Як працуе сістэма беспілотнага ваджэння
Урад Нямеччыны нядаўна абвясціў, што жадае спрыяць развіццю тэхналогій і плануе стварыць на аўтамагістралях спецыялізаваную інфраструктуру. Аляксандр Добрындт, міністр транспарта Нямеччыны, абвясціў, што ўчастак аўтамагістралі A9 з Берліна ў Мюнхен будзе пабудаваны такім чынам, каб аўтаномныя аўтамабілі маглі з камфортам падарожнічаць па ўсім маршруце.
Гласарый скарачэнняў
ABS Антыблакіровачная сістэма. Сістэма, якая выкарыстоўваецца ў аўтамабілях для прадухілення блакіроўкі колаў.
ACC Адаптыўны круіз-кантроль. Прылада, якое падтрымлівае адпаведную бяспечную дыстанцыю паміж якія рухаюцца аўтамабілямі.
AD Аўтаматызаванае кіраванне. Аўтаматызаваная сістэма кіравання - тэрмін, які выкарыстоўваецца Mercedes.
ADAS Пашыраная сістэма дапамогі кіроўцу. Пашыраная сістэма падтрымкі драйвераў (напрыклад, рашэнні Nvidia)
АССК Удасканалены інтэлектуальны круіз-кантроль. Адаптыўны круіз-кантроль на аснове радара
ЖНІВЕНЬ Аўтаматычная сістэма кіравання транспартным сродкам. Аўтаматызаваная сістэма назірання і ваджэння (напрыклад, на аўтастаянцы)
DIV Беспілотныя інтэлектуальныя аўтамабілі. Разумныя аўтамабілі без кіроўцаў
ECS Электронныя кампаненты і сістэмы. Агульная назва электроннага абсталявання
IoT Інтэрнэт рэчаў. Інтэрнэт рэчаў
ЯГО Інтэлектуальныя транспартныя сістэмы. Інтэлектуальныя транспартныя сістэмы
ЛІДАР Выяўленне святла і ранжыраванне. Прылада, якое працуе аналагічна радару - яно спалучае ў сабе лазер і тэлескоп.
ЛКАС Сістэма дапамогі пры ўтрыманні ў паласе руху. Сістэма ўтрымання паласы руху
V2I Аўтамабіль-інфраструктура. Сувязь паміж транспартным сродкам і інфраструктурай
V2V Транспартны сродак да транспартнага сродку. Сувязь паміж транспартнымі сродкамі
План уключае, сярод іншага стварэнне інфраструктуры для падтрымкі сувязі паміж транспартнымі сродкамі; для гэтых мэт будзе выдзелена частата 700 Мгц.
Гэтая інфармацыя не толькі паказвае, што Нямеччына сур'ёзна ставіцца да развіцця матарызацыя без вадзіцеляў. Дарэчы, гэта дае людзям зразумець, што беспілотныя аўтамабілі - гэта не толькі самі транспартныя сродкі, ультрасучасныя машыны, нашпігаваныя датчыкамі і радарамі, але і цэлыя адміністрацыйныя, інфраструктурныя і камунікацыйныя сістэмы. Ездзіць на адной машыне сэнсу няма.
Шмат дадзеных
Для працы газавай сістэмы патрабуецца сістэма датчыкаў і працэсараў (1) для выяўлення, апрацоўкі дадзеных і хуткага рэагавання. Усё гэта павінна адбывацца раўналежна з мілісекунднымі інтэрваламі. Яшчэ адным патрабаваннем да абсталявання з'яўляецца надзейнасць і высокая адчувальнасць.
Камеры, напрыклад, павінны мець высокае дазвол, каб распазнаваць дробныя дэталі. Акрамя таго, усё гэта павінна быць трывалым, устойлівым да розных умоў, тэмператур, ударам і магчымым уздзеянням.
Непазбежным следствам увядзення аўтамабілі без вадзіцеляў з'яўляецца выкарыстанне тэхналогіі Big Data, гэта значыць атрыманне, фільтраванне, ацэнка і падзел велізарных аб'ёмаў дадзеных за кароткі час. Акрамя таго, сістэмы павінны быць бяспечнымі, устойлівымі да вонкавых нападаў і ўмяшанням, якія могуць прывесці да буйных аварый.
Аўтамабілі без кіроўцаў яны будуць ездзіць толькі па спецыяльна падрыхтаваным дарогах. Аб размытых і нябачных лініях на дарозе не можа быць і гаворкі. Інтэлектуальныя камунікацыйныя тэхналогіі – «аўтамабіль-аўтамабіль» і «аўтамабіль-інфраструктура», таксама вядомыя як V2V і V2I, дазваляюць абменьвацца інфармацыяй паміж якія рухаюцца транспартнымі сродкамі і навакольным асяроддзем.
Менавіта ў іх навукоўцы і дызайнеры бачаць значны патэнцыял, калі гаворка ідзе аб распрацоўцы аўтаномных аўтамабіляў. V2V выкарыстоўвае частату 5,9 Ггц, таксама выкарыстоўваную ў Wi-Fi, у дыяпазоне 75 Мгц з далёкасцю 1000 м. Сувязь V2I уяўляе сабой нешта значна больш складанае і складаецца не толькі ў прамой сувязі з элементамі дарожнай інфраструктуры.
