Kaundan[Itago][Ipakita]
Ang mga sensor ug software gihiusa sa mga awtonomous nga mga salakyanan aron mag-navigate, magmaneho, ug mag-operate sa lainlaing mga salakyanan, lakip ang mga motorsiklo, awto, trak, ug drone.
Depende kung giunsa kini naugmad o gidesinyo, mahimo o wala sila magkinahanglan og tabang sa drayber.
Ang bug-os nga awtonomous nga mga awto makaandar nga luwas kung wala’y mga drayber sa tawo. Ang uban, sama sa Waymo sa Google sakyanan, wala gani manibela.
Usa ka partially autonomous nga sakyanan, sama sa a Tesla, mahimong makaangkon sa hingpit nga pagkontrolar sa sakyanan apan magkinahanglan ug tawhanon nga drayber nga motabang kon ang sistema magduhaduha.
Lainlaing ang-ang sa self-automation ang gilakip niini nga mga sakyanan, gikan sa lane guidance ug braking help ngadto sa hingpit nga independente, self-driving prototypes.
Ang tumong sa mga sakyanan nga walay drayber mao ang pagpaubos sa trapiko, emisyon, ug mga aksidente.
Posible kini tungod kay ang mga awtonomous nga mga awto mas hanas sa pagsunod sa mga regulasyon sa trapiko kaysa mga tawo.
Para sa hapsay nga pagdrayb, gikinahanglan ang pipila ka impormasyon, sama sa lokasyon sa sakyanan o bisan unsang duol nga butang, ang pinakamubo ug pinakaluwas nga dalan paingon sa destinasyon, ug ang kapasidad sa pagpaandar sa sistema sa pagmaneho.
Importante nga masabtan kung kanus-a ug unsaon paghimo sa gikinahanglan nga mga buluhaton.
Kini nga artikulo maghisgot sa daghang bahin, lakip ang arkitektura sa sistema alang sa mga awtonomous nga awto, gikinahanglan nga mga sangkap, ug mga ad hoc network (VANETs).
Gikinahanglan nga mga sangkap nga gikinahanglan alang sa Autonomous Vehicle
Ang mga awtonomous nga awto karon naggamit sa lainlaing mga sensor, lakip ang mga camera, GPS, inertial measurement units (IMUs), sonar, laser illumination detection ug range (lidar), radio detection ug ranging (radar), sound navigation, ug ranging (sonar), ug 3D nga mga mapa.
Mag-uban, kini nga mga sensor ug teknolohiya nag-analisar sa datos sa tinuud nga oras aron makontrol ang pagmaneho, pagpadali, ug pagpreno.
Ang mga sensor sa radar makatabang sa pagsubay sa nahimutangan sa mga sakyanan sa palibot. Ang mga sakyanan gitabangan sa mga ultrasonic sensor sa panahon sa pag-parking.
Usa ka teknolohiya nga nailhan nga lidar gimugna pinaagi sa paggamit sa duha ka matang sa mga sensor. Pinaagi sa pagpabanaag sa kahayag nga pulso sa palibot sa palibot sa sakyanan, ang mga sensor sa lidar makamatikod sa mga kilid sa mga dalan ug makaila sa mga marka sa lane.
Gipasidan-an usab niini ang mga drayber sa kasikbit nga mga babag, sama sa ubang mga sakyanan, pedestrian, ug mga bisikleta.
Ang gidak-on ug gilay-on sa tanang butang sa palibot sa sakyanan gisukod gamit ang lidar nga teknolohiya, nga nagmugna usab og 3D nga mapa nga nagtugot sa sakyanan sa pagtan-aw sa palibot niini ug sa pag-ila sa bisan unsang mga risgo.
Bisan unsa pa ang oras sa adlaw, mahayag man o madulom, kini usa ka maayo kaayo nga trabaho sa pagrekord sa kasayuran sa lainlaing mga lahi sa ambient nga kahayag.
Ang awto naggamit ug mga camera, radar, ug GPS antenna, kauban ang lidar ug mga camera, aron mahibal-an ang palibot niini ug mailhan ang lokasyon niini.
Gisusi sa mga camera ang mga pedestrian, bikers, awto, ug uban pang mga babag samtang nakit-an usab ang mga signal sa trapiko, pagbasa sa mga karatula ug marka sa dalan, ug pagsubay sa ubang mga salakyanan.
Bisan pa, mahimo silang maglisud sa madulom o landong nga mga lugar. Makita sa usa ka awtonomous nga awto kung asa kini padulong pinaagi sa paggamit sa usa ka kombinasyon sa lidar, radar, camera, GPS antenna, ug mga sensor sa ultrasonic aron mapa ang dalan sa atubangan niini sa digital.
