Jak si auta jednoho dne spolu promluví

reklama

Samohybné auto se za posledních několik let stalo horkým tématem. Mnoho společností, včetně společnosti Google, věří, že by tato technologie mohla udělat zázraky pro světovou dopravu.

Auta s vlastním pohonem nebudou jen pohodlná; budou také levnější, úspornější a bezpečnější. Mohli by dokonce trvat dlouho, nudné dojíždění do příležitosti k odpočinku, čtení knihy nebo svolání na schůzku.

Ale zítřejší přeprava není jen o autosedačce. Budoucnost uvidíme sítě vozů spolupracujících na zajištění bezpečnosti cestujících a jejich účinného doručování na místo určení.

Aby se to však stalo, auta potřebují způsob, jak spolu mluvit.

Jste připraveni mluvit?

Bezdrátová komunikace mezi autonomními vozidly byla vždy předmětem zájmu vědců vyvíjejících auto zítřka. Ukázky jako Samohybné auto Google Šokující účinky automobilu bez řidiče Google [INFOGRAPHIC]Budoucnost je blíž, než si myslíte. Díky nejvyššímu tajnému výzkumnému oddělení Google, Google X, jsou automobily bez řidičů nyní realitou a mohly by zasáhnout mainstream v ne příliš vzdálené budoucnosti ... Přečtěte si více

, které nezahrnují ani volant, jsou působivé - ale jsou to také osamělé projekty postavené v omezeném měřítku.

Problémem, kterému čelí vědci, už není to, jak stavět autonomní vozidlo, jak již bylo dosaženo. Místo toho je problémem, jak vyrobit autonomní vozidlo bezpečné a spolehlivé na dnešních silnicích. Samostatně ovládaná vozidla, která fungují samostatně, mohou svým majitelům poskytnout pohodlí, ale plně si neuvědomují výhody, bezpečnost a náklady, které může autonomní vozidlo poskytnout.

Tato vylepšení lze odemknout pouze prostřednictvím autonomní automobilové sítě. Žádná taková síť nebyla vybudována, takže názory na to, jak by to mohlo vypadat, se liší, ale vědci se snaží tuto myšlenku dále rozvíjet.

Například Centrum pro transformaci mobility na MIT vyvíjí tlak na to, aby se Ann Arbor (domovské město školy) stala lídrem v automatizovaném motorismu. Larry Burns, inženýrský profesor ve škole, se pro inspiraci obrátil na království zvířat a zdůraznil, že:

"Včely se rojí." Hejno hus. A neběží do sebe. “

Roj chyb se může zdát lichým porovnáním s automatickými vozidly, ale svědčí o těsných tolerancích, které by mohla umožnit síť autonomních automobilů. Typický lidský řidič, pokud není rozptýlen, vyžaduje reakci 215 milisekund. To znamená, že auto pohybující se rychlostí 100 kilometrů za hodinu bude jezdit asi šest metrů (téměř dvacet stop), než řidič může reagovat. Bezpeční řidiči kvůli tomuto zpoždění často nechávají mezi sebou a vozidlem několik délek.

Rádiové vlny jsou však téměř okamžité Nejběžnější vysvětlené standardy a typy Wi-FiZmateni různými používanými standardy Wi-Fi? Zde je informace o standardech IEEE 802.11ac a starších bezdrátových standardech. Přečtěte si více (na dálku fungují automatická vozidla), což znamená, že automatizovaná vozidla mohou teoreticky bezpečně pracovat pouze mezi nimi. Najednou má obrázek roje větší smysl; síť autonomních automobilů by nevypadala jako dnešní provoz, nýbrž spíše jako stálý tok vozidel, která se organicky pohybují, a mezi jednotlivými vozidly ponechává mezery metr (a někdy i mnohem méně). Na první pohled se tento pohyb může zdát náhodný, ale ve skutečnosti by byl vysoce koordinovaný; byli byste svědky kanálu automobilů pohybujících se doleva, spojujících se do mezer jen centimetrů větších než samotná auta, pokud je po silnici půl kilometru.

