Hogyan működik az önvezető rendszer
A német kormány a közelmúltban bejelentette, hogy elő kívánja segíteni a technológiai fejlődést, és speciális infrastruktúra létrehozását tervezi az autópályákon. Alexander Dobrindt német közlekedési miniszter bejelentette, hogy az A9-es autópálya Berlintől Münchenig tartó szakaszát úgy építik meg, hogy az autonóm autók kényelmesen közlekedhessenek a teljes útvonalon.
Rövidítések szójegyzéke
ABS Blokkolásgátló rendszer. Gépkocsikban használt rendszer a kerekek blokkolásának megakadályozására.
ACC Adaptív tempomat. Olyan eszköz, amely megfelelő biztonságos távolságot tart a mozgó járművek között.
AD Automatizált vezetés. Az automatizált vezetési rendszer a Mercedes által használt kifejezés.
ADAS Fejlett vezetőtámogató rendszer. Kibővített illesztőprogram-támogató rendszer (mint az Nvidia megoldások)
ASSK Fejlett intelligens sebességtartó automatika. Radar alapú adaptív tempomat
AVGS Automata járművezérlő rendszer. Automatizált megfigyelő és vezetési rendszer (például parkolóban)
DIV Pilóta nélküli intelligens járművek. Okos autók vezető nélkül
ECS Elektronikus alkatrészek és rendszerek. Az elektronikus berendezések általános neve
Tárgyak internete A dolgok internete. A dolgok internete
NEKI Intelligens közlekedési rendszerek. Intelligens közlekedési rendszerek
Lidar Fényérzékelés és távolságmérés. Egy radarhoz hasonló működésű eszköz – lézert és távcsövet egyesít.
LKAS Sávtartást segítő rendszer. Sávtartási asszisztens
V2I Jármű-infrastruktúra. Kommunikáció a jármű és az infrastruktúra között
V2V Járműről járműre. Kommunikáció a járművek között
A tervben többek között szerepel a járművek közötti kommunikációt támogató infrastruktúra kialakítása; erre a célra 700 MHz frekvenciát osztanak ki.
Ez az információ nemcsak azt mutatja, hogy Németország komolyan gondolja a fejlesztést motorizálás vezetők nélkül. Ez egyébként megérti az emberekkel, hogy a pilóta nélküli járművek nemcsak maguk a járművek, ultramodern, érzékelőkkel és radarokkal teletömött autók, hanem teljes adminisztratív, infrastrukturális és kommunikációs rendszerek is. Nincs értelme egy autót vezetni.
Rengeteg adat
A gázrendszer működéséhez érzékelőkből és processzorokból álló rendszerre (1) van szükség az észleléshez, az adatfeldolgozáshoz és a gyors reagáláshoz. Mindennek párhuzamosan kell történnie ezredmásodperces időközönként. További követelmény a berendezéssel szemben a megbízhatóság és a nagy érzékenység.
A kameráknak például nagy felbontásúaknak kell lenniük a finom részletek felismeréséhez. Mindezek mellett tartósnak, különféle körülményeknek, hőmérsékleteknek, ütéseknek és esetleges behatásoknak ellenállónak kell lennie.
A bevezetés elkerülhetetlen következménye autók vezető nélkül a Big Data technológia alkalmazása, vagyis hatalmas mennyiségű adat beszerzése, szűrése, kiértékelése és megosztása rövid időn belül. Ezenkívül a rendszereknek biztonságosnak kell lenniük, ellenállniuk kell a külső támadásoknak és az olyan interferenciáknak, amelyek súlyos balesetekhez vezethetnek.
Autók vezető nélkül csak speciálisan előkészített utakon közlekednek. Elmosódott és láthatatlan vonalak az úton nem jöhetnek szóba. Intelligens kommunikációs technológiák – a V2V és a V2I néven is ismert intelligens kommunikációs technológiák – az autóktól az autókig és az autóktól az infrastruktúráig – lehetővé teszik a mozgó járművek és a környezet közötti információcserét.
A tudósok és a tervezők bennük látnak jelentős potenciált az autonóm autók fejlesztésében. A V2V a Wi-Fi által is használt 5,9 GHz-es frekvenciát használja a 75 MHz-es sávban 1000 m-es hatótávolsággal. A V2I kommunikáció sokkal összetettebb, és nem csak a közúti infrastruktúra elemeivel való közvetlen kommunikációt foglalja magában.
