Cum funcționează sistemul de conducere autonomă
Guvernul german a anunțat recent că dorește să promoveze dezvoltarea tehnologiei și intenționează să creeze infrastructură specializată pe autostrăzi. Alexander Dobrindt, ministrul german al Transporturilor, a anunțat că tronsonul autostrăzii A9 de la Berlin la München va fi construit în așa fel încât mașinile autonome să poată circula confortabil pe întregul traseu.
Glosar de abrevieri
ABS Sistem anti-blocare. Un sistem folosit în automobile pentru a preveni blocarea roților.
ACC Cruise control adaptiv. Un dispozitiv care menține o distanță de siguranță adecvată între vehiculele în mișcare.
AD Conducere automată. Sistem de conducere automatizat este un termen folosit de Mercedes.
ADAS Sistem avansat de asistență pentru șofer. Sistem extins de suport pentru drivere (cum ar fi soluțiile Nvidia)
ASSK Cruise control inteligent avansat. Cruise control adaptiv bazat pe radar
AVGS Sistem automat de control al vehiculului. Sistem automat de supraveghere și conducere (de exemplu, într-o parcare)
DIV Vehicule inteligente fără pilot. Mașini inteligente fără șoferi
ECS Componente și sisteme electronice. Denumirea generală a echipamentelor electronice
IoT Internetul Lucrurilor. internetul Lucrurilor
A LUI Sisteme inteligente de transport. Sisteme inteligente de transport
LIDAR Detectarea și măsurarea luminii. Un dispozitiv care funcționează similar cu un radar - combină un laser și un telescop.
LKAS Sistem de asistență pentru menținerea benzii. Asistență pentru menținerea benzii
V2I Vehicul-infrastructură. Comunicarea între vehicul și infrastructură
V2V De la vehicul la vehicul. Comunicarea între vehicule
Planul include, printre altele, crearea unei infrastructuri care să susțină comunicarea între vehicule; în aceste scopuri va fi alocată o frecvență de 700 MHz.
Aceste informații nu arată doar că Germania este serioasă în ceea ce privește dezvoltarea motorizare fara soferi. Apropo, acest lucru îi face pe oameni să înțeleagă că vehiculele fără pilot nu sunt doar vehicule în sine, mașini ultramoderne pline cu senzori și radare, ci și întregi sisteme administrative, de infrastructură și de comunicații. Nu are sens să conduci o singură mașină.
Multe date
Funcționarea unui sistem de gaz necesită un sistem de senzori și procesoare (1) pentru detectare, prelucrare a datelor și răspuns rapid. Toate acestea ar trebui să se întâmple în paralel la intervale de milisecunde. O altă cerință pentru echipament este fiabilitatea și sensibilitatea ridicată.
Camerele, de exemplu, trebuie să aibă o rezoluție înaltă pentru a recunoaște detaliile fine. In plus, toate acestea trebuie sa fie durabile, rezistente la diverse conditii, temperaturi, socuri si eventuale impacturi.
O consecință inevitabilă a introducerii mașini fără șoferi este utilizarea tehnologiei Big Data, adică obținerea, filtrarea, evaluarea și partajarea unor cantități uriașe de date într-un timp scurt. În plus, sistemele trebuie să fie sigure, rezistente la atacurile externe și interferențe care pot duce la accidente majore.
Mașini fără șoferi vor circula doar pe drumuri special pregătite. Liniile neclare și invizibile de pe drum sunt excluse. Tehnologiile inteligente de comunicare – mașină la mașină și mașină la infrastructură, cunoscute și sub denumirea de V2V și V2I, permit schimbul de informații între vehiculele în mișcare și mediu.
În ele oamenii de știință și designerii văd un potențial semnificativ atunci când vine vorba de dezvoltarea mașinilor autonome. V2V foloseste frecventa de 5,9 GHz, folosita si de Wi-Fi, in banda de 75 MHz cu o raza de actiune de 1000 m. Comunicarea V2I este ceva mult mai complex si nu presupune doar comunicarea directa cu elementele de infrastructura rutiera.
