Com funciona el sistema de conducció autònoma
El govern alemany ha anunciat recentment que vol impulsar el desenvolupament de la tecnologia i té previst crear infraestructures especialitzades a les autopistes. Alexander Dobrindt, ministre alemany de Transports, va anunciar que el tram de l'autopista A9 de Berlín a Munic es construirà de manera que els cotxes autònoms puguin circular còmodament al llarg de tot el recorregut.
Glossari d'abreviatures
ABS Sistema antibloqueig. Un sistema utilitzat en automòbils per evitar el bloqueig de les rodes.
ACC Control de creuer adaptatiu. Un dispositiu que manté una distància de seguretat adequada entre vehicles en moviment.
AD Conducció automàtica. Sistema de conducció automàtica és un terme utilitzat per Mercedes.
ADAS Sistema avançat d'assistència al conductor. Sistema de suport de controladors estès (com les solucions de Nvidia)
ASSK Control de creuer intel·ligent avançat. Control de creuer adaptatiu basat en radar
AVGS Sistema de control automàtic del vehicle. Sistema automatitzat de vigilància i conducció (per exemple, en un aparcament)
DIV Vehicles intel·ligents no tripulats. Cotxes intel·ligents sense conductor
ECS Components i sistemes electrònics. Nom general dels equips electrònics
IO Internet de les coses. Internet de les coses
ELL Sistemes de transport intel·ligents. Sistemes de transport intel·ligents
lidar Detecció i abast de la llum. Un dispositiu que funciona de manera semblant a un radar: combina un làser i un telescopi.
LKAS Sistema d'assistència al manteniment de carril. Assistència al manteniment de carril
V2I Vehicle-infraestructura. Comunicació entre vehicle i infraestructura
V2V Vehicle a vehicle. Comunicació entre vehicles
El pla inclou, entre d'altres, la creació d'infraestructures de suport a la comunicació entre vehicles; a aquests efectes, s'assignarà una freqüència de 700 MHz.
Aquesta informació no només mostra que Alemanya pren seriosament el desenvolupament motorització sense conductors. Per cert, això fa que la gent entengui que els vehicles no tripulats no són només vehicles ells mateixos, cotxes ultramoderns farcits de sensors i radars, sinó també sistemes administratius, d'infraestructures i de comunicació sencers. No té sentit conduir un cotxe.
Moltes dades
El funcionament d'un sistema de gas requereix un sistema de sensors i processadors (1) per a la detecció, el tractament de dades i la resposta ràpida. Tot això hauria de passar en paral·lel a intervals de mil·lisegons. Un altre requisit per a l'equip és la fiabilitat i l'alta sensibilitat.
Les càmeres, per exemple, han de ser d'alta resolució per reconèixer els detalls. A més, tot això ha de ser durador, resistent a diverses condicions, temperatures, cops i possibles impactes.
Una conseqüència inevitable de la introducció cotxes sense conductor és l'ús de la tecnologia Big Data, és a dir, obtenir, filtrar, avaluar i compartir grans quantitats de dades en poc temps. A més, els sistemes han de ser segurs, resistents als atacs externs i a les interferències que poden provocar accidents importants.
Cotxes sense conductor només circularan per carreteres especialment preparades. Les línies borroses i invisibles a la carretera estan fora de dubte. Les tecnologies de comunicació intel·ligents: cotxe a cotxe i cotxe a infraestructura, també conegudes com V2V i V2I, permeten l'intercanvi d'informació entre els vehicles en moviment i el medi ambient.
És en ells on els científics i dissenyadors veuen un potencial important a l'hora de desenvolupar cotxes autònoms. V2V utilitza la freqüència de 5,9 GHz, també utilitzada per Wi-Fi, a la banda de 75 MHz amb un abast de 1000 m. La comunicació V2I és una cosa molt més complexa i no només implica la comunicació directa amb elements de la infraestructura viària.
Es tracta d'una integració i adaptació integral del vehicle al trànsit i interacció amb tot el sistema de gestió del trànsit. Normalment, un vehicle no tripulat està equipat amb càmeres, radars i sensors especials amb els quals "percep" i "sent" el món exterior (2).
Es carreguen mapes detallats a la seva memòria, més precisos que la navegació tradicional del cotxe. Els sistemes de navegació GPS en vehicles sense conductor han de ser extremadament precisos. La precisió d'una dotzena de centímetres és important. Així, la màquina s'enganxa al cinturó.
1. Construcció d'un cotxe autònom
El món dels sensors i mapes ultraprecisos
Del fet que el propi cotxe s'enganxi a la carretera, el sistema de sensors és responsable. També normalment hi ha dos radars addicionals als costats del para-xocs davanter per detectar altres vehicles que s'acosten des dels dos costats en una intersecció. Hi ha quatre o més sensors més instal·lats a les cantonades del cos per controlar possibles obstacles.
2. El que veu i sent un cotxe autònom
La càmera frontal amb un camp de visió de 90 graus reconeix els colors, de manera que llegirà els senyals de trànsit i els senyals de trànsit. Els sensors de distància dels cotxes us ajudaran a mantenir una distància adequada d'altres vehicles a la carretera.
A més, gràcies al radar, el cotxe mantindrà la distància amb altres vehicles. Si no detecta altres vehicles en un radi de 30 m, podrà augmentar la seva velocitat.
Altres sensors ajudaran a eliminar els anomenats. Punts cecs al llarg del recorregut i detecció d'objectes a una distància comparable a la longitud de dos camps de futbol en cada sentit. Les tecnologies de seguretat seran especialment útils en carrers i interseccions molt transitades. Per protegir encara més el cotxe de les col·lisions, la seva velocitat màxima es limitarà a 40 km/h.
