Paano gumagana ang self-driving system

Inihayag kamakailan ng gobyerno ng Aleman na nais nitong isulong ang pag-unlad ng teknolohiya at mga planong lumikha ng espesyal na imprastraktura sa mga motorway. Si Alexander Dobrindt, Ministro ng Transportasyon ng Aleman, ay nag-anunsyo na ang seksyon ng A9 motorway mula Berlin hanggang Munich ay itatayo sa paraan na ang mga autonomous na sasakyan ay maaaring maglakbay nang kumportable sa buong ruta.

Glossary ng mga pagdadaglat

ABS Anti-blocking system. Isang sistemang ginagamit sa mga sasakyan upang maiwasan ang pagkandado ng gulong.

ACC Adaptive cruise control. Isang device na nagpapanatili ng naaangkop na ligtas na distansya sa pagitan ng mga gumagalaw na sasakyan.

AD Awtomatikong pagmamaneho. Ang awtomatikong sistema ng pagmamaneho ay isang terminong ginamit ng Mercedes.

ADAS Advanced na sistema ng tulong sa pagmamaneho. Pinahabang sistema ng suporta sa driver (tulad ng mga solusyon sa Nvidia)

ASSK Advanced na intelligent cruise control. Radar based adaptive cruise control

AVGS Awtomatikong sistema ng kontrol ng sasakyan. Automated surveillance at driving system (hal. sa isang paradahan ng sasakyan)

DIV Mga unmanned intelligent na sasakyan. Mga matalinong kotse na walang driver

ECS Mga elektronikong sangkap at sistema. Pangkalahatang pangalan para sa elektronikong kagamitan

IoT Internet ng mga bagay. Internet ng mga Bagay

KANIYANG Mga matalinong sistema ng transportasyon. Matalinong Sistema ng Transportasyon

LIDAR Light detection at ranging. Isang aparato na katulad ng isang radar - pinagsasama nito ang isang laser at isang teleskopyo.

LKAS Lane keeping assist system. Lane Keeping Assist

V2I Sasakyan-imprastraktura. Komunikasyon sa pagitan ng sasakyan at imprastraktura

V2V Sasakyan sa sasakyan. Komunikasyon sa pagitan ng mga sasakyan

Kasama sa plano, bukod sa iba pang mga bagay, ang paglikha ng imprastraktura upang suportahan ang komunikasyon sa pagitan ng mga sasakyan; para sa mga layuning ito, ang dalas ng 700 MHz ay ​​ilalaan.

Ang impormasyong ito ay hindi lamang nagpapakita na ang Alemanya ay seryoso sa pag-unlad motorisasyon nang walang driver. Sa pamamagitan ng paraan, ito ay nagpapaunawa sa mga tao na ang mga unmanned na sasakyan ay hindi lamang mga sasakyan mismo, mga ultra-modernong sasakyan na pinalamanan ng mga sensor at radar, kundi pati na rin ang buong sistema ng administratibo, imprastraktura at komunikasyon. Walang saysay na magmaneho ng isang kotse.

Maraming data

Ang pagpapatakbo ng isang sistema ng gas ay nangangailangan ng isang sistema ng mga sensor at processor (1) para sa pagtuklas, pagproseso ng data at mabilis na pagtugon. Ang lahat ng ito ay dapat mangyari nang magkatulad sa mga pagitan ng millisecond. Ang isa pang kinakailangan para sa kagamitan ay ang pagiging maaasahan at mataas na sensitivity.

Ang mga camera, halimbawa, ay kailangang may mataas na resolution upang makilala ang mga magagandang detalye. Bilang karagdagan, ang lahat ng ito ay dapat na matibay, lumalaban sa iba't ibang mga kondisyon, temperatura, pagkabigla at posibleng epekto.