Гэта комплексная інтэграцыя і адаптацыя аўтамабіля да руху і ўзаемадзеянне са ўсёй сістэмай кіравання дарожным рухам. Звычайна беспілотны аўтамабіль абсталёўваецца камерамі, радарамі і спецыяльнымі датчыкамі, з дапамогай якіх ён "успрымае" і "адчувае" знешні свет (2).
У яго памяць загружаюцца падрабязныя карты, больш дакладныя, чым традыцыйная аўтамабільная рух. Сістэмы GPS-навігацыі ў транспартных сродках без кіроўцы павінны быць надзвычай дакладнымі. Дакладнасць да дзясятка ці каля таго сантыметраў мае значэнне. Такім чынам машына прыліпае да рамяня.
1. Будаўніцтва аўтаномнага аўтамабіля
Свет сэнсараў і звышдакладных карт
За тое, што аўтамабіль сам прыліпае да дарогі, адказвае сістэма датчыкаў. Таксама звычайна ёсць два дадатковых радара па баках пярэдняга бампера для выяўлення іншых транспартных сродкаў, якія набліжаюцца абапал на скрыжаванні. Чатыры ці больш за іншых датчыка ўстаноўлены па кутах кузава для адсочвання магчымых перашкод.
2. Што бачыць і адчувае аўтаномны аўтамабіль
Франтальная камера з кутом агляду 90 градусаў распазнае колеры, таму будзе чытаць сігналы святлафора і дарожныя знакі. Датчыкі адлегласці ў аўтамабілях дапамогуць падтрымліваць належную адлегласць ад іншых транспартных сродкаў на дарозе.
Таксама дзякуючы радар аўтамабіль будзе трымаць дыстанцыю да іншых транспартных сродкаў. Калі ён не выявіць іншыя аўтамабілі ў радыусе 30 метраў, ён зможа павялічыць хуткасць.
Іншыя датчыкі дапамогуць ухіліць т.зв. Сляпыя зоны ўздоўж маршруту і выяўленне аб'ектаў на адлегласці, параўнальным з даўжынёй двух футбольных палёў у кожным кірунку. Тэхналогіі бяспекі будуць асабліва карысныя на ажыўленых вуліцах і скрыжаваннях. Для дадатковай абароны аўтамабіля ад сутыкнення яго максімальная хуткасць будзе абмежавана 40 км/г.
W машына без кіроўцы сэрцам, створаным Google, і найважнейшым элементам канструкцыі з'яўляецца 64-прамянёвы лазер Velodyne, усталяваны на даху транспартнага сродку. Прылада круціцца вельмі хутка, таму транспартны сродак "бачыць" вакол сябе 360-градусны малюнак.
Кожную секунду запісваецца 1,3 мільёна кропак разам з іх адлегласцю і кірункам руху. Пры гэтым ствараецца 3D-мадэль свету, якую сістэма параўноўвае з картамі высокага дазволу. У выніку ствараюцца маршруты, з дапамогай якіх аўтамабіль аб'язджае перашкоды і выконвае правілы дарожнага руху.
Акрамя таго, сістэма атрымлівае інфармацыю ад чатырох радараў, размешчаных спераду і ззаду аўтамабіля, якія вызначаюць становішча іншых транспартных сродкаў і аб'ектаў, якія могуць нечакана апынуцца на дарозе. Камера, размешчаная побач з люстэркам задняга выгляду, улоўлівае агні і дарожныя знакі і ўвесь час адсочвае становішча аўтамабіля.
Яго праца дапаўняецца інерцыяльнай сістэмай, якая бярэ на сябе адсочванне становішча ўсюды, дзе не дасягае сігнал GPS – у тунэлях, паміж высокімі будынкамі або на паркоўках. Для кіравання аўтамабілем выкарыстоўваюцца: выявы, сабраныя пры стварэнні базы дадзеных, выкладзенай у выглядзе Google Street View - гэта падрабязныя фатаграфіі гарадскіх вуліц з 48 краін свету.
Вядома, гэтага недастаткова для бяспечнага ваджэння і маршруту, які выкарыстоўваецца аўтамабілямі Google (у асноўным у штатах Каліфорнія і Невада, дзе рух дазволена пры пэўных умовах). аўтамабілі без кіроўцы), дакладна запісваюцца загадзя падчас спецыяльных паездак. Аўтамабілі Google працуюць з чатырма пластамі візуальных дадзеных.
Два з іх уяўляюць сабою звышдакладныя мадэлі мясцовасці, па якой рухаецца транспартны сродак. Трэці змяшчае падрабязную дарожную карту. Чацвёрты - дадзеныя параўнання нерухомых элементаў ландшафту з рухомымі (3). Акрамя таго, існуюць алгарытмы, якія вынікаюць з псіхалогіі дарожнага руху, напрыклад, падача сігналу пры невялікім пад'ездзе аб тым, што вы хочаце перасекчы скрыжаванне.