Aceasta este o integrare și adaptare cuprinzătoare a vehiculului la trafic și interacțiune cu întregul sistem de management al traficului. De obicei, un vehicul fără pilot este echipat cu camere, radare și senzori speciali cu care „percepe” și „simte” lumea exterioară (2).
În memoria sa sunt încărcate hărți detaliate, mai precise decât navigația tradițională a mașinii. Sistemele de navigație GPS în vehiculele fără șofer trebuie să fie extrem de precise. Precizia până la o duzină de centimetri contează. Astfel, mașina se lipește de centură.
1. Construirea unei mașini autonome
Lumea senzorilor și a hărților ultra-precise
Pentru faptul că mașina în sine se lipește de drum, responsabil este sistemul de senzori. Există, de obicei, două radare suplimentare pe părțile laterale ale barei de protecție față pentru a detecta alte vehicule care se apropie de ambele părți la o intersecție. Alți patru sau mai mulți senzori sunt instalați la colțurile corpului pentru a monitoriza eventualele obstacole.
2. Ce vede și simte o mașină autonomă
Camera frontală cu un câmp vizual de 90 de grade recunoaște culorile, astfel încât va citi semnalele de circulație și semnele rutiere. Senzorii de distanță din mașini vă vor ajuta să mențineți o distanță adecvată față de alte vehicule de pe drum.
De asemenea, datorită radarului, mașina își va păstra distanța față de alte vehicule. Dacă nu detectează alte vehicule pe o rază de 30 m, își va putea crește viteza.
Alți senzori vor ajuta la eliminarea așa-numitului. Puncte moarte de-a lungul traseului și detectarea obiectelor la o distanță comparabilă cu lungimea a două terenuri de fotbal în fiecare direcție. Tehnologiile de siguranță vor fi utile în special pe străzile și intersecțiile aglomerate. Pentru a proteja și mai mult mașina de coliziuni, viteza sa maximă va fi limitată la 40 km/h.
W masina fara sofer inima Google și cel mai important element al designului este un laser Velodyne cu 64 de fascicule montat pe acoperișul vehiculului. Dispozitivul se rotește foarte repede, astfel încât vehiculul „vede” o imagine la 360 de grade în jurul lui.
În fiecare secundă, 1,3 milioane de puncte sunt înregistrate împreună cu distanța și direcția lor de mișcare. Acest lucru creează un model 3D al lumii, pe care sistemul îl compară cu hărți de înaltă rezoluție. Ca urmare, se creează trasee cu ajutorul cărora mașina ocolește obstacole și respectă regulile de circulație.
În plus, sistemul primește informații de la patru radare situate în fața și în spatele mașinii, care determină poziția altor vehicule și obiecte care pot apărea în mod neașteptat pe șosea. O cameră situată lângă oglinda retrovizoare captează lumini și semne rutiere și monitorizează continuu poziția vehiculului.
Funcționarea acestuia este completată de un sistem inerțial care preia urmărirea poziției oriunde nu ajunge semnalul GPS - în tuneluri, între clădiri înalte sau în parcări. Folosit pentru a conduce o mașină: imaginile colectate la crearea unei baze de date prezentate sub forma Google Street View sunt fotografii detaliate ale străzilor orașului din 48 de țări din întreaga lume.
Desigur, acest lucru nu este suficient pentru conducerea în siguranță și traseul folosit de mașinile Google (în special în statele California și Nevada, unde conducerea este permisă în anumite condiții). mașini fără șofer) sunt înregistrate cu precizie în prealabil în timpul călătoriilor speciale. Google Cars funcționează cu patru straturi de date vizuale.
Două dintre ele sunt modele ultra-precise ale terenului pe care se deplasează vehiculul. Al treilea conține o foaie de parcurs detaliată. Al patrulea este datele de comparare a elementelor fixe ale peisajului cu cele în mișcare (3). În plus, există algoritmi care decurg din psihologia traficului, de exemplu, semnalizarea la o mică intrare că vrei să traversezi o intersecție.