Isang hindi maiiwasang kahihinatnan ng pagpapakilala mga sasakyan na walang driver ay ang paggamit ng teknolohiya ng Big Data, iyon ay, pagkuha, pag-filter, pagsusuri at pagbabahagi ng malaking halaga ng data sa maikling panahon. Bilang karagdagan, ang mga system ay dapat na ligtas, lumalaban sa mga panlabas na pag-atake at panghihimasok na maaaring humantong sa mga malalaking aksidente.

Mga sasakyang walang driver magmaneho lamang sila sa mga espesyal na inihandang kalsada. Ang malabo at hindi nakikitang mga linya sa kalsada ay wala sa tanong. Ang mga matalinong teknolohiya sa komunikasyon – car-to-car at car-to-infrastructure, na kilala rin bilang V2V at V2I, ay nagbibigay-daan sa pagpapalitan ng impormasyon sa pagitan ng mga gumagalaw na sasakyan at ng kapaligiran.

Nasa kanila na nakikita ng mga siyentipiko at taga-disenyo ang makabuluhang potensyal pagdating sa pagbuo ng mga autonomous na kotse. Ginagamit ng V2V ang 5,9 GHz frequency, na ginagamit din ng Wi-Fi, sa 75 MHz band na may hanay na 1000 m. Ang komunikasyon ng V2I ay isang bagay na mas kumplikado at hindi lamang nagsasangkot ng direktang komunikasyon sa mga elemento ng imprastraktura ng kalsada.

Ito ay isang komprehensibong pagsasama at pagbagay ng sasakyan sa trapiko at pakikipag-ugnayan sa buong sistema ng pamamahala ng trapiko. Karaniwan, ang isang sasakyang walang sasakyan ay nilagyan ng mga camera, radar at mga espesyal na sensor kung saan ito "nakikita" at "nararamdaman" ang labas ng mundo (2).

Ang mga detalyadong mapa ay na-load sa memorya nito, mas tumpak kaysa sa tradisyonal na nabigasyon ng kotse. Ang mga GPS navigation system sa mga sasakyang walang driver ay dapat na lubos na tumpak. Ang katumpakan sa isang dosenang o higit pang sentimetro ay mahalaga. Kaya, ang makina ay dumidikit sa sinturon.

1. Paggawa ng autonomous na kotse

Ang mundo ng mga sensor at ultra-tumpak na mga mapa

Para sa katotohanan na ang kotse mismo ay nananatili sa kalsada, ang sistema ng mga sensor ay may pananagutan. Karaniwan ding mayroong dalawang karagdagang radar sa mga gilid ng bumper sa harap upang makita ang iba pang mga sasakyan na paparating mula sa magkabilang panig sa isang intersection. Apat o higit pang mga sensor ang naka-install sa mga sulok ng katawan upang subaybayan ang mga posibleng hadlang.

2. Ano ang nakikita at nararamdaman ng isang autonomous na kotse

Ang front camera na may 90-degree na viewing angle ay kumikilala ng mga kulay, kaya babasahin nito ang mga signal ng trapiko at mga palatandaan sa kalsada. Ang mga sensor ng distansya sa mga kotse ay tutulong sa iyo na mapanatili ang tamang distansya mula sa iba pang mga sasakyan sa kalsada.

Gayundin, salamat sa radar, pananatilihin ng kotse ang distansya nito mula sa iba pang mga sasakyan. Kung hindi nito matukoy ang iba pang sasakyan sa loob ng 30 metro, mapapabilis nito ang bilis nito.

Ang iba pang mga sensor ay makakatulong na alisin ang tinatawag na. Blind spot sa ruta at pagtuklas ng mga bagay sa layo na maihahambing sa haba ng dalawang football field sa bawat direksyon. Ang mga teknolohiyang pangkaligtasan ay lalong magiging kapaki-pakinabang sa mga abalang kalye at mga interseksyon. Upang higit pang maprotektahan ang kotse mula sa mga banggaan, ang pinakamataas na bilis nito ay limitado sa 40 km/h.