Ale jednoduše říci, že to bude možné pomocí rádiových vln, se podobá tvrzení „čaroděj to udělal!“ Je jich mnoho různé koncepce toho, jak může síť automatizovaných vozidel fungovat, a obvykle fungují ve dvou hlavních kategoriích.

Komunikace mezi vozidly

Nejviditelnější způsob umožnit sítě automatizovaných vozidel Zde je návod, jak se dostaneme na svět plný automobilů bez řidičůŘízení je únavný, nebezpečný a náročný úkol. Mohl by to být jednoho dne automatizován technologií automobilů Google bez řidičů? Přečtěte si více je přimět je, aby spolu mluvili přímo. Z technického hlediska je to relativně jednoduché a ve skutečnosti skoky ze současných technologií pro zabránění kolizím. Mnoho luxusních automobilů nyní zahrnuje automatické tempomaty a nízkorychlostní automatické brzdové systémy, které pracují s různými senzory. Přidejte rádio a standard, pomocí kterého mohou vozidla sdílet data prostřednictvím rádia, a testovat! Máte základní bezdrátovou síť.

To je výzva, protože je okamžitě použitelná a může pracovat s vozidly, která nejsou automatizována. Národní správa silničního provozu a bezpečnosti, nejvyšší regulační orgán dohlížející na silnice v Americe, již doporučil implementaci komunikace mezi vozidly (V2V) aby se zabránilo srážkám. Zpráva napsaná čtyřmi výzkumníky NTSB zjistil, že:

„… S výjimkou řidičů postižených alkoholem nebo ospalostí se tyto systémy [V2V] vypořádají s 81 procenty nehod všech vozidel, které se týkají nezpůsobilých řidičů.“

To znamená, že systémy V2V by mohly zabránit většině automobilových kolizí, pokud by je všechna vozidla implementovala.

Populární teoretická implementace V2V je systém „čety“. Tato myšlenka, která existuje zhruba od roku 1993, zahrnuje skupiny automatizovaných vozidel, které se spojují a vytvářejí dlouhou, těsně rozloženou linii. Díky tomu jsou automatická vozidla vzdálena od těch, která nejsou automatizována, a poskytuje aerodynamické výhody, které snižují spotřebu paliva (s výjimkou hlavního vozidla).

V tomto systému by mohl fungovat prakticky jakýkoli typ bezdrátové komunikace, protože každé vozidlo v čele by muselo komunikovat pouze s jedním z nich před sebou. Jakékoli množství moderních bezdrátových technologií (Společnost Volvo předvedla četu pomocí WiFi 802.11p) by mohla fungovat spolehlivě, protože krátký rozsah komunikace omezuje problémy s rušením a příjmem. Ani okamžiková komunikace by nebyla katastrofální, protože každý automatizovaný vůz potřebuje stejnou rychlost jako ta před ním. Erik Coelingh, inženýr společnosti Volvo, řekl Phys.org „My [Volvo] věříme, že četa může být dnes bezpečnější než normální jízda,“ a uvedl, že automobilový výrobce pečlivě zkoumá nejúčinnější - a nejbezpečnější - způsob implementace systému idea.

Systémy V2V, jako je četa, jsou relativně jednoduchým způsobem implementace autonomních vozidel, ale tento nápad není dokonalý. Všechny systémy V2V postrádají centralizovaný hardware odpovědný za celkovou přepravu. Například čety jsou pro příslušná auta efektivní, ale nereagují dynamicky na provoz a nemohou komunikovat s infrastrukturou silnic. Pokud četa narazí na hustý provoz, jednoduše zpomalí a vydá se po trase určené vedoucím autem. Pro sítě V2V neexistuje způsob, jak „vidět“ dopravní zácpu a vypočítat alternativní trasu nebo předpovídat načasování dalších tří semaforů a podle toho upravit rychlost. Plnou potenciální účinnost automatizovaného vozidla nelze realizovat s větším a komplexnějším systémem.