Магчыма, у цалкам аўтаматызаванай дарожнай сістэме будучыні без людзей, якім трэба нешта даць зразумець, яна апынецца залішняй, і транспартныя сродкі будуць рухацца па загадзя прынятым правілам і строга апісаным алгарытмамі.
3. Як аўтаматычны аўтамабіль Google бачыць сваё асяроддзе
Узроўні аўтаматызацыі
Узровень аўтаматызацыі аўтамабіля ацэньваецца па трох асноватворным крытэрам. Першы дакранаецца здольнасці сістэмы ўзяць на сябе кіраванне транспартным сродкам як пры руху наперад, так і пры манеўраванні. Другі крытэрый тычыцца чалавека ў транспартным сродку і яго здольнасці займацца нечым іншым, акрамя кіравання транспартным сродкам.
Трэці крытэр мяркуе паводзіны самага аўтамабіля і яго здольнасць "разумець" тое, што адбываецца на дарозе. Міжнародная асацыяцыя аўтамабільных інжынераў (SAE International) класіфікуе аўтаматызацыю дарожнага транспарта па шасці ўзроўням.
З пункту гледжання аўтаматызацыя ад 0 да 2 асноўным фактарам, адказным за кіраванне, з'яўляецца чалавек-кіроўца (4). Самыя сучасныя рашэнні на гэтых узроўнях уключаюць Адаптыўны круіз-кантроль (ACC), распрацаваны Bosch і ўсё гушчару выкарыстоўваны ў аўтамабілях класа люкс.
У адрозненне ад традыцыйнага круіз-кантролю, які патрабуе ад кіроўцы сталага кантролю дыстанцыі да наперадзе ідучага аўтамабіля, ён таксама выконвае за кіроўцу мінімальны аб'ём працы. Шэраг датчыкаў, радараў і іх спалучэнне сябар з сябрам і з іншымі сістэмамі аўтамабіля (уключаючы прывад, тармажэнне) прымушаюць аўтамабіль, абсталяваны адаптыўным круіз-кантролем, падтрымліваць не толькі зададзеную хуткасць руху, але і бяспечную дыстанцыю да наперадзе ідучага аўтамабіля.
4. Узроўні аўтаматызацыі ў аўтамабілях па SAE і NHTSA
Сістэма будзе тармазіць аўтамабіль па меры неабходнасці і у адзіночку зменшыць хуткасцьу пазбяганне сутыкнення з задняй часткай наперадзе ідучага аўтамабіля. Калі дарожныя ўмовы стабілізуюцца, аўтамабіль зноў разганяецца да зададзенай хуткасці.
Прылада вельмі карысна на шашы і забяспечвае значна больш высокі ўзровень бяспекі, чым традыцыйны круіз-кантроль, які можа быць вельмі небяспечным пры няправільным выкарыстанні. Яшчэ адным перадавым рашэннем, выкарыстоўваным на гэтым узроўні, з'яўляецца LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist) – актыўная сістэма, прызначаная для падвышэння бяспекі кіравання за кошт папярэджання аб ненаўмысным выездзе за межы сваёй паласы руху.
Ён заснаваны на аналізе малюнка - камера, злучаная з кампутарам, адсочвае знакі, якія абмяжоўваюць паласу руху, і ва ўзаемадзеянні з рознымі датчыкамі папярэджвае кіроўцу (напрыклад, вібрацыяй сядзення) аб змене паласы руху, не ўключаючы індыкатар.
На больш высокіх узроўнях аўтаматызацыі, ад 3 да 5, паступова ўводзіцца больш рашэньняў. Узровень 3 вядомы як "умоўная аўтаматызацыя". Затым транспартны сродак атрымлівае веды, гэта значыць збірае дадзеныя аб навакольным асяроддзі.
Меркаваны час неабходнай рэакцыі чалавека-вадзіцеля ў гэтым варыянце павялічана да некалькіх секунд, тады як на ніжэйшых узроўнях яно складала ўсяго секунду. Бартавая сістэма сама кіруе аўтамабілем і толькі пры неабходнасці паведамляе чалавеку аб неабходным умяшанні.
Апошні, аднак, можа наогул займацца нечым іншым, напрыклад, чытаць ці глядзець фільм, быўшы гатовым сесці за руль толькі тады, калі гэта неабходна. На ўзроўнях 4 і 5 меркаваны час рэакцыі чалавека павялічваецца да некалькіх хвілін, паколькі аўтамабіль набывае здольнасць рэагаваць незалежна на працягу ўсёй дарогі.
Затым чалавек можа поўнасцю перастаць цікавіцца кіраваннем і, напрыклад, пайсці спаць. Прадстаўленая класіфікацыя SAE таксама з`яўляецца свайго роду планам аўтаматызацыі аўтамабіля. Не адзіны. Амерыканскае агенцтва па бяспецы дарожнага руху (NHTSA) выкарыстоўвае дзяленне на пяць узроўняў, ад цалкам чалавеказалежнага - 0 да цалкам аўтаматызаванага - 4.
