Otonom Sürüş Sistemi Nedir? Otonom Araçlar Nasıl Çalışır?

Otonom sürüş, bir aracın sürücü müdahalesi olmadan kendi kendine hareket etmesi, çevresini algılaması, kararlar alması, manevra yapması ve belirli bir hedefe güvenli bir şekilde ulaşıp park etmesini sağlayan teknolojilere verilen genel isimdir.

Bu sistemler, sensörler, kameralar, radarlar, lidarlar, yapay zeka ve yazılım algoritmaları gibi bir dizi gelişmiş bileşeni içerir. Otonom sürüş seviyeleri, 0'dan 5'e kadar olan bir ölçekte tanımlanmıştır ve her seviye, otomasyon derecesini belirtir:

Seviye 0 (Otomasyon Yok): Bu seviyede herhangi bir otomasyon bulunmamaktadır. Sürücü, aracı sürekli olarak kontrol etmelidir.

Seviye 1 (Sürücü Yardımı): Bu seviyede, araç tek bir görevi otomatik olarak gerçekleştirebilir, örneğin adaptif hız sabitleyici gibi.

Seviye 2 (Kısmi Otomasyon): Bu seviyede araç, aynı anda birden fazla görevi otomatik olarak gerçekleştirebilir. Örnek olarak, otomatik şerit takibi ve adaptif hız sabitleyici bir arada kullanılabilir. Ancak sürücünün dikkatinin sürekli yolda olması gerekir.

Seviye 3 (Şartlı Otomasyon): Araç, belirli koşullar altında tamamen otonom olarak hareket edebilir, ancak sürücünün müdahale etmeye hazır olması gerekmektedir.

Seviye 4 (Yüksek Otomasyon): Araç, belirli koşullar veya ortamlarda (örneğin otoyollar veya belirli şehir bölgeleri gibi) tamamen otonom olarak hareket edebilir. Sürücü, bu koşullar veya ortamlarda müdahale etmek zorunda kalmaz.

Seviye 5 (Tam Otomasyon): Araç, herhangi bir koşul veya ortamda tamamen otonom olarak hareket edebilir. Sürücüye veya insan müdahalesine gerek yoktur.

Otonom sürüş sistemlerinin faydaları arasında trafik kazalarının azaltılması, trafik akışının iyileştirilmesi, yakıt ekonomisinin artırılması ve sürücüler için daha rahat bir sürüş deneyimi sağlama gibi unsurlar bulunmaktadır. Ancak bu teknolojinin tam olarak benimsenmesi, teknolojik, düzenleyici ve sosyo-kültürel zorlukları aşmayı gerektirir.

Otonom Sürüş Teknolojisinin Tarihçesi

Otonom sürüş teknolojisi, son birkaç on yılda büyük ilerlemeler kaydetmiş olmasına rağmen, konseptin kökenleri 20. yüzyılın başlarına kadar uzanmaktadır.

• 1920'ler ve 1930'lar: İlk otomatik sürüş konseptleri bu dönemlerde tanıtıldı. 1939 Dünya Fuarı'nda, elektrikli raylarla yol boyunca yönlendirilen otomatik sürüş konsepti gösterildi.
• 1960'lar: İlk otonom araç prototipleri, 1960'ların başlarında ABD Savunma Bakanlığı'nın araştırma projeleri olarak geliştirildi. Bu araçlar genellikle son derece sınırlı yeteneklere sahipti ve genellikle önceden belirlenmiş yollarda veya kontrollü ortamlarda çalışıyordu.
• 1980'ler: Bu dönem, otonom araçların gelişiminde önemli bir dönüm noktasıydı. Carnegie Mellon Üniversitesi, otonom sürüş yetenekleri ile donatılmış birkaç araç geliştirdi. Bu araçlar, kameralar ve bazen lidar gibi sensörleri kullanarak çevrelerini algılıyordu.
• 1990'lar: 1990'larda, ABD'nin Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA) tarafından sponsorluğu yapılan bir dizi otonom araç yarışması, teknolojik yenilikleri teşvik etti.
• 2000'ler: Google'ın otonom sürüş projesi (şimdi Waymo olarak bilinir) bu dönemde başlatıldı ve teknolojide büyük ilerlemelere neden oldu. Lidar, radar, derin öğrenme ve yapay zeka gibi teknolojilerin entegrasyonu, otonom sürüşün gerçek dünya koşullarında uygulanabilirliğini artırdı.
• 2010'lar: Birçok otomobil üreticisi ve teknoloji şirketi, otonom araç teknolojilerini geliştirmeye ve test etmeye başladı. Tesla, Nissan, GM, Uber ve diğer birçok şirket, otonom sürüş teknolojilerine büyük yatırımlar yaptı.
• 2020 ve sonrası: Otonom sürüş teknolojisi ticarileşmeye başlıyor. Bazı şehirlerde otonom taksi hizmetleri test ediliyor. Ayrıca, birçok yeni araç, kısmi otonom sürüş yetenekleri ile donatılmış olarak piyasaya sürülüyor.