Infrastruktura vozidlo-infrastruktura

Tuto účinnost lze dosáhnout pouze tehdy, existuje-li způsob, jak nechat autonomní automobily vzájemně působit nejen mezi sebou, ale také s prostředím, což umožní výše uvedený „roj včel“. Aby to bylo možné, musí být každé auto schopno připojit se k síti, která pokrývá nejen jeho bezprostřední okolí, ale mnohem širší oblast, snad tak velkou jako celé město, ve kterém vozidlo pracuje. Tento druh sítě se nazývá vozidlo-infrastruktura a je mnohem složitější.

Německá společnost v současné době vede tříměsíční zkušební verze systému V2I s názvem simTD což umožňuje propojeným vozidlům komunikovat s prvky infrastruktury. Například auto s tímto systémem může mluvit s nadcházejícím Semafor Programování Arduino pro začátečníky: Projektová příručka k řízení semaforuSestavení řadiče semaforu Arduino vám pomůže rozvinout základní dovednosti kódování! Začínáme. Přečtěte si více a upravte jeho rychlost tak, aby se čas změnil. Přitom se zkracuje doba volnoběhu, což zlepšuje spotřebu paliva. Systém může také varovat auto a jeho obyvatele před nadcházejícími nebezpečími silničního provozu tím, že přijímá data, když jiný vůz smykne nebo dojde ke ztrátě trakce.

I tato základní implementace V2I poskytuje výhody z hlediska bezpečnosti a účinnosti, ale nevýhodou je složitost. Kombinace WiFi, UMTS a GRPS (poslední dva jsou standardy celulárních dat GSM Vs. CDMA: Jaký je rozdíl a který je lepší?Možná jste už slyšeli pojmy GSM a CDMA, které jste předtím rozmlouvali v rozhovoru o mobilních telefonech, ale co to vlastně znamenají? Přečtěte si více ) se používají k zajištění stálé komunikace s infrastrukturou i jinými vozidly.

SimTD také používá přenosy z jednoho vozidla do druhého, aby umožnil komunikaci s infrastrukturou, pokud žádný z rádií vozidla nemůže přijmout signál. To je skvělý nápad, ale to znamená, že každé auto v řetězci musí používat kompatibilní standard a je zde také otázka, jak budou poskytovatelé této služby zacházet s celulární komunikací.

A pak je tu infrastruktura. Společnost SimTD spolupracovala s výrobci vozidel a městem Frankfurt na provádění trial, ale bylo omezeno pouze na dvacet semaforů. Implementace infrastruktury vyžadované komunikací V2I bude nákladným projektem a bude to obzvláště obtížné (pokud to není možné) implementovat ve venkovských oblastech, kde je spousta silnic a není moc peněz na vybudování infrastruktury potřeboval.

Kombinované řešení

To vše ztěžuje implementaci zvuku V2I, v nejlepším případě, ale dobrá zpráva je, že je zcela kompatibilní s V2V a ve skutečnosti je pravděpodobně zahrne do jakéhokoli systému skutečného světa. To znamená, že automobily, které nemají schopnost komunikovat s infrastrukturou, by mohly v síti stále fungovat v omezeném smyslu, a všechny vozy by mohly v případě potřeby nastavit komunikaci na V2V.

Ve skutečnosti je nepravděpodobné, že by se řešení infrastruktury objevilo samo o sobě kdekoli na světě. Budování takové sítě je nákladné a časově náročné. Vyžaduje také vyspělou technologii, protože změna komunikačního standardu v polovině výstavby infrastruktury může zničit celý projekt.

Naproti tomu platformy V2V jsou již nasazeny v omezeném počtu. Na rozdíl od toho, co jste možná slyšeli, stále mají dlouhou cestu, než projdou velkými počty dálnic, ale existují a mohou být rychle rozvíjeny nezávislými týmy.

Tyto dva přístupy k autonomním automobilům jsou kompatibilní, protože se spoléhají na stejné komunikační technologie. Komunikace ve skutečnosti není nejnaléhavějším problémem, kterému čelí autonomní vozidla; SimTD již prokázal existující WiFi a mobilní může fungovat dobře. Problém, kterému čelí vědci, neřeší, jak budou komunikovat, ale místo toho rozhoduje o tom, jak by se měli chovat, jakmile to udělá.

Obrázek Kredit: Wikimedia / SreeBot