Hvordan det selvkjørende systemet fungerer

Den tyske regjeringen annonserte nylig at de ønsker å fremme utvikling av teknologi og planlegger å lage spesialisert infrastruktur på motorveier. Alexander Dobrindt, tysk transportminister, kunngjorde at strekningen av motorveien A9 fra Berlin til München vil bli bygget på en slik måte at autonome biler kan reise komfortabelt langs hele ruten.

Ordliste over forkortelser

ABS Antiblokkeringssystem. Et system som brukes i biler for å forhindre hjullås.

ACC Adaptiv cruisekontroll. En enhet som holder en passende sikker avstand mellom kjøretøy i bevegelse.

AD Automatisert kjøring. Automatisert kjøresystem er et begrep som brukes av Mercedes.

ADAS Avansert førerassistansesystem. Utvidet driverstøttesystem (som Nvidia-løsninger)

ASSK Avansert intelligent cruisekontroll. Radarbasert adaptiv cruisekontroll

AVGS Automatisk kjøretøykontrollsystem. Automatisert overvåkings- og kjøresystem (f.eks. på en parkeringsplass)

DIV Ubemannede intelligente kjøretøy. Smarte biler uten sjåfører

ECS Elektroniske komponenter og systemer. Generelt navn for elektronisk utstyr

IOT Internett av ting. Internett av ting

HANS Intelligente transportsystemer. Intelligente transportsystemer

LIDAR Lysdeteksjon og rekkevidde. En enhet som fungerer på samme måte som en radar – den kombinerer en laser og et teleskop.

LKAS Kjørefeltassistentsystem. Kjørefeltassistent

V2I Kjøretøy-infrastruktur. Kommunikasjon mellom kjøretøy og infrastruktur

V2V Kjøretøy til kjøretøy. Kommunikasjon mellom kjøretøy

Planen inkluderer blant annet opprettelse av infrastruktur for å støtte kommunikasjon mellom kjøretøy; for disse formålene vil det bli tildelt en frekvens på 700 MHz.

Denne informasjonen viser ikke bare at Tyskland mener alvor med utviklingen motorisering uten sjåfører. Dette får forresten folk til å forstå at ubemannede kjøretøy ikke bare er kjøretøy selv, ultramoderne biler proppet med sensorer og radarer, men også hele administrative, infrastruktur- og kommunikasjonssystemer. Det gir ingen mening å kjøre én bil.

Mye data

Driften av et gasssystem krever et system av sensorer og prosessorer (1) for deteksjon, databehandling og rask respons. Alt dette skal skje parallelt med millisekunders intervaller. Et annet krav til utstyret er pålitelighet og høy følsomhet.

Kameraer, for eksempel, må ha høy oppløsning for å gjenkjenne fine detaljer. I tillegg må alt dette være holdbart, motstandsdyktig mot ulike forhold, temperaturer, støt og mulige påvirkninger.

En uunngåelig konsekvens av introduksjonen biler uten sjåfører er bruk av Big Data-teknologi, det vil si innhenting, filtrering, evaluering og deling av enorme mengder data på kort tid. I tillegg skal systemene være sikre, motstandsdyktige mot ytre angrep og forstyrrelser som kan føre til storulykker.

Biler uten sjåfører de vil kun kjøre på spesialpreparerte veier. Uklare og usynlige linjer på veien er uaktuelt. Intelligente kommunikasjonsteknologier – bil-til-bil og bil-til-infrastruktur, også kjent som V2V og V2I, muliggjør utveksling av informasjon mellom kjøretøy i bevegelse og miljøet.

Det er i dem at forskere og designere ser et betydelig potensiale når det gjelder å utvikle autonome biler. V2V bruker 5,9 GHz-frekvensen, også brukt av Wi-Fi, i 75 MHz-båndet med en rekkevidde på 1000 m. V2I-kommunikasjon er noe mye mer komplekst og involverer ikke bare direkte kommunikasjon med veginfrastrukturelementer.

