Modern araç sistemlerinin temelleri ve sınıflandırılması
ADAS ve otonom sürüş: Otomotiv profesyonelleri için kapsamlı bir genel bakış
Kısaca en önemli noktalar
- ADAS güvenliği ve konforu artırır: Otomatik Acil Frenleme (Autonomous Emergency Braking, AEB), Adaptif Hız Sabitleyici (ACC), Şerit Takip Asistanı veya Park Asistanı gibi modern destek sistemleri sürücüyü aktif olarak destekler ve birçok yeni araçta artık yasal olarak zorunludur.
- Otonom sürüşün 5 otomasyon seviyesi vardır: Destek olmayan Seviye 0’dan sürücüsüz Seviye 5’e kadar her seviye, aracın ne kadar kontrolü devraldığını tanımlar.
- Sensör füzyonu anahtar teknolojidir: Kameralar, radar, lidar ve ultrasonik sensörler; çevrenin hassas bir görüntüsünü oluşturmak için birleştirilen veriler sağlar.
- Yapay zeka ve siber güvenlik vazgeçilmezdir: Yapay zeka nesneleri tanır, rotaları planlar ve kararlar verirken; siber güvenlik araç verilerini ve fonksiyonlarını korur.
- Teşhis cihazları temel araçlardır: Kalibrasyon, arıza tespiti, yazılım güncellemeleri ve bakım işlemlerinin dokümantasyonunu sağlarlar ve güvenilir ADAS ve otonom sistemler için vazgeçilmezdirler.
İçindekiler
Konuya giriş: Modern araç sistemlerinin temelleri ve sınıflandırılması
Sürücü destek sistemlerine genel bakış
Gelişmiş Sürücü Destek Sistemleri (ADAS) ve otonom sürüş, otomotiv endüstrisindeki en heyecan verici ve yenilikçi gelişmelerden ikisidir. Otomotiv profesyonelleri için çok sayıda fırsat ve zorluk sunarlar. Aşağıda en önemli hususlara dair kapsamlı bir genel bakış sunulmaktadır. ADAS, sürüş sırasında güvenliği ve konforu artırmayı amaçlayan bir dizi teknolojiyi kapsar. Yaygın ADAS sürücü destek sistemleri şunlardır:
- Adaptif hız sabitleyici (ACC): Araç hızını trafik akışına otomatik olarak uyarlar ve öndeki araçla güvenli bir mesafeyi korur.
- Adaptif uzun far (ADB), yolun o an gerekli şekilde aydınlatılmasını sağlamak için uzun ve kısa far arasında otomatik geçiş yapar.
- Otomatik acil frenleme sistemi (AEB): Olası çarpışmaları algılar ve kazaları önlemek veya şiddetini azaltmak için aracı otomatik olarak frenler.
- Şerit takip asistanı (LKA): Şeritten çıkma tehlikesi durumunda hafif direksiyon düzeltmeleri yaparak aracın şeritte güvenli şekilde kalmasına yardımcı olur.
- Şerit değiştirme asistanı: Kör noktadaki araçlar konusunda sürücüyü uyararak şerit değişimini daha güvenli hale getirir.
- Park asistanı: Engelleri algılayan sensörler ve kameralar sayesinde güvenli park etmeyi destekler ve sürücüyü uyarır.
Not:
Avrupa Parlamentosu ve Konseyi’nin 27 Kasım 2019 tarihli (AB) 2019/2144 sayılı Tüzüğü uyarınca, 7 Temmuz 2024’ten itibaren acil fren asistanı, şerit takip asistanı, yorgunluk uyarı sistemi ve geri görüş asistanı dahil olmak üzere çeşitli sürücü destek sistemleri AB’de yeni tescil edilen tüm binek araçlar için zorunludur. Amaç, genel araç güvenliğini artırmak ve savunmasız yol kullanıcılarını korumaktır.
Teknolojik temeller: Modern araç sistemlerinin teknolojik temelleri
Otomatikleştirilmiş ve otonom sürüş için anahtar teknolojiler
Otonom sürüş, araçların insan müdahalesi olmadan güvenli ve güvenilir şekilde yönlendirilmesini sağlamak için birlikte çalışan çok sayıda ileri teknolojiye dayanır. Bunu mümkün kılan en önemli teknolojiler şunlardır:
- Sensör füzyonu: Çevrenin kapsamlı bir görüntüsünü oluşturmak için farklı sensörlerden (kamera, radar, lidar) gelen verilerin entegre edilmesi.
- Yapay zeka: Gerçek zamanlı kararlar alan ve aracı yöneten algoritmalar.
