Kako funkcionira samovozeći sustav
Njemačka vlada nedavno je objavila da želi poticati razvoj tehnologije i planira stvoriti specijaliziranu infrastrukturu na autocestama. Alexander Dobrindt, njemački ministar prometa, najavio je da će dionica autoceste A9 od Berlina do Münchena biti izgrađena na način da autonomni automobili mogu udobno putovati cijelom trasom.
Rječnik kratica
ABS Sustav protiv blokiranja. Sustav koji se koristi u automobilima za sprječavanje blokiranja kotača.
ACC Adaptivni tempomat. Uređaj koji održava odgovarajući sigurnosni razmak između vozila u pokretu.
AD Automatizirana vožnja. Automatizirani sustav vožnje izraz je koji koristi Mercedes.
ADAS Napredni sustav pomoći vozaču. Prošireni sustav podrške za upravljačke programe (poput Nvidia rješenja)
ASSK Napredni inteligentni tempomat. Prilagodljivi tempomat temeljen na radaru
KOLOVOZ Automatski sustav upravljanja vozilom. Automatizirani sustav nadzora i vožnje (na primjer, na parkiralištu)
DIV Inteligentna vozila bez posade. Pametni automobili bez vozača
ECS Elektroničke komponente i sustavi. Opći naziv za elektroničku opremu
IOT Internet stvari. Internet stvari
HIS Inteligentni transportni sustavi. Inteligentni transportni sustavi
lidar Detekcija svjetla i domet. Uređaj koji radi slično radaru – kombinira laser i teleskop.
LKAS Sustav pomoći pri održavanju trake. Lane Keeping Assist
V2I Vozno-infrastruktura. Komunikacija između vozila i infrastrukture
V2V Vozilo do vozila. Komunikacija između vozila
Plan uključuje, između ostalog, stvaranje infrastrukture za podršku komunikaciji između vozila; za te potrebe će se dodijeliti frekvencija od 700 MHz.
Ovaj podatak ne samo da pokazuje da Njemačka ozbiljno misli na razvoj motorizacija bez vozača. Usput, ovo navodi ljude da shvate da bespilotna vozila nisu samo sama vozila, ultramoderni automobili natrpani senzorima i radarima, već i cijeli administrativni, infrastrukturni i komunikacijski sustavi. Nema smisla voziti jedan auto.
Puno podataka
Za rad plinskog sustava potreban je sustav senzora i procesora (1) za detekciju, obradu podataka i brzi odgovor. Sve bi se to trebalo događati paralelno u intervalima od milisekundi. Još jedan zahtjev za opremu je pouzdanost i visoka osjetljivost.
Fotoaparati, primjerice, trebaju biti visoke razlučivosti kako bi prepoznali sitne detalje. Osim toga, sve to mora biti trajno, otporno na razne uvjete, temperature, udarce i moguće udarce.
Neizbježna posljedica upoznavanja auta bez vozača je korištenje Big Data tehnologije, odnosno dobivanje, filtriranje, procjena i dijeljenje velikih količina podataka u kratkom vremenu. Osim toga, sustavi moraju biti sigurni, otporni na vanjske napade i smetnje koje mogu dovesti do velikih nesreća.
Automobili bez vozača vozit će samo po posebno pripremljenim cestama. Mutne i nevidljive linije na cesti ne dolaze u obzir. Inteligentne komunikacijske tehnologije – automobil-auto i automobil-infrastruktura, poznate i kao V2V i V2I, omogućuju razmjenu informacija između vozila u pokretu i okoliša.
Upravo u njima znanstvenici i dizajneri vide značajan potencijal kada je u pitanju razvoj autonomnih automobila. V2V koristi frekvenciju od 5,9 GHz, koju koristi i Wi-Fi, u pojasu od 75 MHz s dometom od 1000 m. V2I komunikacija je nešto puno kompleksnije i ne uključuje samo izravnu komunikaciju s elementima cestovne infrastrukture.
