Kuidas isesõitvad autod töötavad: mutrid ja poldid Google'i autonoomse auto programmi taga

Reklaam

Võimalus edasi-tagasi tööle ja tagasi tööle pendeldada magades, söödes, mängides Trivia Cracki või jõudes järele lemmiklubid Feedly'is on mõiste, mis on võrdselt ahvatlev, pealtnäha kaugel ja tegelikult liiga futuristlik juhtuda.

Kui Google teatas nende autonoomse auto projektist 2008. aastal, hakkasid meie peas keerlema ​​visioonid vähemuste aruandest samas mõtisklesime auto võimaluste üle, millel tegelikult polnud meil vaja muud teha, kui seda keerata peal. Samal autol ei oleks vaja ohutuse tagamiseks muretseda õnnetuste, tähelepanu kõrvale juhtimise või mõju all sõitmise pärast, kui ta tegi tuhandete või isegi miljonite sekundi pikkuse arvutuse.

Nagu näete, on inimestel märkimisväärselt halb juhtida. Eno transpordikeskuse Joshua Schanki sõnul:

„Inimesed ei oska eriti hästi autot juhtida - igal aastal (Ameerika Ühendriikides) sureb autoõnnetustes 30 000 inimest. Masinad võivad olla palju paremad kui inimesed, kui asi puudutab juhtimist; nad ei joo ega kirjuta ja suudavad kiiremini mõelda. ”

Ehkki ükski juht ei väidaks, et teel pole just ühtegi tõeliselt meeles pidavat halba juhti kui turvaline on Google Car 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 ?

Noh, kokku 700 000 registreeritud maanteel on Google Car juhtunud täpselt kahes õnnetuses, millest kumbagi ei saa autos süüdistada. Esimene juhtus siis, kui üks inimjuht juhtis autonoomset autot taga otsa, ja teine ​​juhtus siis, kui inimene sõitis katsesõidul Google Carit. Seevastu iga Ühendkuningriigis läbitud 1,7 miljoni miili kohta on üks surm ja Ameerika Ühendriikides on surm iga 1,13 miljoni miili kohta (2009. aasta andmed). Kuigi Google Cars peab veel nii palju miile logima, on õnnetuste arv läbitud miili kohta kindlasti madalam kui inimeste juhitud autodel.

Google'i autonoomse auto taga olev tehnoloogia

Google'i juhita autode puhul on paljutõotav asjaolu, et praegu kasutatakse enamikku tehnoloogiast mõlemat teel Homne auto - täna: parimad tööriistad arvuti autosse panemiseksUue elemendi lisamine autodele, uus meelelahutuse, GPSi ja kommunikatsiooni keskus on muutumas üha populaarsemaks ajaviiteks. Tundub, et carputer on inspireeritud osaliselt sellistest telesaadetest nagu ... Loe rohkem ja teistes rakendustes. See tähendab, et reisijate turvalisust tagav tehnoloogia pole uus ega katsetamata ning väljaspool nende patenteeritud tarkvara ja algoritme on Google'i autodes palju testitud ja ohutut riistvara.

Vaatame mõnda seda.

LIDAR

Laservalgustusega tuvastust ja ulatust - või LIDAR - kasutatakse 3D-kaardi koostamiseks ja võimaldamiseks autol võimalike ohtude nägemiseks laserkiire põrkumine autot ümbritsevatelt pindadelt, et täpselt kindlaks määrata selle kaugus ja profiil objekt. Google Car kasutab pardal töötavale protsessorile 360-kraadise vaate saamiseks Velodyne 64-kiirusega laserit paigaldades LIDAR-seadme auto ülaosale (takistusteta vaatamiseks) ja lastes sel pöörata eritellimusel ehitatud alus.

Radar

Kuigi LIDAR on suurepärane ümbruse täpseks kaardistamiseks, on selle üks saatuslik viga selles, et ta suudab ümbritsevate sõidukite kiirust reaalajas täpselt jälgida. See on koht, kus neli kaitserauale paigaldatud radariüksust võtavad lõtku. Kui kaks sensorit asuvad esiosas ja kaks taga, siis võimaldavad radariüksused autol kokkupõrget vältida saates pardal töötavale protsessorile signaali pidurite rakendamiseks või siis, kui kohaldatav. See tehnoloogia töötab koos teiste auto funktsioonidega, näiteks inertsiaalmõõtmisüksuste, güroskoopide ja rattakooderiga saata täpsed signaalid sõiduki töötlemisüksusesse (ajusse), et paremini otsustada, kuidas vältida võimalikke õnnetusi.

Suure võimsusega kaamerad

Tegelik kaameratehnoloogia Kuidas digikaamera töötab? [Tehnoloogia selgitatud] Loe rohkem Iga juhita auto seadistamine ja seadistamine on erinev, kuid üks prototüüp kasutab välistesse külgedesse paigaldatud kaameraid kerge eraldusvõimega, et saada auto ümbrusest kattuv vaade. See tehnoloogia pole erinevalt inimsilmast, mis pakub ajule kattuvaid pilte enne selliste asjade kindlaksmääramist nagu teravussügavus, perifeerne liikumine ja objektide mõõtmed.