- Siber güvenlik: Siber saldırılara karşı koruma ve veri bütünlüğünün sağlanması
Çevre algısının temeli olarak sensör füzyonu
Sensör füzyonu, otomatikleştirilmiş ve otonom sürüşü mümkün kılan temel teknolojilerden biridir. Araç çevresinin hassas, güvenilir ve eksiksiz bir görüntüsünü oluşturmak için farklı sensör türlerinden gelen verilerin akıllıca birleştirilmesini ve işlenmesini tanımlar. Modern araçlar çok sayıda sensörle donatılmıştır:
- Kameralar: Şerit çizgileri, trafik işaretleri, trafik lambaları ve nesneler gibi görsel bilgileri algılar.
- Radar: Nesnelerin mesafesini ve hızını ölçer; kötü görüş koşullarında bile güvenilir şekilde çalışır.
- Lidar (Işık Algılama ve Mesafe Ölçümü): Nesneleri algılamak için kullanılan optik bir ölçüm sistemidir. Lazer darbeleri sayesinde çevrenin son derece hassas 3B modellerini oluşturur.
- Ultrasonik sensörler: Gönderilen ses darbelerinin yansıma süresini ölçerek yakın mesafedeki nesnelere olan uzaklığı belirler.
- Atalet sensörleri: Bir Atalet Ölçüm Birimi (IMU), aracın hareketlerini ve ivmelerini ölçer. Bu sensör birimi, ivme ölçerler ve jiroskoplar gibi birden fazla sensörün birleşimidir.
- GPS: Navigasyon ve yön bulma için konum verileri sağlar.
Algılama alanlarının örnek bir gösterimi. Araçtaki farklı sürücü destek sistemleri “360 derece çevre izleme” sağlar.
Sensör füzyonunun önemi ve zorlukları
Sürücü destek sistemlerinin sensörleri, kendilerine özgü güçlü ve zayıf yönlere sahip farklı bilgiler sağlar. Sensör füzyonu bu verileri gerçek zamanlı olarak birleştirir, karşılaştırır ve tutarlılığını kontrol eder. Bu süreçte yedeklilikler, yani örtüşen bilgiler özellikle istenmektedir. Hataların tespit edilip düzeltilmesine yardımcı olarak güvenliği artırırlar.
- Güvenilirlik: Birden fazla kaynağın birleştirilmesi sayesinde sistem, bir sensör arızalansa veya bozulsa bile doğru şekilde çalışmaya devam edebilir.
- Doğruluk: Füzyon, nesnelerin, mesafelerin ve hareketlerin daha hassas algılanmasını sağlar.
- Gerçek zamanlı işleme: Frenleme veya kaçınma gibi hızlı ve güvenli kararlar alınabilmesi için verilerin milisaniyeler içinde işlenmesi gerekir.
- Ölçeklenebilirlik: Araç sınıfına, otomasyon seviyesine ve ADAS fonksiyonuna bağlı olarak sensör kombinasyonu değişir. Sensör füzyonu esnektir ve farklı gereksinimlere uyarlanabilir.
Araçtaki karar yapısının işlevsel bölümlenmesine dair örnek gösterim
Bu teknolojilerin kullanımı, aşılması gereken bir dizi teknik zorluğu da beraberinde getirir. Aşağıda başlıca olanlar sunulmaktadır.
- Veri miktarı: Sensörler, işlenmesi, senkronize edilmesi ve yorumlanması gereken çok büyük veri akışları üretir.
- Kalibrasyon: Doğru sonuçlar elde edebilmek için tüm sensörlerin hassas şekilde hizalanması ve düzenli olarak kontrol edilmesi gerekir.
- Yazılım karmaşıklığı: Verilerin birleştirilmesi ve yorumlanmasına yönelik algoritmalar son derece karmaşıktır ve sürekli olarak geliştirilmelidir.
- Çevresel koşullar: Yağmur, kar, sis veya kamaşma bazı sensörleri olumsuz etkileyebilir ve sensör füzyonu bu tür zayıflıkları dengeler.
Sensör füzyonu, modern sürücü destek sistemleri ve otonom araçların arkasındaki “beyin”dir. Yalnızca hassas çevre algılamayı değil, aynı zamanda trafikte güvenli ve güvenilir karar alma süreçlerini de mümkün kılar. Otomotiv profesyonelleri için bu; sensör teknolojisini derinlemesine anlama, düzenli kalibrasyon ve modern teşhis cihazlarının kullanımının sistemlerin doğru bakım ve onarımı için vazgeçilmez olduğu anlamına gelir.