Poate că, într-un sistem rutier complet automatizat al viitorului, fără oameni cărora trebuie să li se facă să înțeleagă ceva, se va dovedi a fi redundant, iar vehiculele se vor mișca conform regulilor preadoptate și a algoritmilor strict descriși.
3. Cum își vede mașina auto Google împrejurimile
Niveluri de automatizare
Nivelul de automatizare a vehiculelor este evaluat în funcție de trei criterii fundamentale. Prima se referă la capacitatea sistemului de a prelua controlul asupra vehiculului, atât la deplasarea înainte, cât și la manevrare. Al doilea criteriu se referă la persoana din vehicul și capacitatea acesteia de a face altceva decât să conducă vehiculul.
Al treilea criteriu implică comportamentul mașinii în sine și capacitatea acesteia de a „înțelege” ce se întâmplă pe drum. Asociația Internațională a Inginerilor Auto (SAE International) clasifică automatizarea transportului rutier în șase niveluri.
În termeni de automatizare de la 0 la 2 factorul principal responsabil de conducere este șoferul uman (4). Cele mai avansate soluții la aceste niveluri includ Adaptive Cruise Control (ACC), dezvoltat de Bosch și utilizat din ce în ce mai mult în vehiculele de lux.
Spre deosebire de controlul de croazieră tradițional, care solicită șoferului să monitorizeze în mod constant distanța până la vehiculul din față, acesta efectuează și o cantitate minimă de muncă pentru șofer. O serie de senzori, radare și interfața lor între ele și cu alte sisteme ale vehiculului (inclusiv conducerea, frânarea) obligă o mașină echipată cu control adaptiv al vitezei de croazieră să mențină nu numai o viteză stabilită, ci și o distanță de siguranță față de vehiculul din față.
4. Niveluri de automatizare în mașini conform SAE și NHTSA
Sistemul va frâna vehiculul după cum este necesar și încetinește singurpentru a evita coliziunea cu spatele vehiculului din față. Când condițiile de drum se stabilizează, vehiculul accelerează din nou până la viteza setată.
Dispozitivul este foarte util pe autostradă și oferă un nivel de siguranță mult mai ridicat decât controlul de croazieră tradițional, care poate fi foarte periculos dacă este folosit incorect. O altă soluție avansată folosită la acest nivel este LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), un sistem activ menit să îmbunătățească siguranța la volan, avertizându-vă dacă părăsiți banda fără intenție.
Se bazează pe analiza imaginii - o cameră conectată la un computer monitorizează semnele de limitare a benzii și, în cooperare cu diverși senzori, avertizează șoferul (de exemplu, prin vibrarea scaunului) despre schimbarea benzii, fără a porni indicatorul.
La niveluri superioare de automatizare, de la 3 la 5, se introduc treptat mai multe soluții. Nivelul 3 este cunoscut sub numele de „automatizare condiționată”. Vehiculul dobândește apoi cunoștințe, adică colectează date despre mediu.
Timpul de reacție așteptat al șoferului uman în această variantă este crescut la câteva secunde, în timp ce la niveluri inferioare a fost de doar o secundă. Sistemul de bord controlează vehiculul în sine si numai daca este necesar anunta persoana asupra interventiei necesare.
Acesta din urmă, însă, poate face cu totul altceva, cum ar fi să citească sau să vizioneze un film, fiind gata să conducă doar atunci când este necesar. La nivelurile 4 și 5, timpul estimat de reacție umană crește la câteva minute, pe măsură ce mașina dobândește capacitatea de a reacționa independent pe întreg drumul.
Atunci o persoană poate înceta complet să fie interesată de conducere și, de exemplu, să se culce. Clasificarea SAE prezentată este, de asemenea, un fel de model de automatizare a vehiculelor. Nu singurul. Agenția Americană pentru Siguranța Traficului pe Autostrăzi (NHTSA) utilizează o diviziune în cinci niveluri, de la complet uman - 0 la complet automat - 4.