Igal kaameral on 50-kraadine vaateväli ja selle täpsus on umbes 30 meetrit. Kaamerad ise on üsna kasulikud, kuid sarnaselt kõigele muule autos on nende jaoks üleliigne tehnoloogia, mis võimaldaks autol töötada isegi rikke korral.

Sonar

Jällegi on iga Google'i ehitatud prototüübiga auto pisut erinev, kuid mõnel testitud autol on olemas täiustatud sonaritehnoloogia. Hüdrolokaatori piirangud on kitsas vaateväli ja suhteliselt väike efektiivne ulatus (umbes 6 meetrit). Kuid lisamine pakub veel ühe üleliigse süsteemi, mis võimaldab autol tõhusalt ristviidet saadavatele andmetele muudest süsteemidest reaalajas pidurite rakendamiseks, pingutusele eelnevate turvavööde rakendamiseks või takistuste vältimiseks pöörde tegemiseks.

Positsioneerimine

Rooli, pidurite ja gaasipedaalita auto oleks sisuliselt kasutu ilma täiustatud positsioneerimissüsteemideta, et selle rada jälgida ja sobivat marsruuti sihtkohta suunata. Selle väljakutse jaoks kasutab Google oma kaardisüsteem Kuidas Google Maps töötab?Google Mapsi kasutavad miljonid inimesed iga päev ja võite olla üks neist, kuid kuidas see tegelikult töötab ja kuidas Google nii täpselt oma täpsust säilitab? Loe rohkem , samuti GPS-satelliidid, inertsiaalsed mõõtühikud ja rattakooder tegeliku kiiruse määramiseks. Süsteem töötab koos pardakaameratega töötlemaks reaalajas teavet, samuti GPS-andmeid ja sõidukiirust, et täpselt kindlaks määrata iga sõiduki täpne asukoht, kuni sentimeetrini kõik, tehes samas nutikaid parandusi näiteks liikluse, teedeehituse ja õnnetused.

Keerukas tarkvara

Tarkvara töötleb kõiki andmeid reaalajas ning modelleerib käitumisdünaamikat muud juhid Kuidas autod ühel päeval omavahel räägivadHomne vedu ei tähenda ainult isesõitvat autot. Tulevikus näevad autovõrgud koostööd, et hoida reisijad ohutuna ja toimetada tõhusalt sihtkohta. Loe rohkem , jalakäijad ja ümbritsevad objektid. Ehkki mõned andmed on autosse kodeeritud, näiteks peatudes punastel tuledel, õpitakse muid vastuseid varasemate sõidukogemuste põhjal. Iga autoga läbitud iga miil logitakse ja neid andmeid töödeldakse, et leida lahendusi igale kohaldatavale olukorrale.

Õppimisalgoritm töötleb mitte ainult auto, millel sõidate, vaid ka teiste andmed, et leida igale võimalikule probleemile sobiv lahendus. Kaardistatakse ka käitumisdünaamika ja neid andmeid kasutatakse olukordade tuvastamiseks enne nende tekkimist, sarnaselt inimese juhiga. Näiteks on autod piisavalt nutikad, et ära tunda ja kohaneda olukordadega nagu:

• Parempoolses reas olev aeglaselt liikuv sõiduk viitab suuremale tõenäosusele, et sellele järgnev auto üritab mööduda.
• Tänava potiauk või võõras ese näitab suuremat tõenäosust, et juht pöördub selle vältimiseks.
• Ummikud vasakpoolses reas tähendavad, et juhid üritavad tõenäolisemalt siseneda paremale sõidurajale.

Major takistab projekti nägu enne laialdast vastuvõtmist

Ehkki Google'i autonoomse autoprogrammi tehnoloogia pole midagi hämmastavat, ei tähenda see, et pole olulisi probleeme, millega tuleb veel enne lahendada, tulevikus domineerivad isesõitvad autod 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 .

Tehnoloogia

Enne autonoomse autoga seotud muude probleemide lahendamist on oluline arvestada, et tehnoloogia on endiselt suurim takistus, mis eraldab juhita autosid tarbijaturult.

Üks neist probleemidest, millega Google silmitsi seisab, on kaardistamissüsteemi kohanemisvõime. Nende autode kasutatavad kaardid pole sellised, nagu näete oma GPS-seadmes või Google Mapsis. Iga kaart on äärekivide kõrguseni väga detailne ja selle sõiduraja mõõtmed, kuhu auto praegu sõidab.

Selle detailsuse probleem on kogu riigi või kogu maailma kaardistamise tohutus. Praegu on Google kaardistanud juhita auto jaoks umbes 2000 miili maanteed. Mastaapide idee saamiseks on ainuüksi Californias rohkem kui 170 000 miili maanteid ja Ameerika Ühendriikides üle 4 miljoni miili maanteid.