Ez a jármű átfogó integrációja és adaptálása a forgalomhoz, valamint a teljes forgalomirányítási rendszerrel való interakció. A pilóta nélküli jármű jellemzően kamerákkal, radarokkal és speciális érzékelőkkel van felszerelve, amelyekkel „érzi” és „érzi” a külvilágot (2).
Részletes térképek töltődnek be a memóriájába, pontosabbak, mint a hagyományos autós navigáció. A vezető nélküli járművek GPS-navigációs rendszereinek rendkívül pontosaknak kell lenniük. A tucatnyi centiméteres pontosság számít. Így a gép a szíjhoz tapad.
1. Önálló autó építése
Az érzékelők és a rendkívül pontos térképek világa
Az érzékelők rendszere felelős azért, hogy az autó maga tapadjon az útra. Általában két további radar is található az első lökhárító oldalain, hogy észlelje a kereszteződésben mindkét oldalról közeledő többi járművet. Négy vagy több további érzékelő van felszerelve a karosszéria sarkaiban az esetleges akadályok figyelésére.
2. Mit lát és érez egy autonóm autó
A 90 fokos látómezővel rendelkező előlapi kamera felismeri a színeket, így olvasni fogja a közlekedési jelzéseket és az útjelző táblákat. Az autókban található távolságérzékelők segítenek megfelelő távolságot tartani az úton lévő többi járműtől.
Ezenkívül a radarnak köszönhetően az autó távolságot tart a többi járműtől. Ha nem észlel más járműveket 30 méteren belül, akkor képes lesz növelni a sebességét.
Más érzékelők segítenek megszüntetni az ún. Vakfoltok az útvonal mentén és tárgyak észlelése mindkét irányban két futballpálya hosszához hasonló távolságból. A biztonsági technológiák különösen hasznosak lesznek a forgalmas utcákban és kereszteződésekben. Az ütközésektől való további megóvása érdekében végsebességét 40 km/h-ra korlátozzák.
W autó sofőr nélkül a Google szíve és a dizájn legfontosabb eleme a jármű tetejére szerelt 64 sugarú Velodyne lézer. A készülék nagyon gyorsan forog, így a jármű 360 fokos képet "lát" maga körül.
Minden másodpercben 1,3 millió pontot rögzítenek a távolságukkal és a mozgási irányukkal együtt. Ezzel egy 3D-s világmodell jön létre, amelyet a rendszer nagy felbontású térképekkel hasonlít össze. Ennek eredményeként olyan útvonalak jönnek létre, amelyek segítségével az autó megkerüli az akadályokat és követi a KRESZ szabályait.
Emellett a rendszer négy, az autó előtt és mögött elhelyezett radartól kap információkat, amelyek meghatározzák az úton váratlanul felbukkanó egyéb járművek és tárgyak helyzetét. A visszapillantó tükör mellett elhelyezett kamera érzékeli a lámpákat és az útjelző táblákat, és folyamatosan figyeli a jármű helyzetét.
Munkáját egy inerciarendszer egészíti ki, amely átveszi a helyzetkövetést mindenütt, ahol a GPS jel nem ér el - alagutakban, magas épületek között vagy parkolókban. Autóvezetéshez használtak: a Google Street View formájában lefektetett adatbázis létrehozásakor gyűjtött képek a világ 48 országából származó városi utcák részletes fényképei.
Ez persze nem elég a biztonságos közlekedéshez és a Google autói által használt útvonalhoz (főleg Kalifornia és Nevada államokban, ahol bizonyos feltételek mellett megengedett a vezetés). autók vezető nélkül) speciális utazások során előre pontosan rögzítik. A Google Cars a vizuális adatok négy rétegével működik.
Ezek közül kettő annak a terepnek az ultraprecíz modellje, amelyen a jármű halad. A harmadik részletes ütemtervet tartalmaz. A negyedik a táj rögzített elemeinek mozgó elemekkel való összehasonlításának adatai (3). Ezen kívül vannak olyan algoritmusok, amelyek a közlekedés pszichológiájából következnek, például egy kis bejáratnál jelzi, hogy át akar menni egy kereszteződésen.