Otonom sürüş teknolojisinin tarihçesi, teknolojinin sürekli evrimini ve otomotiv endüstrisi ile teknoloji endüstrisinin kesiştiği yerde nasıl hızla ilerlediğini göstermektedir. Ancak, tam otonom sürüşün yaygınlaşması için hala aşılması gereken birçok teknolojik, düzenleyici ve sosyal zorluk bulunmaktadır.

Otonom Araçlar Nasıl Çalışır?

Otonom araçlar, bir dizi sofistike teknoloji ve bileşen kullanarak çevrelerini algılar, yollarını planlar ve kararlar alır. Otonom araçların çalışma prensipleri ve kullandıkları temel teknolojiler şunlardır:

Sensörler ve Algılama Sistemleri:

Kameralar: Araç etrafındaki nesneleri, trafik işaretlerini, yaya ve diğer araçları tanımlamak için kullanılır.

Radar: Uzaklık, hız ve yön hakkında bilgi sağlamak için elektromanyetik dalgalar kullanır. Özellikle hız sabitleyicilerde ve otomatik fren sistemlerinde etkilidir.

Lidar (Işık Algılama ve Menzil): Çevreyi yüksek çözünürlüklü 3D haritalar oluşturarak taramak için lazer ışınları kullanır.

Ultrasonik Sensörler: Genellikle park yardımı ve yakın nesneleri tespit etmek için kullanılır.

Merkezi Bilgi İşlem Birimi:

Toplanan tüm veriler, aracın nasıl tepki vereceğine karar veren merkezi bir bilgisayarda işlenir. Bu bilgisayar, otonom sürüş algoritmalarını ve yapay zeka modellerini çalıştırır.

Yazılım ve Algoritmalar:

Görüntü Tanıma: Kameralardan gelen görüntüleri işleyerek nesneleri, trafik işaretlerini ve yolları tanımlar.

Yol Planlama: Araç için en uygun ve güvenli yolu belirler.

Karar Verme: Diğer araçlarla etkileşimde bulunma, yavaşlama, hızlanma veya durma gibi sürüş kararları alır.

Bağlantı:

V2V (Araçtan Araca) ve V2I (Araçtan Altyapıya) Bağlantılar: Araçlar arasında veya araçlarla altyapı (örn. trafik ışıkları) arasında bilgi alışverişi sağlar.

Yüksek Çözünürlüklü Haritalar:

Otonom araçlar için özel olarak tasarlanmış ayrıntılı haritalar, aracın tam olarak nerede olduğunu ve çevresindeki yolların özelliklerini bilmek için kullanılır.

Güvenlik Protokolleri:

Yüksek veri redundansı sayesinde, arızalara veya beklenmedik durumlara karşı aracın güvenli bir duruma geçmesini sağlar.

Bu teknolojik bileşenlerin ve sistemlerin entegrasyonu, otonom araçların çevrelerini anlamalarını, kararlar almalarını ve insana ihtiyaç duymadan güvenli bir şekilde sürmelerini sağlar. Ancak, bu araçların tam otonom olarak çalışabilmesi için hala birçok teknolojik, düzenleyici ve etik zorlukla karşı karşıya oldukları da unutulmamalıdır.

Gelişmiş Sürücü Yardım Sistemleri (ADAS) Nedir?

Gelişmiş Sürücü Yardım Sistemleri (ADAS), sürücülere sürüş sırasında yardımcı olmak için tasarlanmış özellikler ve teknolojileri ifade eder. Bu sistemler, sürücüyü potansiyel tehlikeler konusunda uyarabilir, sürücü tepkisini geliştirebilir ve bazı durumlarda aracın kontrolünü otomatik olarak alabilir. ADAS, otonom sürüşe giden yolda önemli bir adımdır.

ADAS'ın temel bileşenleri arasında çeşitli sensörler (kameralar, radarlar, lidarlar vb.), bilgi işlem birimleri ve yazılım algoritmaları bulunmaktadır. ADAS'ın bazı yaygın özellikleri şunlardır:

Adaptif Hız Sabitleyici (ACC): Trafik akışına göre otomatik olarak aracın hızını ayarlar.

Otomatik Acil Frenleme: Önündeki engelleri algılayarak aracın otomatik olarak fren yapmasını sağlar.

Şerit Takip Yardımı: Araç şeridini terk etmeye başladığında sürücüyü uyarır veya aracı şeridin içinde tutmak için otomatik düzeltmeler yapar.

Şerit Değiştirme Yardımı: Diğer araçları ve nesneleri algılar ve sürücüye şerit değiştirme konusunda yardımcı olur.

Geri Görüş Kamerası: Araç geri giderken sürücüye arka görüş sağlar.

Kör Nokta İzleme: Araçta sürücünün göremediği bölgeleri izler ve başka bir araç veya nesnenin yaklaşmakta olduğunda sürücüyü uyarır.