Araçta yapay zeka
Yapay zeka (YZ), otonom araçların geliştirilmesinde merkezi bir rol oynar ve aşağıdaki alanlarda kullanılır:
- Çevre algısı:Yapay zeka sistemleri, aracın çevresini algılamak için kamera, radar ve lidar gibi sensörleri kullanır. Bu veriler; nesneleri, yayaları, trafik işaretlerini ve diğer araçları tanımlamak için gerçek zamanlı olarak işlenir.
- Rota planlaması:Yapay zeka, trafik ve yol koşullarını dikkate alarak en uygun rotayı hesaplar. Bu, verimli ve güvenli bir navigasyon sağlar.
- Araç kontrolü:Yapay zeka, aracı güvenli şekilde yönlendirmek için gaz, fren ve direksiyonu hassas biçimde kontrol eder. Bu, başka bir aracın aniden fren yapması gibi öngörülemeyen durumlara tepki vermeyi de kapsar.
- Karar verme:Yapay zeka, çok sayıda veri noktası ve senaryoya dayanarak kararlar alır. Bu, kazalardan kaçınma gibi etik kararları da kapsar.
Yapay zeka ve makine öğrenmesindeki ilerlemeler, otonom araçların yeteneklerini sürekli olarak geliştirir. Bu teknolojiler, araçların deneyimlerden öğrenmesini ve performanslarını optimize etmesini sağlar.
Bağlantılı araç sistemlerinde siber güvenlik
Modern araçların dijitalleşmesi ve ağ bağlantısının artmasıyla siber saldırı riski de yükselir. Araçlar bugün; dahili ağlar (örneğin CAN, Ethernet) ve mobil ağ, Wi-Fi veya Bluetooth gibi harici arayüzler üzerinden iletişim kurar. Bu durum, özellikle güvence altına alınması gereken potansiyel saldırı noktaları oluşturur.
Siber güvenliğin amacı: Amaç, araç fonksiyonları ve verilerinin bütünlüğünü, erişilebilirliğini ve gizliliğini korumaktır. Bu, hem güvenlik açısından kritik sistemleri (örneğin frenler, direksiyon) hem de araçtaki kişilerin kişisel verilerini kapsar.
Yasal gereklilikler: BM R155 düzenlemesi, araç üreticilerini Temmuz 2022’den beri (yeni tipler için) ve Temmuz 2024’ten itibaren de (tüm yeni tesciller için) bir Siber Güvenlik Yönetim Sistemi (CSMS) uygulamaya zorunlu kılar. Bu sistem, geliştirmeden üretime, işletimden kullanım dışı bırakmaya kadar aracın tüm yaşam döngüsünü kapsamalıdır.
Teknik standartlar: Yasal gerekliliklerin uygulanması için aşağıdaki standartlar kullanılır:
- ISO/SAE 21434: Araç geliştirmede siber güvenlik mühendisliği standardı.
- BM R156: Over-the-Air (OTA) dahil güvenli yazılım güncellemelerini düzenler.
- ISO 24089: R156’yı güncelleme süreçlerine ilişkin teknik gerekliliklerle tamamlar.
- ISO 26262: Elektronik sistemlerin fonksiyonel güvenliğini sağlar.
Koruma önlemleri: Araçların güvence altına alınmasına yönelik tipik teknik önlemler şunlardır:
- İletişim verilerinin şifrelenmesi ve kimlik doğrulaması
- Güvenlik duvarları ve saldırı tespit sistemleri (IDS)
- Güvenli açılış süreçleri ve yazılım güncellemeleri
- Erişim kontrolleri ve ağların segmentlere ayrılması
Bu nedenle siber güvenlik, araç güvenliğinin merkezi bir parçasıdır ve bağlantılı ve otomatikleştirilmiş mobiliteye duyulan güvenin temelini oluşturur.
Bazı araç üreticileri, araç sistemlerini yetkisiz erişime karşı korumak için araç iletişimini güvenlik ağ geçidi modülleriyle korur. Teşhis cihazı ile araç arasındaki sınırsız iletişim ancak ilgili bir yetkilendirme/açma işlemi ile mümkün olabilir. Cyber Security Management (CSM) fonksiyonu, MegaMacs serisinin tüm teşhis cihazlarına entegredir.
Bağlantı unsuru olarak teşhis cihazları: Teknoloji ile servis arasındaki bağ olarak teşhis cihazları
Modern teşhis cihazlarının görevleri
ADAS ve otonom sürüş fonksiyonlarının yaygınlaşmasıyla araç sistemlerinin karmaşıklığı önemli ölçüde artar. Bu nedenle teşhis cihazları, arızaları tespit etmek, sistemlerin bakımını yapmak ve güvenliği sağlamak için otomotiv profesyonelleri açısından vazgeçilmez araçlardır.
