Өзін-өзі басқару жүйесі қалай жұмыс істейді

Жақында Германия үкіметі технологияның дамуына ықпал еткісі келетінін және автомобиль жолдарында мамандандырылған инфрақұрылым құруды жоспарлап отырғанын мәлімдеді. Германияның көлік министрі Александр Добриндт A9 автожолының Берлиннен Мюнхенге дейінгі бөлігі автономды көліктер бүкіл бағыт бойынша ыңғайлы жүре алатындай етіп салынады деп мәлімдеді.

Қысқартулар сөздігі

ABS Бұғаттауға қарсы жүйе. Автомобильдерде доңғалақтардың құлыпталуын болдырмау үшін қолданылатын жүйе.

ACC Бейімделетін круиздік бақылау. Қозғалыстағы көліктер арасында тиісті қауіпсіз қашықтықты сақтайтын құрылғы.

AD Автоматтандырылған жүргізу. Автоматтандырылған жүргізу жүйесі – Мерседес пайдаланатын термин.

ADAS Жүргізушіге көмек көрсетудің жетілдірілген жүйесі. Кеңейтілген драйверлерді қолдау жүйесі (Nvidia шешімдері сияқты)

СҰРАУ Жетілдірілген интеллектуалды круиздік бақылау. Радар негізіндегі адаптивті круиздік бақылау

ТАМЫЗ Автомобильді басқару жүйесі. Автоматтандырылған бақылау және жүргізу жүйесі (мысалы, автотұрақта)

DIV Ұшқышсыз интеллектуалды көліктер. Жүргізушісіз ақылды көліктер

ECS Электрондық компоненттер мен жүйелер. Электрондық жабдықтың жалпы атауы

IOT Заттардың интернеті. Заттар интернеті

ITS Интеллектуалды көлік жүйелері. Интеллектуалды көлік жүйелері

ЛИДАР Жарықты анықтау және диапазонды анықтау. Радарға ұқсас жұмыс істейтін құрылғы - ол лазер мен телескопты біріктіреді.

LKAS Жолды ұстауға көмектесетін жүйе. Жолақты ұстау көмекшісі

V2I Көлік инфрақұрылымы. Көлік пен инфрақұрылым арасындағы байланыс

V2V Көліктен көлікке. Көліктер арасындағы байланыс

Жоспар, басқалармен қатар, көліктер арасындағы байланысты қолдау үшін инфрақұрылымды құруды қамтиды; осы мақсаттар үшін 700 МГц жиілік бөлінеді.

Бұл ақпарат Германияның дамуға байсалды екенін көрсетіп қана қоймайды жүргізушілерсіз моторизация. Айтпақшы, бұл адамдарға ұшқышсыз көліктер тек көлік құралдарының өзі емес, сенсорлар мен радарлармен толтырылған ультра заманауи көліктер емес, сонымен қатар бүкіл әкімшілік, инфрақұрылым және байланыс жүйелері екенін түсінуге мүмкіндік береді. Бір көлікпен жүрудің мағынасы жоқ.

Көптеген деректер

Газ жүйесінің жұмысы анықтау, деректерді өңдеу және жылдам әрекет ету үшін сенсорлар мен процессорлар жүйесін (1) қажет етеді. Мұның бәрі миллисекунд аралықтарында параллельді болуы керек. Жабдықтың тағы бір талабы - сенімділік пен жоғары сезімталдық.

Мысалы, камералар ұсақ бөлшектерді тану үшін жоғары ажыратымдылықта болуы керек. Сонымен қатар, мұның бәрі төзімді, әртүрлі жағдайларға, температураға, соққыларға және ықтимал әсерлерге төзімді болуы керек.

Кіріспенің сөзсіз салдары жүргізушісі жоқ көліктер Үлкен деректер технологиясын пайдалану, яғни қысқа уақыт ішінде үлкен көлемдегі деректерді алу, сүзу, бағалау және ортақ пайдалану. Сонымен қатар, жүйелер қауіпсіз, сыртқы шабуылдарға және үлкен апаттарға әкелетін кедергілерге төзімді болуы керек.

Жүргізушісіз көліктер олар тек арнайы дайындалған жолдармен жүретін болады. Жолдағы бұлыңғыр және көрінбейтін сызықтар туралы айтуға болмайды. Зияткерлік коммуникациялық технологиялар – автокөліктен көлікке және көліктен инфрақұрылымға, сонымен қатар V2V және V2I деп те белгілі, қозғалатын көліктер мен қоршаған орта арасында ақпарат алмасуға мүмкіндік береді.

Дәл осылардан ғалымдар мен дизайнерлер автономды көліктерді жасауда айтарлықтай әлеуетті көреді. V2V 5,9 м диапазондағы 75 МГц диапазонында Wi-Fi арқылы да қолданылатын 1000 ГГц жиілігін пайдаланады.V2I байланысы әлдеқайда күрделі нәрсе және жол инфрақұрылымының элементтерімен тікелей байланысты ғана қамтымайды.