Riječ je o sveobuhvatnoj integraciji i prilagodbi vozila prometu i interakciji s cjelokupnim sustavom upravljanja prometom. Obično je bespilotno vozilo opremljeno kamerama, radarima i posebnim senzorima pomoću kojih “percipira” i “osjeća” vanjski svijet (2).
Detaljne karte učitavaju se u njegovu memoriju, preciznije od tradicionalne automobilske navigacije. GPS navigacijski sustavi u vozilima bez vozača moraju biti izuzetno precizni. Važna je točnost do desetak centimetara. Tako se stroj zalijepi za remen.
1. Izrada autonomnog automobila
Svijet senzora i ultrapreciznih karata
Za činjenicu da se automobil sam drži ceste, odgovoran je sustav senzora. Također obično postoje dva dodatna radara na stranama prednjeg branika za otkrivanje drugih vozila koja se približavaju s obje strane raskrižja. Četiri ili više drugih senzora ugrađeno je u uglove karoserije za praćenje mogućih prepreka.
2. Što autonomni automobil vidi i osjeća
Prednja kamera s kutom gledanja od 90 stupnjeva prepoznaje boje pa će čitati prometnu signalizaciju i prometne znakove. Senzori udaljenosti u automobilima pomoći će vam u održavanju odgovarajuće udaljenosti od drugih vozila na cesti.
Također, zahvaljujući radaru, automobil će držati udaljenost od ostalih vozila. Ako ne detektira druga vozila u krugu od 30 metara, moći će povećati brzinu.
Drugi senzori pomoći će u otklanjanju tzv. Slijepi kutovi duž rute i otkrivanje objekata na udaljenosti koja se može usporediti s duljinom dva nogometna igrališta u svakom smjeru. Sigurnosne tehnologije bit će posebno korisne na prometnim ulicama i raskrižjima. Kako bi se automobil dodatno zaštitio od sudara, njegova najveća brzina bit će ograničena na 40 km/h.
W auto bez vozača srce Googlea i najvažniji element dizajna je Velodyne laser sa 64 zrake montiran na krovu vozila. Uređaj se vrlo brzo okreće pa vozilo oko sebe "vidi" sliku od 360 stupnjeva.
Svake sekunde bilježi se 1,3 milijuna točaka zajedno s njihovom udaljenošću i smjerom kretanja. Time se stvara 3D model svijeta koji sustav uspoređuje s kartama visoke rezolucije. Kao rezultat toga, stvaraju se rute uz pomoć kojih automobil obilazi prepreke i poštuje pravila ceste.
Osim toga, sustav prima informacije od četiri radara smještena ispred i iza automobila, koji određuju položaj drugih vozila i objekata koji se neočekivano mogu pojaviti na cesti. Kamera smještena pokraj retrovizora bilježi svjetla i prometne znakove te neprestano prati položaj vozila.
Njegov rad nadopunjuje inercijski sustav koji preuzima praćenje položaja gdje god GPS signal ne dopire – u tunelima, između visokih zgrada ili na parkiralištima. Koristi se za vožnju automobila: slike prikupljene prilikom stvaranja baze podataka postavljene u obliku Google Street Viewa detaljne su fotografije gradskih ulica iz 48 zemalja svijeta.
Naravno, to nije dovoljno za sigurnu vožnju i rutu koju koriste Google automobili (uglavnom u državama Kalifornija i Nevada, gdje je vožnja dopuštena pod određenim uvjetima). automobili bez vozača) točno se bilježe unaprijed tijekom posebnih putovanja. Google Cars radi s četiri sloja vizualnih podataka.
Dvije od njih su ultraprecizni modeli terena po kojem se vozilo kreće. Treći sadrži detaljan plan puta. Četvrti je podatak usporedbe nepokretnih elemenata krajolika s pokretnima (3). Osim toga, postoje algoritmi koji proizlaze iz psihologije prometa, primjerice, davanje signala na malom ulazu da želite prijeći raskrižje.