Põhjus, miks autod on oma esialgses 700 000 miili testis nii hästi läbi elanud, on suuresti tingitud asjaolust, et autod saavad oma keskkonnale reageerimise viisil “petta”. See tähendab, et iga auto ei tee reaalajas otsuseid, kuidas reageerida välistele stiimulitele, ja Google ei ole testinud auto võimet reageerida olukordadele, mis pole kaardistatud keskkonnad. Muidugi on see probleem, mis võib mingil hetkel end mingil määral parandada, nagu iga Google Car teel ei tähenda ainult sõitmist, vaid aitab diagrammide abil luua ka 3D-kaarte teistele autonoomsetele autodele andmed.

Täiendavad tehnoloogiaga seotud probleemid on:

• Siiani on autol probleeme, mis takistaksid tal lumes, jääl või tugevas vihmas sõita.
• Kui andurid on pimestatud päikese või pimestamise tõttu, ei suuda see valgusfoori värvi öelda.
• Andurid tuvastavad objektid pikseldatud kujunditena, nii et hüpoteetiliselt reageeriks auto samamoodi - keerutades - lapsele maanteel või mööda minevat ajalehte.

Valitsuse määrus

Seaduse kirja kohaselt on vähemalt Google HQ (California) koduriigis isesõitvad autod praegu legaalsed. Google'i isesõitva auto projekti juht Chris Urmson ütleb:

“Peaaegu poolteist aastat tagasi vastu võetud seadus tegi selle juhtimiseta üsna selgelt selgeks sõidukite käitamine oli Californias lubatud ja üldiselt usume, et see kehtib suurel osal autodest USA. ”

See tähendab, et ma pole kindel, et paljud valitsused kujutasid oma praeguste liikluseaduste ja määruste kehtestamisel ette juhita autode tulevikku. On ebatõenäoline eeldada, et valitsus ei astu mingil hetkel sisse ega tee oma juurdlust, kuna selle praktilisus ja ohutus autonoomsed sõidukid Autonoomsed autod: kas robotid on keskkonnale kasulikud?Autode kasutamise viis muutub. Need muutused on laiaulatuslikud, kuid üks valdkond, mida pole nii üksikasjalikult uuritud: mõju keskkonnale. Loe rohkem .

Kas tarbijad seda isegi tahavad?

Ehkki mõned on tehnoloogia pärast laialt põnevust tundnud, on teised selle idee täielikult ohutusega seotud probleemide tõttu või soovimatusest loobuda ratta juhtimisest loobunud. Kuigi mõned ei pruugi kunagi omaks tehnoloogia Kas häkkerid saavad teie auto tõesti üle võtta? Loe rohkem , võib kindlalt öelda, et mõni tarbijarühm oleks huvitatud eeldusel, et käsitletakse kahte peamist tegurit: ohutus ja hinnakujundus.

Kuigi ohutusprobleeme alles töötatakse välja, näib autol selle hetkeni olevat märkimisväärne ohutusalane rekord. On tõstatatud üks filosoofiline tüli, mis on siiski üsna huvitav; kuidas auto reageerib niinimetatud “käruprobleemidele?” Käruprobleemid on filosoofiline termin, mida kasutatakse probleemide kirjeldamiseks, mis tekivad seal, kus pole õiget vastust. Näiteks Google'i auto peab lapse vältimiseks pöörlema, kuid seda tehes mõjutaks ema või lasterühma teisel pool teed; mida see teeb?

Mis saab edasi?

Üldiselt on see põnev idee ja tehnoloogia kasutuselevõtul on ka muid praktilisi rakendusi. Näiteks auto, mis ei vaja juhti, ei vaja ka reisijat. See võimaldaks teie autol ilma teieta pakette maha visata, annaks sõpradele koju sõita (ja siis tagasi oma garaaži tagasi) või leiaks pärast parkimist kuskilt oma parkimiskoha.

Tegelikult võib kõige põnevam idee olla see, et see võib muuta auto omamise mõtte aegunuks. Need autod võiks hüpoteetiliselt jätta kuhugi ja toimida terve takso jaoks kogu taksona, ilma et peaksite kunagi autot ise ostma ja hooldama.

Juhita autod on transpordi tuleviku jaoks põnev idee, kuid seni, kuni Google ei tegele tehnoloogilise lahendusega väljakutseid ja tõestada, et need autod on tõepoolest keskmisest juhist ohutumad, siis jäävad nad lihtsalt selleks, an idee. Olen siiski veendunud, et Google töötab need välja ja et sellel tehnoloogial on tohutu mõju transpordi tulevik Kuidas isesõitvad autod muudavad vedu igaveseks2015. aastal liikudes pole enam küsimus selles, kas isesõitvad autod asendavad käsitsi juhitavaid autosid, vaid selles, kui kiiresti need üle võtavad. Loe rohkem .

Kas ostaksite isesõitvat autot?

Pildikrediidid: Velodyne High-Def LIDAR autor Steve Jurvetson, Hoje-taastrup Kommune seltsimees Jala, MiloszB foorituled, kõik Flickri kaudu