Бұл көлік құралын қозғалысқа және қозғалысты басқарудың бүкіл жүйесімен өзара әрекеттесуге кешенді интеграциясы және бейімделуі. Әдетте, ұшқышсыз көлік камералармен, радарлармен және сыртқы әлемді «қабылдайтын» және «сезетін» арнайы сенсорлармен жабдықталған (2).

Егжей-тегжейлі карталар оның жадына жүктеледі, дәстүрлі автомобиль навигациясына қарағанда дәлірек. Жүргізушісіз көліктердегі GPS навигациялық жүйелері өте дәл болуы керек. Ондаған сантиметрге дейінгі дәлдік маңызды. Осылайша, машина белдікке жабысады.

1. Автономды көлік құрастыру

Сенсорлар әлемі және өте дәл карталар

Автокөліктің өзі жолға жабысып қалуы үшін сенсорлар жүйесі жауапты. Сондай-ақ, қиылыста екі жақтан жақындап келе жатқан басқа көліктерді анықтау үшін әдетте алдыңғы бампердің бүйірлерінде екі қосымша радар бар. Мүмкін болатын кедергілерді бақылау үшін дененің бұрыштарында төрт немесе одан да көп басқа сенсорлар орнатылған.

2. Автономды көлік нені көреді және сезінеді

90 градустық көру бұрышы бар алдыңғы камера түстерді таниды, сондықтан ол жол белгілері мен жол белгілерін оқиды. Автокөліктердегі қашықтық сенсорлары жолда басқа көліктерден тиісті қашықтықты сақтауға көмектеседі.

Сондай-ақ, радардың арқасында көлік басқа көліктерден қашықтықты сақтайды. Егер ол 30 м радиуста басқа көліктерді таппаса, жылдамдығын арттыра алады.

Басқа сенсорлар деп аталатындарды жоюға көмектеседі. Маршрут бойындағы соқыр нүктелер және әр бағытта екі футбол алаңының ұзындығымен салыстырылатын қашықтықтағы объектілерді анықтау. Қауіпсіздік технологиялары әсіресе қозғалыссыз көшелер мен қиылыстарда пайдалы болады. Көлікті соқтығысудан одан әрі қорғау үшін оның максималды жылдамдығы 40 км/сағ шектеледі.

W жүргізушісіз көлік Google компаниясының жүрегі және дизайнның ең маңызды элементі - көліктің төбесіне орнатылған 64 сәулелік Velodyne лазері. Құрылғы өте жылдам айналады, сондықтан көлік айналасындағы 360 градус кескінді «көреді».

Әр секунд сайын олардың қашықтығы мен қозғалыс бағытымен бірге 1,3 миллион нүкте жазылады. Бұл жүйе жоғары ажыратымдылықтағы карталармен салыстыратын әлемнің 3D моделін жасайды. Нәтижесінде көлік кедергілерді айналып өтіп, жол ережесін сақтайтын маршруттар құрылады.

Сонымен қатар, жүйе автокөліктің алдында және артында орналасқан төрт радардан ақпаратты алады, олар басқа көліктер мен жолда күтпеген жерден пайда болуы мүмкін заттардың орнын анықтайды. Артқы көрініс айнасының жанында орналасқан камера шамдар мен жол белгілерін алып, көліктің орнын үнемі бақылап отырады.

Оның жұмысы GPS сигналы жетпеген жерде – туннельдерде, биік ғимараттар арасында немесе тұрақтарда позицияны бақылауды қолға алатын инерциялық жүйемен толықтырылған. Көлік жүргізу үшін пайдаланылады: Google Street View түрінде жасалған мәліметтер базасын құру кезінде жиналған суреттер әлемнің 48 елінен қала көшелерінің егжей-тегжейлі фотосуреттері болып табылады.

Әрине, бұл қауіпсіз жүргізу және Google автокөліктері пайдаланатын маршрут үшін жеткіліксіз (негізінен белгілі бір жағдайларда көлік жүргізуге рұқсат етілген Калифорния мен Невада штаттарында). жүргізушісі жоқ машиналар) арнайы сапарлар кезінде алдын ала дәл жазылады. Google Cars визуалды деректердің төрт қабатымен жұмыс істейді.

Олардың екеуі көлік жүріп жатқан жердің өте дәл үлгілері. Үшіншісі егжей-тегжейлі жол картасын қамтиды. Төртінші – ландшафттың қозғалмайтын элементтерін қозғалатын элементтермен салыстыру деректері (3). Сонымен қатар, қозғалыс психологиясынан туындайтын алгоритмдер бар, мысалы, қиылыстан өту керектігі туралы шағын кіреберістегі сигнал беру.