Yaya ve Bisikletli Algılama: Yaya veya bisikletli bir kişiyi algılar ve sürücüyü uyarır veya potansiyel bir çarpışmayı önlemek için otomatik olarak fren yapar.

Trafik İşareti Tanıma: Trafik işaretlerini tanır ve sürücüye bilgi verir.

Adaptif Ön Işıklar: Araç yolda ilerlerken ön ışıkların yönünü ayarlar, böylece yol daha iyi aydınlatılır.

Sürücü Dikkat İzleme: Sürücünün dikkatinin dağılmasını veya uykulu olmasını tespit eder ve uyarı verir.

Park Yardımı: Araç park ederken sürücüye rehberlik eder veya bazı durumlarda otomatik olarak park eder.

Gelişmiş Sürücü Yardım Sistemleri, trafik güvenliğini artırmak ve sürücülere daha rahat bir sürüş deneyimi sunmak için tasarlanmıştır. Ancak, sürücülerin bu sistemlere aşırı güvenmemesi ve her zaman aracın kontrolünde olması gerektiğini unutmamaları önemlidir.

Yarı Otonom Araçlara Örnekler

Yarı otonom araçlar, sürücü müdahalesine ihtiyaç duymadan belirli sürüş görevlerini gerçekleştirebilen araçlardır. Ancak bu araçlar, tüm sürüş koşullarında ve ortamlarında tamamen bağımsız olarak hareket etmek için gerekli donanım ve yazılıma sahip değildir. Yarı otonom araçlar, otonom sürüş seviyelerine göre Seviye 2 (Kısmi Otomasyon) ve Seviye 3 (Şartlı Otomasyon) arasında yer alır.

Yarı otonom özelliklere sahip popüler araçlardan bazıları şunlardır:

Tesla Autopilot: Tesla'nın Autopilot sistemi, adaptif hız sabitleyici ve otomatik şerit değiştirme gibi özelliklere sahip bir Seviye 2 otonom sürüş sistemidir. "Full Self-Driving" (FSD) paketi ile daha ileri özellikler eklenmeye devam etmekle birlikte, bu da tam otonomluk anlamına gelmez.

Cadillac Super Cruise: Bu sistem, otoyolda tamamen eller serbest sürüş sağlar. Bir kamera, sürücünün dikkatini yolda tutup tutmadığını izler.

Mercedes-Benz Drive Pilot: Mercedes'in bu sistemi, otoyollarda ve yoğun trafikte sürücüye yardımcı olmak için tasarlanmış bir Seviye 3 otomasyon sistemidir.

Audi Traffic Jam Pilot: Bu Seviye 3 otomasyon sistemine sahip Audi A8, belirli koşullar altında sürücüden tamamen bağımsız olarak hareket edebilir.

BMW Personal CoPilot: BMW'nin bu sistemi, adaptif hız sabitleyici, şerit takip yardımı ve otomatik park etme gibi bir dizi yarı otonom özellik sunar.

Nissan ProPilot Assist: Nissan'ın bu sistemi, tek bir otoyol şeridinde sürüş sırasında adaptif hız sabitleyici ve şerit takip yardımı gibi özellikleri birleştirir.

Bu yarı otonom sistemler, sürücüye rahatlık ve güvenlik sunar, ancak sürücülerin dikkatini sürekli yolda tutması ve gerektiğinde müdahalede bulunmaya hazır olması önemlidir. Teknoloji geliştikçe, araçlar daha yüksek otomasyon seviyelerine ulaşacaktır, ancak yarı otonom araçların çoğu şu anda Seviye 2 veya Seviye 3'te bulunmaktadır.

Birçok şirket tam otonom araçlar üzerinde aktif olarak çalışmaktadır ve prototip veya test aşamalarında Seviye 4 veya Seviye 5 otonomlukta araçlar geliştirmiştir:

Waymo (Google'ın otonom araç projesi): Waymo, Phoenix, Arizona'daki bir banliyöde sınırlı bir hizmet alanında tamamen otonom taksi hizmeti sunan Waymo One adında bir hizmeti başlatmıştır. Bu hizmet, insan sürücüsüz tam otonom araçları kullanarak yolcu taşımaktadır.

Cruise (GM'nin otonom araç bölümü): Cruise, San Francisco gibi şehirlerde otonom araç testleri yapıyor. Şirket, Seviye 5 otonomluğa yaklaşan araçları piyasaya sürme planlarına sahip.

Uber ATG: Uber, otonom sürüş teknolojisi üzerine çalışmış, ancak 2020'nin sonunda bu birimi Aurora Innovation'a satmıştır.

Tesla: Tesla'nın "Full Self-Driving" (FSD) adında bir özelliği vardır, ancak bu isme rağmen, FSD şu an için Seviye 5 tam otonomlukta değildir.

Apple: Apple'ın "Project Titan" adlı bir otonom araç projesi bulunmaktadır.

Diğer otomobil üreticileri: Audi, BMW, Mercedes-Benz, Nissan, Ford ve diğer birçok otomobil üreticisi, tam otonom sürüş teknolojisine yatırım yapmaktadır.