Možda će se u potpuno automatiziranom cestovnom sustavu budućnosti bez ljudi koje treba natjerati da nešto shvate, to pokazati suvišnim, a vozila će se kretati po unaprijed usvojenim pravilima i strogo opisanim algoritmima.
3. Kako Googleov auto automobil vidi svoju okolinu
Razine automatizacije
Razina automatizacije vozila ocjenjuje se prema tri temeljna kriterija. Prvi se odnosi na sposobnost sustava da preuzme kontrolu nad vozilom, kako pri kretanju naprijed tako i pri manevriranju. Drugi kriterij odnosi se na osobu u vozilu i njihovu sposobnost da radi nešto osim upravljanja vozilom.
Treći kriterij uključuje ponašanje samog automobila i njegovu sposobnost da "shvati" što se događa na cesti. Međunarodna udruga automobilskih inženjera (SAE International) klasificira automatizaciju cestovnog prometa u šest razina.
U smislu automatizacija od 0 do 2 glavni faktor odgovoran za vožnju je ljudski vozač (4). Najnaprednija rješenja na ovim razinama uključuju prilagodljivi tempomat (ACC), koji je razvio Bosch i koji se sve više koristi u luksuznim vozilima.
Za razliku od tradicionalnog tempomata, koji od vozača zahtijeva stalno praćenje udaljenosti od vozila ispred, on također obavlja minimalnu količinu posla za vozača. Brojni senzori, radari i njihovo međusobno sučelje is ostalim sustavima vozila (uključujući vožnju, kočenje) prisiljavaju automobil opremljen adaptivnim tempomatom da održava ne samo postavljenu brzinu, već i sigurnu udaljenost od vozila ispred.
4. Razine automatizacije u automobilima prema SAE i NHTSA
Sustav će kočiti vozilo prema potrebi i uspori samkako biste izbjegli sudar sa stražnjim dijelom vozila ispred. Kada se uvjeti na cesti stabiliziraju, vozilo ponovno ubrzava do zadane brzine.
Uređaj je vrlo koristan na autocesti i pruža puno višu razinu sigurnosti od klasičnog tempomata koji može biti vrlo opasan ako se koristi nepravilno. Još jedno napredno rješenje koje se koristi na ovoj razini je LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), aktivni sustav dizajniran za poboljšanje sigurnosti vožnje upozoravajući vas ako nenamjerno napustite svoj trak.
Temelji se na analizi slike - kamera spojena na računalo prati znakove ograničenja voznog traka i u suradnji s raznim senzorima upozorava vozača (primjerice vibracijom sjedala) na promjenu voznog traka, bez paljenja pokazivača.
Na višim razinama automatizacije, od 3 do 5, postupno se uvodi više rješenja. Razina 3 poznata je kao "uvjetna automatizacija". Vozilo tada stječe znanje, odnosno prikuplja podatke o okolišu.
Očekivano vrijeme reakcije ljudskog vozača u ovoj je varijanti povećano na nekoliko sekundi, dok je na nižim razinama iznosilo samo sekundu. Ugrađeni sustav upravlja samim vozilom a samo po potrebi obavještava osobu o potrebnoj intervenciji.
Potonji, međutim, možda radi nešto sasvim drugo, poput čitanja ili gledanja filma, spreman je za vožnju samo kad je to potrebno. Na razinama 4 i 5, procijenjeno vrijeme ljudske reakcije povećava se na nekoliko minuta jer automobil stječe sposobnost neovisne reakcije tijekom cijele ceste.
Tada osoba može potpuno prestati biti zainteresirana za vožnju i, na primjer, otići spavati. Predstavljena SAE klasifikacija također je svojevrsni nacrt automatizacije vozila. Ne jedini. Američka agencija za sigurnost u prometu (NHTSA) koristi podjelu na pet razina, od potpuno ljudske - 0 do potpuno automatizirane - 4.
