როგორ მუშაობს თვითმართვის სისტემა
გერმანიის მთავრობამ ცოტა ხნის წინ გამოაცხადა, რომ მას სურს ხელი შეუწყოს ტექნოლოგიების განვითარებას და გეგმავს შექმნას სპეციალიზებული ინფრასტრუქტურა მაგისტრალებზე. გერმანიის ტრანსპორტის მინისტრმა ალექსანდრ დობრინდტმა განაცხადა, რომ A9 ავტომაგისტრალის მონაკვეთი ბერლინიდან მიუნხენამდე აშენდება ისე, რომ ავტონომიურ მანქანებს კომფორტულად გადაადგილება შეუძლიათ მთელ მარშრუტზე.
აბრევიატურების ლექსიკონი
ABS ანტი-ბლოკირების სისტემა. სისტემა, რომელიც გამოიყენება მანქანებში ბორბლების დაბლოკვის თავიდან ასაცილებლად.
ACC ადაპტური კრუიზ კონტროლი. მოწყობილობა, რომელიც ინარჩუნებს შესაბამის უსაფრთხო მანძილს მოძრავ მანქანებს შორის.
AD ავტომატური მართვა. ავტომატური მართვის სისტემა არის ტერმინი, რომელსაც იყენებს Mercedes.
ADAS მძღოლის დახმარების გაფართოებული სისტემა. გაფართოებული დრაივერის მხარდაჭერის სისტემა (როგორც Nvidia გადაწყვეტილებები)
ASSK გაფართოებული ინტელექტუალური კრუიზ კონტროლი. რადარზე დაფუძნებული ადაპტური კრუიზ კონტროლი
აუგ მანქანის მართვის ავტომატური სისტემა. ავტომატური სათვალთვალო და მართვის სისტემა (მაგალითად, ავტოსადგომზე)
DIV უპილოტო ინტელექტუალური მანქანები. ჭკვიანი მანქანები მძღოლების გარეშე
ECS ელექტრონული კომპონენტები და სისტემები. ელექტრონული აღჭურვილობის ზოგადი სახელი
iot ნივთების ინტერნეტი. ნივთების ინტერნეტი
მისი ინტელექტუალური სატრანსპორტო სისტემები. ინტელექტუალური სატრანსპორტო სისტემები
LIDAR სინათლის გამოვლენა და დიაპაზონი. მოწყობილობა, რომელიც მუშაობს რადარის მსგავსად - ის აერთიანებს ლაზერს და ტელესკოპს.
LKAS ზოლის შენარჩუნების დამხმარე სისტემა. ზოლის შენარჩუნების სისტემა
V2I სატრანსპორტო ინფრასტრუქტურა. კომუნიკაცია მანქანასა და ინფრასტრუქტურას შორის
V2V მანქანა მანქანამდე. კომუნიკაცია მანქანებს შორის
გეგმა, სხვა საკითხებთან ერთად, მოიცავს ინფრასტრუქტურის შექმნას მანქანებს შორის კომუნიკაციის მხარდასაჭერად; ამ მიზნებისათვის გამოიყოფა 700 MHz სიხშირე.
ეს ინფორმაცია არა მხოლოდ იმაზე მეტყველებს, რომ გერმანია სერიოზულად არის განვითარებული მოტორიზაცია მძღოლების გარეშე. სხვათა შორის, ეს აიძულებს ხალხს გააცნობიეროს, რომ უპილოტო მანქანები არ არის მხოლოდ თავად მანქანები, ულტრათანამედროვე მანქანები, რომლებიც სავსეა სენსორებითა და რადარებით, არამედ მთელი ადმინისტრაციული, ინფრასტრუქტურული და საკომუნიკაციო სისტემები. ერთი მანქანის მართვას აზრი არ აქვს.
ბევრი მონაცემი
გაზის სისტემის მუშაობისთვის საჭიროა სენსორებისა და პროცესორების სისტემა (1) გამოვლენის, მონაცემთა დამუშავებისა და სწრაფი რეაგირებისთვის. ეს ყველაფერი პარალელურად უნდა მოხდეს მილიწამის ინტერვალებით. აღჭურვილობის კიდევ ერთი მოთხოვნაა საიმედოობა და მაღალი მგრძნობელობა.
მაგალითად, კამერებს უნდა ჰქონდეთ მაღალი გარჩევადობა, რათა კარგად ამოიცნონ დეტალები. გარდა ამისა, ეს ყველაფერი უნდა იყოს გამძლე, მდგრადი სხვადასხვა პირობების, ტემპერატურის, დარტყმებისა და შესაძლო ზემოქმედების მიმართ.
