Kuidas autod ühel päeval omavahel räägivad

Reklaam

Isesõitvast autost on viimase mitme aasta jooksul saanud kuum teema. Paljud ettevõtted, sealhulgas Google, usuvad, et see tehnoloogia võib maailmatranspordis imesid teha.

Isesõitvad autod pole lihtsalt mugavad; need on ka odavamad, kütusesäästlikumad ja ohutumad. Nad võivad muuta pikad ja igavad pendelränded võimaluseks lõõgastuda, raamatut lugeda või koosolekule kutsuda.

Kuid homne transport ei tähenda ainult isesõitvat autot. Tulevikku näeme võrgud autodest, mis töötavad koos, et hoida reisijad ohutuks ja toimetada tõhusalt sihtkohta.

Kuid selleks, et see juhtuks, vajavad autod viisi, kuidas omavahel rääkida.

Kas olete valmis rääkima?

Autonoomsete sõidukite vaheline traadita side on homse auto arendajaid alati huvitanud. Meeleavaldused meeldivad Google'i isesõitv auto Google'i juhita auto hämmastav mõju [INFOGRAPHIC]Tulevik on lähemal kui võite arvata. Tänu Google'i ülisalajasele uurimisosakonnale Google X-le on juhita autod nüüd reaalsuseks ja need võivad lähitulevikus peavoolu lööma hakata ... Loe rohkem

, mis ei sisalda isegi rooli, on muljetavaldavad - kuid need on ka piiratud ulatusega üksikprojektid.

Teadlaste probleem pole enam see, kuidas seda teha ehitama autonoomne sõiduk, nagu see on juba saavutatud. Selle asemel on probleem selles, kuidas autonoomset sõidukit teha ohutu ja usaldusväärne tänapäeva teedel. Üksinda töötavad isesõitvad autod võivad omanikele pakkuda mugavust, kuid nad ei mõista täielikult tõhusust, ohutust ja kulueeliseid, mida autonoomne sõiduk võib pakkuda.

Neid parandusi saab avada ainult autonoomse autovõrgu kaudu. Sellist võrku pole üles ehitatud, nii et arvamused selle väljanägemise kohta erinevad, kuid teadlased töötavad selle idee täpsustamiseks.

Näiteks MIT-i liikuvuse ümberkujundamise keskus taotleb Ann Arbori (kooli kodulinn) juhtimist automatiseeritud autojuhtimise alal. Kooli inseneriprofessor Larry Burns on inspiratsiooni saamiseks pöördunud loomariigi poole, tuues välja, et:

“Mesilased sülevad. Hanede kari. Ja nad ei jookse üksteisesse. "

Vigade sümbol võib tunduda veider võrdlus automatiseeritud autodega, kuid see viitab kitsastele tolerantsidele, mida autonoomsete autode võrk võimaldada võiks. Tüüpilise inimese juhi tähelepanu juhtimiseks on vaja 215 millisekundit. See tähendab, et kiirusega 100 kilomeetrit tunnis liikuv auto sõidab umbes kuus meetrit (peaaegu kakskümmend jalga), enne kui juht saab isegi reageerida. Ohutud juhid jätavad selle viivituse tõttu sageli nende ja ees oleva sõiduki vahele mitu auto pikkust.

Raadiolained on aga peaaegu hetkelised Kõige tavalisemad WiFi standardid ja tüübid, mida on selgitatudKas kasutatavad erinevad WiFi-standardid on teid segamini ajanud? Siit leiate teavet IEEE 802.11ac ja vanemate traadita ühenduse standardite kohta. Loe rohkem (vahemaa tagant töötavad automatiseeritud autod), mis tähendab, et automatiseeritud autod saavad teoreetiliselt töötada ohutult, nende vahel vaid paar jalga. Äkki on sülempilti mõistlikum; autonoomsete autode võrk ei näeks tänapäevase liikluse moodi välja, vaid moodustaks orgaaniliselt liikuvate sõidukite pideva voo, jättes iga auto vahele meetri (ja mõnikord palju vähem) ruumi. Lühidalt võib liikumine tunduda juhuslik, kuid see oleks tegelikult hästi koordineeritud; oleksite tunnistajaks kanalile, kus autod liiguvad vasakule ja ühinevad autode endaga sentimeetri suuremateks piludeks, kui teelt on väljasõit pool miili üles.

Kuid lihtsalt öelda, et see on raadiolainete abil võimalik, tähendab ütlus “võlur tegi seda!” Seal on palju erinevad kontseptsioonid, kuidas automatiseeritud autode võrk võiks töötada, ja need töötavad üldiselt kahes põhikategoorias.