W sasakyan na walang driver Ang puso ng Google at ang pinakamahalagang elemento ng disenyo ay isang 64-beam Velodyne laser na naka-mount sa bubong ng sasakyan. Mabilis na umiikot ang device, kaya "nakikita" ng sasakyan ang isang 360-degree na imahe sa paligid nito.

Bawat segundo, 1,3 milyong puntos ang naitala kasama ng kanilang distansya at direksyon ng paggalaw. Lumilikha ito ng 3D na modelo ng mundo, na ikinukumpara ng system sa mga mapa na may mataas na resolution. Bilang isang resulta, ang mga ruta ay nilikha sa tulong ng kung saan ang kotse ay pumupunta sa paligid ng mga obstacle at sumusunod sa mga patakaran ng kalsada.

Bilang karagdagan, ang system ay tumatanggap ng impormasyon mula sa apat na radar na matatagpuan sa harap at likod ng kotse, na tumutukoy sa posisyon ng iba pang mga sasakyan at mga bagay na maaaring hindi inaasahang lumitaw sa kalsada. Ang isang camera na matatagpuan sa tabi ng rearview mirror ay kumukuha ng mga ilaw at mga palatandaan sa kalsada at patuloy na sinusubaybayan ang posisyon ng sasakyan.

Ang gawain nito ay kinukumpleto ng isang inertial system na humahawak sa pagsubaybay sa posisyon kung saan man hindi maabot ng signal ng GPS - sa mga tunnel, sa pagitan ng matataas na gusali o sa mga paradahan. Ginagamit sa pagmamaneho ng kotse: ang mga larawang nakolekta kapag gumagawa ng database na inilatag sa anyo ng Google Street View ay mga detalyadong larawan ng mga lansangan ng lungsod mula sa 48 na bansa sa buong mundo.

Siyempre, hindi ito sapat para sa ligtas na pagmamaneho at ang rutang ginagamit ng mga kotse ng Google (pangunahin sa mga estado ng California at Nevada, kung saan pinapayagan ang pagmamaneho sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon). mga kotse na walang driver) ay tumpak na naitala nang maaga sa panahon ng mga espesyal na biyahe. Gumagana ang Google Cars sa apat na layer ng visual na data.

Dalawa sa mga ito ay mga ultra-precise na modelo ng terrain kung saan gumagalaw ang sasakyan. Ang pangatlo ay naglalaman ng isang detalyadong roadmap. Ang pang-apat ay ang data ng paghahambing ng mga nakapirming elemento ng landscape sa mga gumagalaw na elemento (3). Bilang karagdagan, may mga algorithm na sumusunod mula sa sikolohiya ng trapiko, halimbawa, pagbibigay ng senyas sa isang maliit na pasukan na gusto mong tumawid sa isang intersection.

Marahil, sa isang ganap na automated na sistema ng kalsada sa hinaharap na walang mga taong kailangang maunawaan ang isang bagay, ito ay magiging kalabisan, at ang mga sasakyan ay lilipat ayon sa mga paunang pinagtibay na mga patakaran at mahigpit na inilarawan na mga algorithm.

3. Paano Nakikita ng Auto Car ng Google ang Paligid Nito

Mga antas ng automation

Ang antas ng automation ng sasakyan ay sinusuri ayon sa tatlong pangunahing pamantayan. Ang una ay nauugnay sa kakayahan ng system na kunin ang kontrol ng sasakyan, kapwa kapag sumusulong at kapag nagmamaniobra. Ang pangalawang criterion ay may kinalaman sa tao sa sasakyan at sa kanilang kakayahang gumawa ng isang bagay maliban sa pagmamaneho ng sasakyan.

Ang ikatlong criterion ay nagsasangkot ng pag-uugali ng kotse mismo at ang kakayahang "maunawaan" kung ano ang nangyayari sa kalsada. Inuuri ng International Association of Automotive Engineers (SAE International) ang automation ng transportasyon sa kalsada sa anim na antas.