შესავლის გარდაუვალი შედეგი მანქანები მძღოლების გარეშე არის დიდი მონაცემთა ტექნოლოგიის გამოყენება, ანუ მოკლე დროში უზარმაზარი რაოდენობის მონაცემების მოპოვება, გაფილტვრა, შეფასება და გაზიარება. გარდა ამისა, სისტემები უნდა იყოს უსაფრთხო, მდგრადი გარე შეტევებისა და ჩარევის მიმართ, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დიდი ავარიები.
მანქანები მძღოლების გარეშე ისინი მხოლოდ სპეციალურად მომზადებულ გზებზე იმოძრავებენ. გზაზე ბუნდოვანი და უხილავი ხაზები გამორიცხულია. ინტელექტუალური საკომუნიკაციო ტექნოლოგიები - მანქანა-მანქანა და მანქანა-ინფრასტრუქტურა, ასევე ცნობილი როგორც V2V და V2I, იძლევა ინფორმაციის გაცვლას მოძრავ მანქანებსა და გარემოს შორის.
სწორედ მათში ხედავენ მეცნიერები და დიზაინერები მნიშვნელოვან პოტენციალს, როდესაც საქმე ეხება ავტონომიური მანქანების განვითარებას. V2V იყენებს 5,9 გჰც სიხშირეს, რომელსაც ასევე იყენებს Wi-Fi, 75 MHz დიაპაზონში 1000 მ დიაპაზონში. V2I კომუნიკაცია არის რაღაც ბევრად უფრო რთული და არ გულისხმობს მხოლოდ საგზაო ინფრასტრუქტურის ელემენტებთან პირდაპირ კომუნიკაციას.
ეს არის სატრანსპორტო საშუალების ყოვლისმომცველი ინტეგრაცია და ადაპტაცია მოძრაობასთან და ურთიერთქმედება მოძრაობის მართვის მთელ სისტემასთან. როგორც წესი, უპილოტო მანქანა აღჭურვილია კამერებით, რადარებით და სპეციალური სენსორებით, რომლებითაც ის „აღიქვამს“ და „გრძნობს“ გარე სამყაროს (2).
დეტალური რუქები ჩატვირთულია მის მეხსიერებაში, უფრო ზუსტი ვიდრე ტრადიციული მანქანის ნავიგაცია. უმართავ მანქანებში GPS ნავიგაციის სისტემები უნდა იყოს უკიდურესად ზუსტი. ათიოდე სანტიმეტრამდე სიზუსტე მნიშვნელოვანია. ამრიგად, მანქანა ეკვრის ქამარს.
1. ავტონომიური მანქანის მშენებლობა
სენსორების და ულტრა ზუსტი რუქების სამყარო
იმ ფაქტზე, რომ მანქანა თავად ეკვრის გზას, პასუხისმგებელია სენსორების სისტემა. ასევე, როგორც წესი, არის ორი დამატებითი რადარი წინა ბამპერის გვერდებზე, რათა აღმოაჩინონ სხვა მანქანები, რომლებიც უახლოვდებიან გზაჯვარედინზე ორივე მხრიდან. ოთხი ან მეტი სხვა სენსორი დამონტაჟებულია სხეულის კუთხეებში შესაძლო დაბრკოლებების მონიტორინგისთვის.
2. რას ხედავს და გრძნობს ავტონომიური მანქანა
წინა კამერა 90 გრადუსიანი ხედვის ველით ამოიცნობს ფერებს, ამიტომ წაიკითხავს საგზაო სიგნალებს და საგზაო ნიშნებს. მანქანებში დისტანციის სენსორები დაგეხმარებათ შეინარჩუნოთ სათანადო მანძილი სხვა მანქანებისგან გზაზე.
ასევე, რადარის წყალობით, მანქანა ინარჩუნებს დისტანციას სხვა მანქანებისგან. თუ ის სხვა სატრანსპორტო საშუალებებს 30 მეტრის რადიუსში ვერ აღმოაჩენს, შეძლებს გაზარდოს სიჩქარე.
სხვა სენსორები დაეხმარება აღმოფხვრას ე.წ. ბრმა ლაქები მარშრუტის გასწვრივ და ობიექტების გამოვლენა მანძილიდან, რომელიც შედარებულია ორი ფეხბურთის მოედნის სიგრძეზე თითოეული მიმართულებით. უსაფრთხოების ტექნოლოგიები განსაკუთრებით სასარგებლო იქნება გადატვირთულ ქუჩებსა და გზაჯვარედინებზე. მანქანის შეჯახებისაგან შემდგომი დაცვის მიზნით მისი მაქსიმალური სიჩქარე 40 კმ/სთ-მდე შეიზღუდება.