Talán a jövő egy teljesen automatizált útrendszerében, ahol nincsenek emberek, akiknek meg kell érteniük valamit, ez feleslegesnek bizonyul, és a járművek előre elfogadott szabályok és szigorúan leírt algoritmusok szerint fognak haladni.
3. Hogyan látja a környezetét a Google autója
Automatizálási szintek
A jármű automatizálási szintjét három alapvető kritérium alapján értékelik. Az első a rendszer azon képességére vonatkozik, hogy átvegye az irányítást a jármű felett, mind előrehaladás, mind manőverezés közben. A második kritérium a járműben ülő személyre és arra vonatkozó képességére vonatkozik, hogy a jármű vezetésén kívül mást is tegyen.
A harmadik kritérium magában foglalja az autó viselkedését és azt a képességét, hogy "megértse" az úton zajló eseményeket. Az Autómérnökök Nemzetközi Szövetsége (SAE International) hat szintre sorolja a közúti szállítás automatizálását.
A automatizálás 0-tól 2-ig a vezetésért felelős fő tényező az emberi vezető (4). Ezeken a szinteken a legfejlettebb megoldások közé tartozik a Bosch által kifejlesztett adaptív sebességtartó automatika (ACC), amelyet egyre gyakrabban használnak luxusautókban.
Ellentétben a hagyományos tempomattal, amely megköveteli, hogy a vezető folyamatosan figyelje az elöl haladó jármű távolságát, ez is minimális munkát végez a vezető számára. Számos szenzor, radar és ezek egymáshoz és más járműrendszerekhez való kapcsolódása (beleértve a hajtást, a fékezést) arra kényszeríti az adaptív tempomattal felszerelt autót, hogy ne csak a beállított sebességet tartsa, hanem a biztonságos távolságot is az elöl haladó járműtől.
4. Az autók automatizálási szintjei a SAE és az NHTSA szerint
A rendszer szükség szerint lefékezi a járművet és lassíts egyedülhogy elkerülje az elöl haladó jármű hátuljával való ütközést. Amikor az útviszonyok stabilizálódnak, a jármű ismét a beállított sebességre gyorsul.
Az eszköz nagyon hasznos autópályán, és sokkal magasabb szintű biztonságot nyújt, mint a hagyományos tempomat, amely helytelen használat esetén nagyon veszélyes lehet. Egy másik, ezen a szinten használt fejlett megoldás az LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), egy aktív rendszer, amelyet úgy terveztek, hogy javítsa a vezetési biztonságot azáltal, hogy figyelmezteti Önt, ha véletlenül elhagyja a sávot.
Képelemzésen alapul - egy számítógéphez csatlakoztatott kamera figyeli a sávkorlátozó táblákat, és különböző érzékelőkkel együttműködve (például az ülés rezgésével) figyelmezteti a vezetőt a sávváltásra, anélkül, hogy bekapcsolná a visszajelzőt.
Az automatizálás magasabb szintjén, 3-tól 5-ig, fokozatosan több megoldás kerül bevezetésre. A 3. szint „feltételes automatizálás” néven ismert. A jármű ezután tudást szerez, azaz adatokat gyűjt a környezetről.
Az emberi sofőr várható reakcióideje ennél a változatnál több másodpercre nő, míg alacsonyabb szinteken csak egy másodperc volt. A fedélzeti rendszer magát a járművet irányítja és csak szükség esetén értesíti a személyt a szükséges beavatkozásról.
Ez utóbbi azonban lehet, hogy valami egészen mást csinál, például olvas vagy néz filmet, és csak szükség esetén készen áll a vezetésre. A 4. és 5. szinten a becsült emberi reakcióidő több percre növekszik, ahogy az autó képessé válik a független reakcióra a teljes úton.
Ekkor az ember teljesen abbahagyhatja a vezetés iránti érdeklődést, és például elaludhat. A bemutatott SAE besorolás egyfajta járműautomatizálási terv is. Nem az egyetlen. Az Amerikai Közúti Közlekedésbiztonsági Ügynökség (NHTSA) öt szintre oszlik, a teljesen emberi szinttől a 0-tól a teljesen automatizáltig 4.