W cotxe sense conductor el cor de Google i l'element més important del disseny és un làser Velodyne de 64 feixs muntat al sostre del vehicle. El dispositiu gira molt ràpidament, de manera que el vehicle "veu" una imatge de 360 graus al seu voltant.
Cada segon es registren 1,3 milions de punts juntament amb la seva distància i direcció de moviment. Això crea un model 3D del món, que el sistema compara amb mapes d'alta resolució. Com a resultat, es creen itineraris amb l'ajuda de les quals el cotxe passa per obstacles i segueix les normes de circulació.
A més, el sistema rep informació de quatre radars situats davant i darrere del cotxe, que determinen la posició d'altres vehicles i objectes que poden aparèixer inesperadament a la carretera. Una càmera situada al costat del retrovisor capta llums i senyals de trànsit i controla constantment la posició del vehicle.
El seu treball es complementa amb un sistema inercial que es fa càrrec del seguiment de la posició allà on no arriba el senyal GPS: en túnels, entre edificis alts o en aparcaments. S'utilitza per conduir un cotxe: les imatges recollides en crear una base de dades presentada en forma de Google Street View són fotografies detallades dels carrers de la ciutat de 48 països d'arreu del món.
Per descomptat, això no és suficient per a la conducció segura i la ruta utilitzada pels cotxes de Google (principalment als estats de Califòrnia i Nevada, on es permet conduir sota determinades condicions). cotxes sense conductor) es registren amb precisió per endavant durant els viatges especials. Google Cars funciona amb quatre capes de dades visuals.
Dos d'ells són models ultraprecisos del terreny pel qual es mou el vehicle. El tercer conté un full de ruta detallat. El quart són les dades de comparació d'elements fixos del paisatge amb els mòbils (3). A més, hi ha algorismes que es deriven de la psicologia del trànsit, per exemple, senyalitzar en una petita entrada que es vol creuar una intersecció.
Potser, en un sistema de carreteres totalment automatitzat del futur sense persones a les quals cal fer entendre alguna cosa, resultarà redundant i els vehicles es mouran d'acord amb regles preadoptades i algorismes estrictament descrits.
3. Com veu l'automòbil de Google el seu entorn
Nivells d'automatització
El nivell d'automatització del vehicle s'avalua segons tres criteris fonamentals. El primer es refereix a la capacitat del sistema per prendre el control del vehicle, tant en avançar com en maniobrar. El segon criteri fa referència a la persona que va al vehicle i a la seva capacitat per fer alguna cosa que no sigui conduir el vehicle.
El tercer criteri implica el comportament del propi cotxe i la seva capacitat per “entendre” què passa a la carretera. L'Associació Internacional d'Enginyers d'Automoció (SAE International) classifica l'automatització del transport per carretera en sis nivells.
En termes de automatització de 0 a 2 el principal factor responsable de la conducció és el conductor humà (4). Les solucions més avançades en aquests nivells inclouen el control de creuer adaptatiu (ACC), desenvolupat per Bosch i cada cop més utilitzat en vehicles de luxe.
A diferència del control de creuer tradicional, que requereix que el conductor controli constantment la distància al vehicle que passa davant, també fa una quantitat mínima de treball per al conductor. Una sèrie de sensors, radars i la seva interfície entre si i amb altres sistemes del vehicle (incloent conducció, frenada) obliguen un cotxe equipat amb control de creuer adaptatiu a mantenir no només una velocitat fixada, sinó també una distància de seguretat amb el vehicle que hi ha davant.
4. Nivells d'automatització en automòbils segons SAE i NHTSA
El sistema frenarà el vehicle segons sigui necessari i frenar solper evitar la col·lisió amb la part posterior del vehicle que passa davant. Quan les condicions de la carretera s'estabilitzen, el vehicle torna a accelerar fins a la velocitat establerta.
El dispositiu és molt útil a l'autopista i proporciona un nivell de seguretat molt més elevat que el control de creuer tradicional, que pot ser molt perillós si s'utilitza incorrectament. Una altra solució avançada que s'utilitza en aquest nivell és LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), un sistema actiu dissenyat per millorar la seguretat de la conducció avisant-te si abandones el carril sense voler.
Es basa en l'anàlisi d'imatges: una càmera connectada a un ordinador monitoritza els senyals de limitació de carril i, en cooperació amb diversos sensors, avisa el conductor (per exemple, mitjançant la vibració del seient) sobre un canvi de carril, sense encendre l'indicador.
A nivells més alts d'automatització, de 3 a 5, s'introdueixen més solucions progressivament. El nivell 3 es coneix com "automatització condicional". Aleshores el vehicle adquireix coneixement, és a dir, recull dades sobre el medi ambient.
El temps de reacció esperat del conductor humà en aquesta variant s'incrementa a uns quants segons, mentre que a nivells inferiors només va ser d'un segon. El sistema de bord controla el propi vehicle i només si és necessari notifica a la persona la intervenció necessària.
Aquest últim, però, pot estar fent una altra cosa, com ara llegir o veure una pel·lícula, estar preparat per conduir només quan sigui necessari. Als nivells 4 i 5, el temps estimat de reacció humana augmenta a diversos minuts a mesura que el cotxe adquireix la capacitat de reaccionar de manera independent al llarg de tota la carretera.
Aleshores una persona pot deixar completament d'interessar-se per conduir i, per exemple, anar a dormir. La classificació SAE presentada també és una mena de plànol d'automatització de vehicles. No l'únic. L'Agència Americana de Seguretat en el Trànsit (NHTSA) utilitza una divisió en cinc nivells, des de totalment humà - 0 fins a totalment automatitzat - 4.