W მანქანა მძღოლის გარეშე Google-ის გული და დიზაინის ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტია 64-სხივიანი Velodyne ლაზერი, რომელიც დამონტაჟებულია მანქანის სახურავზე. მოწყობილობა ძალიან სწრაფად ბრუნავს, ამიტომ მანქანა მის გარშემო 360 გრადუსიან სურათს „ხედავს“.
ყოველ წამში 1,3 მილიონი ქულა ფიქსირდება მათ მანძილზე და მოძრაობის მიმართულებასთან ერთად. ეს ქმნის მსოფლიოს 3D მოდელს, რომელსაც სისტემა ადარებს მაღალი გარჩევადობის რუქებს. შედეგად იქმნება მარშრუტები, რომელთა დახმარებით მანქანა გარბის დაბრკოლებებს და იცავს გზის წესებს.
გარდა ამისა, სისტემა იღებს ინფორმაციას მანქანის წინ და უკან მდებარე ოთხი რადარიდან, რომლებიც განსაზღვრავენ სხვა მანქანების და ობიექტების პოზიციას, რომლებიც შეიძლება მოულოდნელად გამოჩნდნენ გზაზე. უკანა ხედვის სარკის გვერდით განთავსებული კამერა იკავებს განათებას და საგზაო ნიშნებს და მუდმივად აკონტროლებს მანქანის პოზიციას.
მის მუშაობას ავსებს ინერციული სისტემა, რომელიც აკონტროლებს პოზიციებს იქ, სადაც GPS სიგნალი არ აღწევს - გვირაბებში, მაღალ კორპუსებს შორის თუ ავტოსადგომებზე. გამოიყენება მანქანის მართვისთვის: Google Street View-ს სახით მონაცემთა ბაზის შექმნისას შეგროვებული სურათები არის ქალაქის ქუჩების დეტალური ფოტოები მსოფლიოს 48 ქვეყნიდან.
რა თქმა უნდა, ეს საკმარისი არ არის უსაფრთხო მართვისთვის და Google-ის მანქანების მიერ გამოყენებული მარშრუტისთვის (ძირითადად კალიფორნიისა და ნევადის შტატებში, სადაც მოძრაობა ნებადართულია გარკვეულ პირობებში). მანქანები მძღოლის გარეშე) ზუსტად აღირიცხება წინასწარ სპეციალური მოგზაურობის დროს. Google Cars მუშაობს ვიზუალური მონაცემების ოთხი ფენით.
ორი მათგანი არის რელიეფის ულტრა ზუსტი მოდელი, რომლითაც მოძრაობს მანქანა. მესამე შეიცავს დეტალურ საგზაო რუკას. მეოთხე არის ლანდშაფტის ფიქსირებული ელემენტების მოძრავებთან შედარების მონაცემები (3). გარდა ამისა, არის ალგორითმები, რომლებიც მოჰყვება მოძრაობის ფსიქოლოგიას, მაგალითად, სიგნალი პატარა შესასვლელთან, რომ გსურთ გადაკვეთოთ გზაჯვარედინზე.
შესაძლოა, მომავლის სრულად ავტომატიზებულ საგზაო სისტემაში ადამიანების გარეშე, რომლებსაც რაღაცის გაგება სჭირდებათ, ეს ზედმეტი აღმოჩნდეს და მანქანები იმოძრავებენ წინასწარ მიღებული წესებისა და მკაცრად აღწერილი ალგორითმების მიხედვით.
3. როგორ ხედავს გუგლის ავტო მანქანა მის გარემოცვას
ავტომატიზაციის დონეები
ავტომობილის ავტომატიზაციის დონე ფასდება სამი ფუნდამენტური კრიტერიუმის მიხედვით. პირველი ეხება სისტემის უნარს, აიღოს ავტომობილის კონტროლი, როგორც წინსვლისას, ასევე მანევრირებისას. მეორე კრიტერიუმი ეხება მანქანაში მყოფ პირს და მის უნარს აკეთოს რაიმე სხვა, გარდა მანქანის მართვისა.
მესამე კრიტერიუმი გულისხმობს თავად მანქანის ქცევას და მის უნარს „გაიგოს“ რა ხდება გზაზე. საავტომობილო ინჟინერთა საერთაშორისო ასოციაცია (SAE International) საგზაო ტრანსპორტის ავტომატიზაციას ექვს დონედ კლასიფიცირებს.