Kontrol ünitesi teşhisi
Modern araçlarda, sensör verilerini sürekli değerlendiren ve sistem durumlarını izleyen çok sayıda kontrol ünitesi bulunur. Teşhis cihazları, kontrol ünitelerinden arıza kodlarının (DTC - Diagnostic Trouble Codes) okunmasını sağlar. Böylece servisler, şerit takip asistanı, acil fren asistanı veya park asistanı gibi ADAS sistemlerindeki arıza kaynaklarını hedefli şekilde tespit edip giderebilir.
Sensörlerin kalibrasyonu ve ayarlanması
Onarımlardan veya parça değişiminden sonra sensörlerin (kamera, radar, lidar) hassas kalibrasyonu zorunludur. Teşhis cihazları kalibrasyon sürecinde adım adım yönlendirir, sistemleri hedefli olarak çalıştırır ve doğru hizalamayı kontrol eder. Yalnızca bu şekilde destek sistemlerinin güvenilir çalışması ve yanlış yorumların ortaya çıkmaması garanti edilir.
Yazılım güncellemeleri ve kodlamalar
Birçok ADAS fonksiyonu, yazılım güncellemeleriyle düzenli olarak iyileştirilir veya genişletilir. Teşhis cihazları, yeni yazılım sürümlerinin yüklenmesini, yeni bileşenlerin tanıtılmasını (adaptasyonunu) ve sistem ayarlarının uyarlanmasını sağlar. Özellikle güvenlikle ilgili sistemlerde yazılımın güncel olması kritik önemdedir.
Tutarlılık kontrolleri ve sistem testleri
Teşhis cihazları, canlı verileri okumaya ve sistem testleri yapmaya imkan tanır. Böylece otomotiv profesyonelleri; sensörlerin ve aktüatörlerin doğru çalışıp çalışmadığını, kontrol üniteleri arasındaki iletişimin işleyip işlemediğini ve sensör füzyonunun tutarlı olup olmadığını kontrol edebilir. Bu, arıza kaynaklarını daraltmak ve güvenliği sağlamak açısından özellikle önemlidir.
Dokümantasyon ve kanıta yönelik kayıt tutma
Birçok teşhis cihazı, yapılan işlemleri kaydetme ve belgeleme fonksiyonları sunar. Bu, yalnızca iç kalite güvence için değil; aynı zamanda müşterilere ve sigortalara karşı kanıt sunmak için de önemlidir (örneğin güvenlik açısından kritik sistemlerde kalibrasyon veya onarım sonrası).
Önleyici bakım ve durum izleme
Teşhis cihazları, kontrol ünitelerindeki sistem parametreleri ve sensör değerlerini sürekli izleyerek aşınma, arıza veya olası bir arızaya doğru gidiş hakkında erken uyarı verebilir. Böylece güvenlik açısından kritik durumlar ortaya çıkmadan önce önleyici bakım önlemleri devreye alınabilir.
Sonuç
Teşhis cihazları, modern araç teknolojisi ile servis uygulamaları arasındaki bağlantı unsurudur. Yalnızca arıza gidermeyi sağlamakla kalmaz; ADAS ve otonom sistemlerin kalibrasyonu, bakımı ve dokümantasyonu için de vazgeçilmezdir. Otomotiv profesyonelleri için bunun anlamı şudur: Teşhis cihazlarının kullanımına dair sağlam bilgi ve düzenli eğitimler olmadan modern araçlarda işin usulüne uygun yapılması artık mümkün değildir.
Tek tek ADAS sistemlerinin sistem fonksiyonları sürekli olarak izlenir. Ortaya çıkan hatalar, sistem kontrol ünitesinin arıza belleğine kaydedilir ve uygun bir teşhis cihazıyla okunup silinebilir. Teşhis cihazına ve sisteme bağlı olarak ek teşhis fonksiyonları görüntülenebilir ve arıza tespitinde kullanılabilir.
ADAS fonksiyonları düzenli olarak yazılım güncellemeleriyle iyileştirilir. macsRemoteServices gibi teşhis cihazları; güncellemeleri, yeni bileşenlerin tanıtılmasını ve güvenlik açısından kritik sistemlerin uyarlanmasını sağlar.
Arıza örnekleri ve onarım uygulamaları: ADAS’ta tipik arıza örnekleri ve onarım uygulamaları
ADAS sistemlerinde tipik arıza nedenleri ve arıza kodları nelerdir?
ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) sistemlerinde en sık görülen arızalar ve arıza kodları üç ana kategoriye ayrılabilir: Sensör arızaları, iletişim sorunları ve kalibrasyon hataları.
1. Sensör kaynaklı hatalar:
- Kamera arızası: Arızalı, kirlenmiş veya yanlış kalibre edilmiştir.
- Radar arızası: mekanik hasar, arızalı kablolama veya gevşek bağlantı aparatı.
- Kör Nokta Algılama (BSD): Elektriksel hata, mekanik hasar veya kirlenme.
- Direksiyon açı sensörü: Aşınma veya yanlış montaj nedeniyle hatalı/eksik doğrulukta veriler.
2. İletişim hataları (CAN/LIN – veri yolu):
- CAN/LIN veri yolu hatası: Kontrol üniteleri birbirleriyle iletişim kuramaz.
- Kontrol üniteleri arasındaki bağlantı kesilmiştir.
- Korozyona uğramış konnektör bağlantıları veya arızalı kablolar.
- Arızalı kontrol üniteleri veya ağ geçidi arızaları.
- Kontrol üniteleri arasındaki bağlantı kesilmiştir.
3. Kalibrasyon hataları:
- Ön cam değişimi, kaporta onarımı veya yürür aksam değişikliği sonrası.
- Kalibrasyon panolarının yanlış konumlandırılması veya dinamik kalibrasyonda uygun olmayan çevre koşulları.
Hataları önlemeye yönelik onarım önerileri
ADAS sistemleri hassas sensör teknolojisine ve doğru kalibrasyona bağlı olduğundan, araçtaki küçük değişiklikler bile arızalara yol açabilir. Gereksiz arızaları, müşteri şikayetlerini hatta güvenlik risklerini önlemek için servis günlük işleyişinde aşağıdakilere dikkat edilmelidir.
Sensörlerin temizliği
Kamera, radar, lidar ve ultrason gibi ADAS sensörleri çoğu zaman aracın dışına monte edilir ve bu nedenle kirlenmeye yatkındır. Çamur, kar, buz, böcekler hatta oto yıkama kalıntıları sensör performansını ciddi ölçüde etkileyebilir.
Kalibrasyon olmadan onarım işlemi yapılmamalıdır
Yürür aksamda (örneğin alçaltma), tamponda veya ön camda yapılan değişiklikler sensörün konumunu ve hizasını etkiler. Farklı çapta lastiğe geçiş bile ADAS fonksiyonunu olumsuz etkileyebilir. Bu tür müdahalelerden sonra üretici talimatlarına göre statik veya dinamik kalibrasyon zorunludur.
Kalibrasyon ve onarım için OEM talimatlarına uyun
Her araç üreticisinin ADAS sistemlerinin kalibrasyonu için kendine özgü gereklilikleri vardır. Bu nedenle yalnızca uygun teşhis cihazları, kalibrasyon ekipmanları ve gerekiyorsa üreticiye özgü teşhis cihazları kullanılmalıdır. Bu bağlamda özellikle; kalibrasyon panolarının doğru konumlandırılmasına, belirtilen mesafe, yükseklik ve açıların tam olarak korunmasına ve yeterli aydınlatma ile düz, sağlam zemin gibi çevresel koşullara dikkat edilmelidir.
Tüm kalibrasyon adımlarının ve arıza kodlarının dokümantasyonu
Dokümantasyon, ADAS teşhisinin ve bakımının merkezi bir parçasıdır. Yalnızca iç kalite güvenceye hizmet etmekle kalmaz; müşterilere, sigortalara ve denetim kuruluşlarına karşı izlenebilirlik için de önemli bir araçtır. Yapılan tüm kalibrasyonların, okunan arıza kodlarının ve kullanılan teşhis cihazlarının eksiksiz kaydı; servisi sorumluluk risklerine karşı korur ve sonraki onarımları veya şikayet işlemlerini kolaylaştırır.
Özellikle acil fren asistanı veya şerit takip uyarısı gibi güvenlik kritik sistemlerde tüm iş adımlarının şeffaf ve izlenebilir şekilde belgelenmesi hayati önemdedir. Bu, hem ilk teşhis hem de onarım veya kalibrasyon sonrası son kontrol için geçerlidir.
Ek bilgiler
Sürücü destek sistemleri ve düzenleme/mevzuat konularına ilişkin ek bilgileri aşağıdaki konu sayfalarında bulabilirsiniz:
Sürücü destek sistemleri için sensör türlerine genel bakış
Adaptif Hız Sabitleyici – sensör ayarı
Kraftfahrt-Bundesamt – tip onayı – BM Düzenlemesi No. 155 (Siber güvenlik)
https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:32019R2144