Sõidukite ja sõidukite vaheline side

Kõige ilmsem viis võimaldama automatiseeritud sõidukite võrke Siit saate teada, kuidas jõuame juhita autodega täidetud maailmaSõitmine on tüütu, ohtlik ja nõudlik ülesanne. Kas seda saaks ühel päeval automatiseerida Google'i juhita autode tehnoloogia? Loe rohkem on see, kui lasta neil omavahel otse rääkida. Tehnilises plaanis on see suhteliselt lihtne ja tegelikult hüplik praegustest kokkupõrke vältimise tehnoloogiatest. Paljud luksusautod sisaldavad nüüd automatiseeritud püsikiiruse regulaatorit ja madala kiirusega automatiseeritud pidurisüsteeme, mis töötavad mitmesuguste andurite abil. Lisage raadiosse ja standard, mille kaudu sõidukid saavad raadio kaudu andmeid jagada ja presto! Teil on olemas tavaline traadita võrk.

See on veetlev, kuna see on kohe kasutatav ja töötab automaatsete sõidukitega. Riiklik maanteeliikluse ja ohutuse amet, mis on Ameerika teede üle järelevalvet teostav kõrgeim organ, on juba soovitanud sõidukite vahelise (V2V) suhtluse loomist kokkupõrgete vältimiseks. Nelja NTSB teadlase kirjutatud aruanne leidis, et:

"... välja arvatud sõidukijuhid, kellel on alkoholi või uimasust, tegelevad need süsteemid [V2V] 81 protsendiga kõigi sõidukite õnnetustest, milles on rikkumata juhte."

See tähendab, et V2V-süsteemid võivad enamiku autode kokkupõrkeid ära hoida, kui kõik sõidukid neid rakendavad.

V2V populaarne teoreetiline teostus on "rühma" süsteem. See idee, mis on kestnud vähemalt 1993. aastast, hõlmab automatiseeritud sõidukite rühmi, mis kokku moodustavad pika, tihedalt paigutatud rea. See hoiab automatiseeritud autod eemal automaatidest ja pakub aerodünaamilisi eeliseid, mis vähendavad kütusekulu (välja arvatud pliiauto).

Selles süsteemis võiks töötada praktiliselt igat tüüpi traadita side, kuna rühma kõik sõidukid pidid suhtlema ainult selle ees olevaga. Suvaline arv kaasaegseid traadita tehnoloogiaid (Volvo demonstreeris rühma, mis kasutab 802.11p WiFi-d) võivad töötada usaldusväärselt, kuna suhtluse lühike ulatus piirab häirete ja vastuvõtuga seotud probleeme. Isegi hetkeline kommunikatsiooni aegumine poleks katastroofiline, kuna iga automatiseeritud auto peab kiirust vastama ainult sellele, mis eelneb. Rääkis Volvo insener Erik Coelingh Phys.org et "Meie [Volvo] usub, et rühkimine võib olla tänapäeval tavalisest sõidust turvalisem", ja täpsustas, et autotootja uurib tähelepanelikult kõige tõhusamat ja ohutumat viisi idee.

V2V-süsteemid, näiteks rühmitamine, on suhteliselt lihtne viis autonoomsete sõidukite rakendamiseks, kuid idee pole täiuslik. Kõigil V2V-süsteemidel puudub tsentraliseeritud riistvara, mis vastutaks kogu transpordi eest. Näiteks platvormid on asjassepuutuvate autode jaoks tõhusad, kuid need ei reageeri liiklusele dünaamiliselt ega saa maanteeinfrastruktuuriga suhelda. Kui rühmitus kohtub tiheda liiklusega, aeglustub see lihtsalt ja järgib juhiauto määratud marsruuti. V2V-võrgud ei saa kuidagi liiklusummikut "näha" ja arvutada alternatiivset marsruuti ega ennustada järgmise kolme märgutule ajastamist ja vastavalt sellele kiirust reguleerida. Automatiseeritud sõiduki täielikku potentsiaalset efektiivsust ei saa suurema ja keerukama süsteemi abil realiseerida.