მდებარეობა თვალსაზრისით ავტომატიზაცია 0-დან 2-მდე, ავტომობილის მართვაზე პასუხისმგებელი მთავარი ფაქტორი არის ადამიანი მძღოლი (4). ამ დონეზე ყველაზე მოწინავე გადაწყვეტილებებს მიეკუთვნება ადაპტური კრუიზ კონტროლი (ACC), რომელიც შემუშავებულია Bosch-ის მიერ და სულ უფრო ხშირად გამოიყენება ძვირადღირებულ მანქანებში.
ტრადიციული კრუიზ კონტროლისგან განსხვავებით, რომელიც მძღოლს მუდმივ კონტროლს სთხოვს წინა ავტომობილამდე მანძილს, ის ასევე მინიმალურ სამუშაოს ასრულებს მძღოლისთვის. რიგი სენსორები, რადარები და მათი ურთიერთდაკავშირება ერთმანეთთან და სხვა სატრანსპორტო სისტემებთან (მათ შორის ამძრავი, დამუხრუჭება) აიძულებს მანქანას, რომელიც აღჭურვილია ადაპტური კრუიზ კონტროლით, შეინარჩუნოს არა მხოლოდ მითითებული სიჩქარე, არამედ უსაფრთხო მანძილი წინა მანქანიდან.
4. მანქანებში ავტომატიზაციის დონეები SAE და NHTSA მიხედვით
სისტემა საჭიროებისამებრ დაამუხრუჭებს მანქანას და შეანელეთ მარტორათა თავიდან აიცილოთ შეჯახება წინა მანქანის უკანა მხარეს. როდესაც გზის პირობები დასტაბილურდება, მანქანა კვლავ აჩქარებს დადგენილ სიჩქარეს.
მოწყობილობა ძალიან სასარგებლოა გზატკეცილზე და უზრუნველყოფს უსაფრთხოების ბევრად მაღალ დონეს, ვიდრე ტრადიციული კრუიზ კონტროლი, რომელიც შეიძლება ძალიან საშიში იყოს არასწორად გამოყენების შემთხვევაში. ამ დონეზე გამოყენებული სხვა მოწინავე გადაწყვეტა არის LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), აქტიური სისტემა, რომელიც შექმნილია მართვის უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად გაფრთხილებით, თუ უნებლიეთ ტოვებთ ზოლს.
იგი ეფუძნება გამოსახულების ანალიზს - კომპიუტერთან დაკავშირებული კამერა აკონტროლებს ზოლის შემზღუდველ ნიშნებს და სხვადასხვა სენსორებთან თანამშრომლობით აფრთხილებს მძღოლს (მაგალითად, სავარძლის ვიბრაციით) ზოლის შეცვლის შესახებ, ინდიკატორის ჩართვის გარეშე.
ავტომატიზაციის უფრო მაღალ დონეზე, 3-დან 5-მდე, თანდათან უფრო მეტი გადაწყვეტილებები ინერგება. დონე 3 ცნობილია როგორც "პირობითი ავტომატიზაცია". შემდეგ მანქანა იძენს ცოდნას, ანუ აგროვებს მონაცემებს გარემოს შესახებ.
ადამიანის მძღოლის მოსალოდნელი რეაქციის დრო ამ ვარიანტში გაიზარდა რამდენიმე წამამდე, ხოლო ქვედა დონეზე ეს იყო მხოლოდ წამში. საბორტო სისტემა თავად აკონტროლებს მანქანას და მხოლოდ საჭიროების შემთხვევაში აცნობებს პირს საჭირო ჩარევის შესახებ.
თუმცა, ეს უკანასკნელი შეიძლება სულ სხვა რამეს აკეთებდეს, მაგალითად, კითხულობს ან უყურებს ფილმს, მზად არის მართოს მხოლოდ საჭიროების შემთხვევაში. მე-4 და მე-5 დონეზე, ადამიანის რეაქციის სავარაუდო დრო რამდენიმე წუთამდე იზრდება, რადგან მანქანა იძენს დამოუკიდებლად რეაგირების უნარს მთელ გზაზე.
მაშინ ადამიანს შეუძლია მთლიანად შეწყვიტოს მანქანის მართვის ინტერესი და, მაგალითად, დაიძინოს. წარმოდგენილი SAE კლასიფიკაცია ასევე არის მანქანის ავტომატიზაციის ერთგვარი გეგმა. არა ერთადერთი. ამერიკის გზატკეცილების მოძრაობის უსაფრთხოების სააგენტო (NHTSA) იყენებს დაყოფას ხუთ დონედ, სრულად ადამიანურიდან - 0-დან სრულად ავტომატიზებულამდე - 4-მდე.
