне обычный автомобиль для приятного времяпрепровождения можно уже сегодня и без непомерных затрат. Это наглядно показала фирма Johnson Controls на том же салоне на примере минивэна Opel Zafira. Весь комплект оборудования получил название AutoVision и включает в себя DVD-видеосистему, интегрированную в крышу кузова. Правда, жидкокристаллический экран здесь поменьше, чем в BMW, всего 7" по диагонали. Видеоплеер хранит в памяти объемом 17 Гбайт записи фильмов общей продолжительностью до 8 ч. Сэкономить удалось, главным образом, на аудиосистеме. Ведь в обычном минивэне нет перегородки, и водитель, заслушавшись звуковым сопровождением фильма, может забыть о своих основных обязанностях. Поэтому пассажиры используют наушники с инфракрасной беспроводной связью.

Вам звонит ваш автомобиль

Сотовый телефон в автомобиле даже у нас стал вполне привычной вещью. Поэтому неудивительно, что разработчики пытаются использовать его для выполнения подчас совершенно неожиданных функций. Вот, например, США, обеспокоенные пренеприятнейшей историей с взрывавшимися на ходу шинами Firestone, решили ввести с 2003 г. правило, согласно которому все легковые автомобили должны быть оборудованы системой контроля давления воздуха в шинах. С новыми машинами проблем не ожидается, а как встроить дополнительный индикатор в уже существующие модели, не нарушив тщательно выверенный дизайн салона? Одно из решений предложила Nokia и ее филиал RoadSnoop. Спустившаяся шина просто позвонит вам на "мобильный" и пошлет SMS-сообщение с информацией о падении давления в одном из колес. Новинка появится в продаже уже в будущем году.

 Вам пришло сообщение от переднего колеса.

Японцы решили использовать сотовый телефон для приема SMS-сообщений от противоугонной системы. Скрытый в недрах автомобиля передатчик известит о взломе не только вас, но и местную полицию, а также начнет передавать координаты автомобиля. В свою очередь вы тоже можете позвонить угонщикам, сказав им все, что о них думаете, и, нажав определенную комбинацию клавиш, заглушить двигатель. В настоящее время решается вопрос, не представляет ли такая система угрозы безопасности (вдруг мотор остановится как раз на железнодорожном переезде?). Вероятно, при определенной доработке программного обеспечения проблему можно будет решить и новая противоугонная система появится на прилавках.

Виртуальный ремонт

Электронная начинка такого уровня делает совершенно бесперспективной попытку самостоятельного ремонта в пути с помощью гаечного ключа. Впрочем, как считает Томас Форхерт из DaimlerChrysler, такой ремонт и не понадобится. Картина, которую он нарисовал, покажется нашему читателю почти "марсианской". Мы привыкли совсем к другим неисправностям в пути, которые не устранишь, не измазавшись с ног до головы в дорожной грязи и масле. Но идея сервиса XXI в. достойна внимания.

Итак, предположим, у дальнобойного тягача Actros перестали опускаться стекла кабины и жаркое летнее солнце превратило салон в сауну. Взмокший водитель связывается по телефону с европейским центром техпомощи фирмы Mercedes-Benz и сообщает о возникшей проблеме. Одновременно по каналу телеметрии передается диагностическая информация с бортового компьютера и после анализа определяется дефектный блок управления. (Вы же не думаете, что моторчик стеклоподъемника по-прежнему банально включается кнопкой, - все команды идут через компьютер и мультиплексные шины данных.) Специалист с помощью программного обеспечения быстро находит решение - озадачить управлением окнами другой процессор, благо все они соединены в единую сеть. По тому же радиоканалу на сломавшийся Actros передаются необходимые изменения в программе, и (о чудо!) стекла вновь слушаются водителя. Параллельно информация о дефекте записывается в банк данных сервис-центра, осуществляющего плановое ТО данного автомобиля и при очередном обслуживании испортившийся модуль будет обязательно заменен.

Цель, которую поставили перед собой на DaimlerChrysler, выглядит почти утопией: через 8 лет ни один водитель автомобиля с трехлучевой звездой на радиаторе не должен испытать каких-либо трудностей по вине техники, какими бы ничтожными они ни были. Компьютеры автомобилей будут регулярно дистанционно опрашиваться сервис-центрами фирмы совершенно незаметно для владельцев. В необходимых случаях водителя вежливо пригласят посетить в профилактических целях одну из станций техобслуживания. По оценке специалистов, до 20% неисправностей могут быть устранены путем вмешательства только в программное обеспечение. В случаях, требующих немедленной замены какого-либо узла на месте, "техничка" приедет, имея на борту необходимую запчасть, а буксировка может понадобиться лишь в результате произошедшего ДТП.

Без космоса не обойтись

Почти все новые возможности автомобильных систем ближайшего будущего так или иначе связаны с необходимостью быстрого и точного определения местонахождения. До сих пор с этим справлялась американская система глобальной навигации GPS, ориентированная в основном на военное применение. Сейчас, когда спутниковый навигатор есть чуть ли не на каждом европейском автомобиле, разработчикам понадобилась более совершенная, точная и быстродействующая "цивильная" система, способная устойчиво работать в условиях плотной городской застройки. И вот страны Евросоюза, объединив свои усилия в консорциуме Astrium, решили разориться на создание такой глобальной спутниковой сети под названием Galileo. Стоимость всего проекта оценивается примерно в 3,2 млрд евро, но экономический эффект, который он должен дать, куда больше - до 74 млрд евро в срок до 2020 г.

 Скоро над Землей закружатся 30 таких «коробочек».

Постепенно разными ракетами (и среди них наши "Союзы" и "Протоны") на орбиту высотой 23 300 км будут выведены 30 спутников массой по 625 кг каждый. Космическая сетка станет настолько плотной, что даже среди небоскребов автомобиль всегда будет "виден" и его навигатор сможет всего за 6 с определить координаты с точностью не менее 4 м. Чтобы сократить расходы на запуск спутников, их начнут выводить на орбиты сериями по 2 ("Союз"), 6 ("Протон") или даже 8 (Ariane). К 2006 г. Galileo заработает в полную силу и, как обещают авторы проекта, не доставит хлопот в течение 20 лет эксплуатации. Вероятно, к этому времени и сами навигаторы станут гораздо совершеннее и, главное, доступнее.

 Ракета-носитель Ariane сможет вывести на орбиту сразу 8 спутников Galileo.