Мүмкін, болашақта бір нәрсені түсінуге мәжбүр ететін адамдарсыз толық автоматтандырылған жол жүйесінде ол артық болып шығады және көліктер алдын ала қабылданған ережелер мен қатаң сипатталған алгоритмдер бойынша қозғалады.

3. Google автокөлігі айналаны қалай көреді

Автоматтандыру деңгейлері

Автокөлікті автоматтандыру деңгейі үш негізгі критерий бойынша бағаланады. Біріншісі жүйенің алға жылжу кезінде де, маневр жасау кезінде де көлікті басқару мүмкіндігіне қатысты. Екінші критерий көліктегі адамға және оның көлікті басқарудан басқа нәрсені жасай алу қабілетіне қатысты.

Үшінші критерий автокөліктің өзін-өзі ұстауын және оның жолда не болып жатқанын «түсіну» қабілетін қамтиды. Автокөлік инженерлерінің халықаралық қауымдастығы (SAE International) жол көлігін автоматтандыруды алты деңгейге бөледі.

Көру тұрғысынан автоматтандыру 0-ден 2-ге дейін жүргізуге жауапты негізгі фактор - адам жүргізуші (4). Осы деңгейлердегі ең жетілдірілген шешімдерге Bosch әзірлеген және люкс көліктерде жиі қолданылатын адаптивті круиздік бақылау (ACC) кіреді.

Жүргізушіден алдыңғы көлікке дейінгі қашықтықты үнемі бақылауды талап ететін дәстүрлі круиздік бақылаудан айырмашылығы, ол жүргізуші үшін ең аз жұмыс көлемін де орындайды. Бірқатар датчиктер, радарлар және олардың бір-бірімен және көліктің басқа жүйелерімен (қозғалыс, тежеуді қоса алғанда) интерфейсі адаптивті круиздік бақылаумен жабдықталған автомобильді белгіленген жылдамдықты ғана емес, сонымен қатар алдыңғы көліктен қауіпсіз қашықтықты сақтауға мәжбүр етеді.

4. SAE және NHTSA бойынша автомобильдердегі автоматтандыру деңгейлері

Жүйе көлікті қажетінше тежейді және жалғыз баяуалдыңғы көліктің артқы жағымен соқтығысуды болдырмау үшін. Жол жағдайы тұрақтанған кезде, көлік орнатылған жылдамдыққа дейін қайтадан жылдамдайды.

Құрылғы тас жолда өте пайдалы және дәстүрлі круиздік бақылауға қарағанда әлдеқайда жоғары қауіпсіздік деңгейін қамтамасыз етеді, ол дұрыс пайдаланбаған жағдайда өте қауіпті болуы мүмкін. Осы деңгейде қолданылатын тағы бір жетілдірілген шешім - LDW (Жолақтан кету туралы ескерту, жолақ көмекшісі), бұл белсенді жүйе жолақтан байқаусызда шығып кеткен жағдайда сізге ескерту арқылы көлік жүргізу қауіпсіздігін жақсартуға арналған.

Ол кескінді талдауға негізделген - компьютерге қосылған камера жолақты шектейтін белгілерді бақылайды және әртүрлі сенсорлармен бірлесіп, индикаторды қоспай-ақ, жүргізушіге (мысалы, орындықтың дірілі арқылы) жолақты ауыстыру туралы ескертеді.

3-тен 5-ке дейін автоматтандырудың жоғары деңгейлерінде біртіндеп көбірек шешімдер енгізіледі. 3-деңгей «шартты автоматтандыру» ретінде белгілі. Содан кейін көлік білім алады, яғни қоршаған орта туралы мәліметтер жинайды.

Бұл нұсқадағы адам жүргізушінің күтілетін реакция уақыты бірнеше секундқа дейін ұлғайтылды, ал төменгі деңгейлерде бұл бар болғаны секунд болды. Борттық жүйе көлікті өзі басқарады және қажет болған жағдайда адамға қажетті араласу туралы хабарлайды.

Соңғысы, алайда, оқу немесе фильм көру, қажет болған жағдайда ғана көлік жүргізуге дайын болу сияқты мүлдем басқа нәрсемен айналысуы мүмкін. 4 және 5-деңгейлерде адамның болжалды реакция уақыты бірнеше минутқа дейін артады, өйткені автомобиль бүкіл жол бойына тәуелсіз әрекет ету мүмкіндігіне ие болады.

Сонда адам көлік жүргізуге деген қызығушылықты толығымен тоқтата алады және, мысалы, ұйықтай алады. Ұсынылған SAE классификациясы да көлік құралдарын автоматтандыру схемасының бір түрі болып табылады. Жалғыз емес. Американдық Жол қозғалысы қауіпсіздігі агенттігі (NHTSA) бес деңгейге бөлуді пайдаланады, толық адамдық - 0-ден толық автоматтандырылған - 4.