Sa mga tuntunin ng automation mula 0 hanggang 2 ang pangunahing salik na responsable sa pagmamaneho ay ang nagmamaneho ng tao (4). Kabilang sa mga pinaka-advanced na solusyon sa mga antas na ito ang Adaptive Cruise Control (ACC), na binuo ng Bosch at lalong ginagamit sa mga mamahaling sasakyan.

Hindi tulad ng tradisyonal na cruise control, na nangangailangan ng driver na patuloy na subaybayan ang distansya sa sasakyan sa harap, ito rin ay gumagawa ng kaunting trabaho para sa driver. Ang isang bilang ng mga sensor, radar at ang kanilang interfacing sa isa't isa at sa iba pang mga sistema ng sasakyan (kabilang ang pagmamaneho, pagpepreno) ay gumagawa ng isang kotse na nilagyan ng adaptive cruise control hindi lamang nagpapanatili ng isang itinakdang bilis, kundi pati na rin ng isang ligtas na distansya mula sa sasakyan sa harap.

4. Mga antas ng automation sa mga kotse ayon sa SAE at NHTSA

Ipepreno ng system ang sasakyan kung kinakailangan at bumagal mag-isapara maiwasan ang banggaan sa likuran ng sasakyan sa harap. Kapag naging matatag ang mga kondisyon ng kalsada, muling bumibilis ang sasakyan sa itinakdang bilis.

Ang aparato ay lubhang kapaki-pakinabang sa highway at nagbibigay ng mas mataas na antas ng kaligtasan kaysa sa tradisyonal na cruise control, na maaaring maging lubhang mapanganib kung ginamit nang hindi tama. Ang isa pang advanced na solusyon na ginamit sa antas na ito ay ang LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), isang aktibong sistema na idinisenyo upang pahusayin ang kaligtasan sa pagmamaneho sa pamamagitan ng babala sa iyo kung hindi mo sinasadyang umalis sa iyong lane.

Ito ay batay sa pagsusuri ng imahe - ang isang camera na konektado sa isang computer ay sinusubaybayan ang mga palatandaan na naglilimita sa linya at, sa pakikipagtulungan sa iba't ibang mga sensor, binabalaan ang driver (halimbawa, sa pamamagitan ng panginginig ng boses ng upuan) tungkol sa isang pagbabago ng lane, nang hindi i-on ang indicator.

Sa mas mataas na antas ng automation, mula 3 hanggang 5, unti-unting ipinakilala ang higit pang mga solusyon. Ang Level 3 ay kilala bilang "conditional automation". Ang sasakyan ay nakakakuha ng kaalaman, iyon ay, nangongolekta ng data tungkol sa kapaligiran.

Ang inaasahang oras ng reaksyon ng driver ng tao sa variant na ito ay tataas sa ilang segundo, habang sa mas mababang antas ay isang segundo lang. Kinokontrol ng on-board system ang sasakyan mismo at kung kinakailangan lamang ay aabisuhan ang tao ng kinakailangang interbensyon.

Ang huli, gayunpaman, ay maaaring gumagawa ng ibang bagay, tulad ng pagbabasa o panonood ng pelikula, na handang magmaneho lamang kung kinakailangan. Sa antas 4 at 5, ang tinantyang oras ng reaksyon ng tao ay tataas sa ilang minuto habang ang kotse ay nakakuha ng kakayahang mag-react nang nakapag-iisa sa buong kalsada.

Pagkatapos ang isang tao ay maaaring ganap na huminto sa pagiging interesado sa pagmamaneho at, halimbawa, matulog. Ang pag-uuri ng SAE na ipinakita ay isa ring uri ng blueprint ng automation ng sasakyan. Hindi lang isa. Gumagamit ang American Highway Traffic Safety Agency (NHTSA) ng dibisyon sa limang antas, mula sa ganap na tao - 0 hanggang sa ganap na awtomatiko - 4.