Sõiduki ja infrastruktuuri vahel

Seda tõhusust saab kasutada ainult siis, kui on olemas võimalus lasta autonoomsetel autodel suhelda mitte ainult üksteise, vaid ka keskkonnaga, võimaldades juba nimetatud "mesilaste sülem". Selleks peab iga auto saama haakuda võrku, mis hõlmab mitte ainult selle vahetut läheduses, vaid palju laiemat ala, võib-olla sama suurt kui kogu linn, kus sõiduk töötab. Seda tüüpi võrku nimetatakse sõidukilt infrastruktuurile ja see on palju keerulisem.

Praegu viib läbi Saksamaa ettevõte kolmekuuline V2I süsteemi proov, mida nimetatakse simTD mis võimaldab ühendatud autodel suhelda taristuelementidega. Näiteks saab selle süsteemiga auto rääkida eelseisvaga valgusfoor Arduino programmeerimine algajatele: valgusfoori kontrolleri projekti juhendArduino valgusfoori kontrolleri ehitamine aitab teil arendada põhilisi kodeerimisoskusi! Alustame teid. Loe rohkem ja kohandage selle kiirust vastavalt saabumise ajale tule muutumisega. See vähendab tühikäiku, mis parandab kütusesäästlikkust. Süsteem võib ka autot ja selles sõitjaid hoiatada lähenevate liiklusohtude eest, saades andmeid, kui mõni teine ​​auto libiseb libisedes või kaotab veojõu.

Isegi see V2I algeline rakendamine võimaldab kasu ohutusele ja tõhususele, kuid miinus on keerukus. WiFi, UMTS ja GRPS kombinatsioon (kaks viimast on mobiilsideandmete standardid GSM Vs. CDMA: Mis on erinevus ja kumb on parem?Võib-olla olete juba varem mobiiltelefone käsitlevas vestluses kuulnud termineid GSM ja CDMA, kuid mida need tegelikult tähendavad? Loe rohkem ) kasutatakse pideva suhtluse tagamiseks nii infrastruktuuri kui ka muude sõidukitega.

SimTD kasutab sõiduki ja sõiduki vahelist ülekannet ka daisy ahelana, et võimaldada infrastruktuuri kommunikatsiooni, kui ükski sõiduki raadiost ei saa signaali. See on suurepärane idee, kuid see tähendab, et iga ahela auto peab kasutama ühilduvat standardit. Samuti on küsimus, kuidas selle teenuse pakkujad mobiilsidet käsitlevad.

Ja siis on olemas infrastruktuur. SimTD on teinud põllutöötluse läbiviimiseks koostööd sõidukitootjate ja Frankfurdi linnagal, kuid see piirdus vaid kahekümne valgusfooriga. V2I-suhtluseks vajaliku infrastruktuuri juurutamine on kallis ettevõtmine ja eriti keeruline (kui mitte võimatu) rakendada maapiirkondades, kus on palju teid ja infrastruktuuri ehitamiseks pole palju raha vaja.

Kombineeritud lahendus

Kõik see muudab V2I parimal juhul raskesti rakendatavaks, kuid hea uudis on see, et see ühildub täielikult V2V-ga ja sisaldab arvatavasti seda mis tahes reaalsesse süsteemi. See tähendab, et autod, millel puudub võimalus infrastruktuuriga suhelda, võiksid ikkagi võrgus piiratud tähenduses töötada ja kõik autod võiksid vajaduse korral lülituda V2V-ühenduse alla.

Tõepoolest, on ebatõenäoline, et näeme infrastruktuurilahendust üksinda kõikjal maailmas. Sellise võrgu ehitamine on nii kulukas kui ka aeganõudev. See nõuab ka küpset tehnoloogiat, kuna kommunikatsioonistandardi muutmine hoone infrastruktuuri poolel teel võib kogu projekti rikkuda.

Seevastu V2V platvorme võetakse juba kasutusele piiratud arvul. Vastupidiselt sellele, mida võisite kuulda, neil on veel pikk tee minna, enne kui nad saavad suurtel osadel maanteid kruiiseerida, kuid need on olemas ja iseseisvad meeskonnad saavad neid kiiresti arendada.

Need kaks lähenemist autonoomsetele autodele on ühilduvad, kuna nad tuginevad samadele kommunikatsioonitehnoloogiatele. Tegelikult pole kommunikatsioon kõige pakilisem küsimus, millega autonoomsed sõidukid kokku puutuvad; simTD on juba olemasolevat WiFi-d demonstreerinud ja mobiiltelefon võib hästi töötada. Teadlaste probleem ei seisne selles, kuidas nad omavahel suhelda saavad, vaid otsustavad, kuidas nad peaksid käituma, kui nad seda teevad.

Kujutise krediit: Wikimedia / SreeBot