Jak si auta jednoho dne spolu promluví

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.

Připraveni mluvit?

Bezdrátová komunikace mezi autonomními vozidly byla vždy předmětem zájmu vědců vyvíjejících auto zítřka. Ukázky, jako je vůz s vlastním pohonem od společnosti Google Šokující účinky automobilu bez řidiče Google [INFOGRAPHIC] Šokující účinky automobilu Google bez řidiče [INFOGRAPHIC] Budoucnost je blíž, než si možná myslíte. Díky nejvyššímu tajnému výzkumnému oddělení Google, Google X, jsou nyní auta bez řidičů realitou a v ne příliš vzdálené budoucnosti by mohla zasáhnout hlavní proud…, který nezahrnuje ani volant, je působivý - ale jsou také osamělí projekty postavené v omezeném měřítku.

Problém, kterému čelí vědci, již není stavět autonomní vozidlo, jak už bylo dosaženo. Místo toho je problémem, jak vyrobit autonomní vozidlo bezpečné a spolehlivé na dnešních silnicích. Samostatně ovládané vozy, které fungují samostatně, mohou svým majitelům poskytnout pohodlí, ale plně si neuvědomují účinnost, 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.

Centrum pro transformaci mobility na MIT například tlačí, 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 roj. Hejno hus. A neběží do sebe.”

Roj chyb se může zdát lichý ve srovnání 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 standardy a typy Wi-Fi Vysvětlené Nejběžnější standardy a typy Wi-Fi Jsou zmateny různými používanými standardy Wi-Fi? Co potřebujete vědět o IEEE 802.11ac a jeho předchůdcích. (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 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 po silnici.

Jednoduše řečeno, že to bude umožněno rádiovými vlnami, se to podobá konstatování “čaroděj to udělal!” Existuje mnoho různých konceptů toho, jak může síť automatizovaných vozidel fungovat, a obvykle fungují ve dvou hlavních kategoriích.

Komunikace mezi vozidly

Nejviditelnější způsob, jak povolit sítě automatizovaných vozidel Zde je návod, jak se dostaneme do světa naplněného vozy bez řidiče Zde je návod, jak se dostaneme do světa naplněného vozy bez řidiče Řízení je zdlouhavý, nebezpečný a náročný úkol. Mohl by to být jednoho dne automatizován technologií automobilů Google bez řidičů? 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 automatizované 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 kolizím. Zpráva napsaná čtyřmi vědci NTSB zjistila, že:

“… Kromě řidičů postižených alkoholem nebo ospalostí se tyto systémy [V2V] vypořádají s 81 procenty nehod všech vozidel, které se týkají řidičů s poruchou chování.”

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

Populární teoretická implementace V2V je “četa” Systém. Tato myšlenka, která existuje zhruba od roku 1993, zahrnuje skupiny automatizovaných vozidel, které se spojují a vytvářejí dlouhou, těsně rozloženou linii. Tím se zamezuje automatizaci automobilů 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. Spolehlivě by mohl fungovat jakýkoli počet moderních bezdrátových technologií (Volvo předvedlo četu používající WiFi 802.11p WiFi), protože krátký rozsah komunikace omezuje problémy s rušením a příjmem. Ani okamžiková komunikace by nebyla katastrofální, protože každý automatizovaný vůz potřebuje pouze rychlost srovnatelnou s tou, která byla před ním. Erik Coelingh, inženýr společnosti Volvo, to řekl společnosti Phys.org, “My [Volvo] věříme, že četa může být dnes bezpečnější než normální jízda,” a propracované, že výrobce automobilů pečlivě zkoumá nejúčinnější - a nejbezpečnější - způsob, jak tuto myšlenku implementovat.

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 zúčastněná auta efektivní, ale dynamicky nereagují na provoz a nemohou komunikovat s infrastrukturou vozovky. Pokud četa narazí na hustý provoz, jednoduše zpomalí a sleduje trasu určenou vedoucím autem. Pro sítě V2V neexistuje způsob “vidět” dopravní zácpa 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 interagovat nejen mezi sebou, ale také s prostředím, což umožní “roj včel” zmíněno dříve. Aby to bylo možné, musí být každé auto schopno připojit se k síti, která pokrývá nejen jeho bezprostřední okolí, ale mnohem širší oblast, možná tak velkou jako celé město, ve kterém vozidlo pracuje. Tento druh sítě se nazývá vozidlo - struktura a je to mnohem složitější.

Německá společnost v současné době provádí tříměsíční zkušební verzi systému V2I s názvem simTD, který umožňuje propojeným vozidlům komunikovat s prvky infrastruktury. Například auto s tímto systémem může mluvit s nadcházejícím semaforem Programování Arduino pro začátečníky: Výukový program pro projektanty řízení semaforu Arduino Programování pro začátečníky: Projektový projekt pro řízení semaforu Stavba ovladače pro semafor Arduino vám pomůže rozvíjet základní dovednosti kódování! Začínáme. 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? GSM Vs. CDMA: Jaký je rozdíl a který je lepší? Možná jste slyšeli podmínky GSM a CDMA, které byly předtím hozeny v rozhovoru o mobilních telefonech, ale co vlastně znamenají?) Se používají k zajištění stálé komunikace s infrastrukturou a dalšími 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. SimTD spolupracovala s výrobci vozidel a městem Frankfurt na provádění polních zkoušek, ale omezilo se pouze na dvacet semaforů. Implementace infrastruktury požadované komunikací V2I bude nákladným projektem a implementaci ve venkovských oblastech, kde je spousta silnic a málo peněz na vybudování potřebné infrastruktury, bude velmi obtížné (ne-li nemožné)..

Kombinované řešení

To vše ztěžuje implementaci zvuku V2I, v nejlepším případě, ale dobrou zprávou 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. Vybudování 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, mají ještě dlouhou cestu, než projedou dálnice ve velkém počtu, 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 udělají.

Obrázek Kredit: Wikimedia / SreeBot