Dette er en omfattende integrasjon og tilpasning av kjøretøyet til trafikk og samhandling med hele trafikkstyringssystemet. Vanligvis er et ubemannet kjøretøy utstyrt med kameraer, radarer og spesielle sensorer som det "oppfatter" og "føler" omverdenen med (2).

Detaljerte kart er lastet inn i minnet, mer nøyaktige enn tradisjonell bilnavigasjon. GPS-navigasjonssystemer i førerløse kjøretøy må være ekstremt nøyaktige. Nøyaktighet til et dusin eller så centimeter betyr noe. Dermed fester maskinen seg til beltet.

1. Bygge en autonom bil

En verden av sensorer og ultrapresise kart

Systemet med sensorer er ansvarlig for at selve bilen holder seg til veien. Det er også vanligvis to ekstra radarer på sidene av den fremre støtfangeren for å oppdage andre kjøretøy som nærmer seg fra begge sider i et veikryss. Fire eller flere andre sensorer er installert i hjørnene av kroppen for å overvåke mulige hindringer.

2. Hva en autonom bil ser og føler

Frontkameraet med 90-graders visningsvinkel gjenkjenner farger, så det vil lese trafikksignaler og veiskilt. Avstandssensorer i biler hjelper deg med å holde riktig avstand til andre kjøretøy på veien.

Takket være radaren vil bilen også holde avstand til andre kjøretøy. Hvis den ikke oppdager andre kjøretøy innenfor en radius på 30 meter, vil den kunne øke hastigheten.

Andre sensorer vil bidra til å eliminere den såkalte. Blindsoner langs ruten og deteksjon av gjenstander i en avstand som kan sammenlignes med lengden på to fotballbaner i hver retning. Sikkerhetsteknologier vil være spesielt nyttige i trafikkerte gater og veikryss. For ytterligere å beskytte bilen mot kollisjoner vil toppfarten begrenses til 40 km/t.

W bil uten sjåfør hjertet til Google og det viktigste elementet i designet er en 64-stråle Velodyne-laser montert på taket av kjøretøyet. Enheten roterer veldig raskt, slik at kjøretøyet "ser" et 360-graders bilde rundt seg.

Hvert sekund registreres 1,3 millioner punkter sammen med deres avstand og bevegelsesretning. Dette skaper en 3D-modell av verden, som systemet sammenligner med høyoppløselige kart. Som et resultat opprettes ruter ved hjelp av hvilke bilen går rundt hindringer og følger kjørereglene.

I tillegg mottar systemet informasjon fra fire radarer plassert foran og bak bilen, som bestemmer posisjonen til andre kjøretøy og gjenstander som uventet kan dukke opp på veien. Et kamera plassert ved siden av bakspeilet fanger opp lys og veiskilt og overvåker hele tiden kjøretøyets posisjon.

Dens arbeid kompletteres av et treghetssystem som overtar posisjonssporing overalt hvor GPS-signalet ikke når – i tunneler, mellom høye bygninger eller på parkeringsplasser. Brukes til å kjøre bil: bilder som samles inn når du oppretter en database i form av Google Street View, er detaljerte bilder av bygater fra 48 land rundt om i verden.

Dette er selvfølgelig ikke nok for sikker kjøring og ruten som brukes av Google-biler (hovedsakelig i statene California og Nevada, hvor kjøring er tillatt under visse forhold). biler uten sjåfør) er nøyaktig registrert på forhånd under spesielle turer. Google Cars fungerer med fire lag med visuelle data.

To av dem er ultrapresise modeller av terrenget kjøretøyet beveger seg langs. Den tredje inneholder et detaljert veikart. Den fjerde er dataene for sammenligning av faste elementer i landskapet med bevegelige elementer (3). I tillegg er det algoritmer som følger av trafikkpsykologien, for eksempel signaliserer man ved en liten inngang at man ønsker å krysse et veikryss.

Kanskje, i et helautomatisert veisystem i fremtiden uten folk som trenger å få til å forstå noe, vil det vise seg å være overflødig, og kjøretøy vil bevege seg i henhold til forhåndsvedtatte regler og strengt beskrevne algoritmer.

3. Hvordan Googles bil ser omgivelsene sine

Automatiseringsnivåer

Nivået på kjøretøyautomatisering blir evaluert i henhold til tre grunnleggende kriterier. Den første relaterer seg til systemets evne til å overta kontrollen over kjøretøyet, både ved bevegelse fremover og ved manøvrering. Det andre kriteriet gjelder personen i kjøretøyet og deres evne til å gjøre noe annet enn å kjøre kjøretøyet.

Det tredje kriteriet involverer oppførselen til selve bilen og dens evne til å "forstå" hva som skjer på veien. International Association of Automotive Engineers (SAE International) klassifiserer veitransportautomatisering i seks nivåer.

Når det gjelder automasjon fra 0 til 2 er hovedfaktoren ansvarlig for kjøring den menneskelige sjåføren (4). De mest avanserte løsningene på disse nivåene inkluderer Adaptive Cruise Control (ACC), utviklet av Bosch og i økende grad brukt i luksusbiler.

I motsetning til tradisjonell cruisekontroll, som krever at sjåføren hele tiden overvåker avstanden til kjøretøyet foran, gjør den også minimalt med arbeid for sjåføren. En rekke sensorer, radarer og deres grensesnitt med hverandre og med andre kjøretøysystemer (inkludert kjøring, bremsing) tvinger en bil utstyrt med adaptiv cruisekontroll til å opprettholde ikke bare en innstilt hastighet, men også en sikker avstand fra kjøretøyet foran.

4. Nivåer av automatisering i biler i henhold til SAE og NHTSA

Systemet vil bremse kjøretøyet etter behov og sakte ned alenefor å unngå kollisjon med baksiden av kjøretøyet foran. Når veiforholdene stabiliserer seg, akselererer kjøretøyet igjen til innstilt hastighet.

Enheten er svært nyttig på motorveien og gir et mye høyere sikkerhetsnivå enn tradisjonell cruisekontroll, som kan være svært farlig hvis den brukes feil. En annen avansert løsning som brukes på dette nivået er LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), et aktivt system utviklet for å forbedre kjøresikkerheten ved å varsle deg hvis du utilsiktet forlater kjørefeltet.

Den er basert på bildeanalyse – et kamera koblet til en datamaskin overvåker kjørefeltbegrensende skilt og, i samarbeid med ulike sensorer, advarer sjåføren (for eksempel ved vibrasjon av setet) om filskifte, uten å slå på indikatoren.

Ved høyere automatiseringsnivåer, fra 3 til 5, introduseres gradvis flere løsninger. Nivå 3 er kjent som "betinget automatisering". Kjøretøyet tilegner seg da kunnskap, det vil si samler inn data om miljøet.

Den forventede reaksjonstiden til den menneskelige sjåføren i denne varianten økes til flere sekunder, mens den på lavere nivåer bare var et sekund. Systemet ombord styrer selve kjøretøyet og bare om nødvendig varsler personen om nødvendig inngrep.

Sistnevnte kan imidlertid gjøre noe helt annet, for eksempel å lese eller se en film, og være klar til å kjøre bare når det er nødvendig. På nivå 4 og 5 øker den estimerte menneskelige reaksjonstiden til flere minutter ettersom bilen får evnen til å reagere uavhengig gjennom hele veien.

Da kan en person helt slutte å være interessert i å kjøre bil og for eksempel legge seg. SAE-klassifiseringen som presenteres er også en slags bilautomatiseringsoppskrift. Ikke den eneste. American Highway Traffic Safety Agency (NHTSA) bruker en inndeling i fem nivåer, fra fullt menneskelig - 0 til helautomatisert - 4.