Taas nga lebel nga arkitektura sa Sistema
Ang importante nga mga sensor, actuator, hardware, ug software gilista sa arkitektura, nga nagpakita usab sa tibuok mekanismo sa komunikasyon o protocol sa mga AV.
Panglantaw
Kini nga yugto naglangkob sa pag-ila sa lokasyon sa AV nga may kalabotan sa kalikopan ug pagmatikod sa palibot sa palibot sa AV gamit ang lainlaing mga sensor.
Ang AV naggamit sa RADAR, LIDAR, camera, real-time kinetic (RTK), ug uban pang mga sensor niini nga lakang. Ang mga module sa pag-ila nakadawat sa datos gikan sa kini nga mga sensor ug giproseso kini pagkahuman sa pagpasa niini.
Sa kinatibuk-an, ang AV naglangkob sa usa ka control system, LDWS, TSR, wala mailhi nga obstacles recognition (UOR), usa ka module sa positioning ug localization (VPL), ug uban pa.
Ang hiniusang impormasyon gihatag ngadto sa yugto sa paghimog desisyon ug pagplano human maproseso.
Desisyon ug Pagplano
Ang mga lihok ug pamatasan sa AV gidesisyonan, giplano, ug gikontrol sa kini nga lakang gamit ang kasayuran nga nadawat sa proseso sa panan-aw.
Kini nga yugto, diin ang utok magrepresentar, diin ang mga pagpili gihimo sa mga butang sama sa pagplano sa agianan, panagna sa aksyon, paglikay sa mga babag, ug uban pa.
Ang pagpili gibase sa impormasyon nga karon ug sa kasaysayan ma-access, lakip ang real-time nga data sa mapa, mga detalye sa trapiko, uso, impormasyon sa user, ug uban pa.
Mahimong adunay usa ka module sa data log nga nagsubay sa mga sayup ug datos aron magamit sa ulahi.
Control
Ang control module nagpatuman sa mga operasyon/aksyon nga may kalabutan sa pisikal nga pagkontrol sa AV, sama sa pagmaneho, braking, pagpadali, ug uban pa human makadawat og impormasyon gikan sa desisyon ug module sa pagplano.
chassis
Ang kataposang lakang naglakip sa pagpakig-uban sa mekanikal nga mga bahin nga gitaod sa chassis, sama sa gear motor, steering wheel motor, brake pedal motor, ug pedal motors para sa accelerator ug brake.
Ang control module nagsenyas ug nagdumala sa tanan niini nga mga sangkap.
Karon maghisgot kami bahin sa kinatibuk-ang komunikasyon sa usa ka AV sa wala pa maghisgot bahin sa disenyo, operasyon, ug paggamit sa lainlaing mga yawe nga sensor.
RADAR
Sa mga AV, ang mga RADAR gigamit sa pag-scan sa palibot aron makit-an ug makit-an ang mga awto ug uban pang mga butang.
Ang mga RADAR sagad gigamit sa militar ug sibilyan nga katuyoan, sama sa mga tugpahanan o meteorolohiko nga sistema, ug kini naglihok sa millimeter-wave (mm-Wave) spectrum.
Lainlain nga frequency bands, lakip ang 24, 60, 77, ug 79 GHz, gigamit sa kontemporaryong mga sakyanan ug adunay gilay-on nga sukod nga 5 ngadto sa 200 m [10].
Pinaagi sa pagkalkulo sa ToF tali sa gipasa nga signal ug sa gibalik nga echo, ang gilay-on tali sa AV ug sa butang matino.
Sa mga AV, ang mga RADAR naggamit sa usa ka han-ay sa mga micro-antenna nga nagmugna og usa ka koleksyon sa mga lobe aron mapausbaw ang resolusyon sa range ug daghang pag-ila sa target. Ang mm-Wave RADAR mahimong tukma nga mag-assess sa mga close-range nga mga butang sa bisan unsang direksyon pinaagi sa paggamit sa kalainan sa Doppler shift tungod sa dugang nga penetrability ug mas dako nga bandwidth.
Tungod kay ang mm-Wave radar adunay mas taas nga wavelength, kini adunay mga kapabilidad sa anti-blocking ug anti-polusyon nga makapahimo kanila sa pag-obra sa ulan, niyebe, gabon, ug ubos nga kahayag.
Dugang pa, ang pagbalhin sa Doppler mahimong magamit sa pagkalkulo sa relatibong tulin pinaagi sa mm-Wave radar. Tungod sa ilang katakus, ang mga mm-Wave radar haum kaayo alang sa usa ka halapad nga mga aplikasyon sa AV, lakip ang pag-ila sa mga babag, ug pag-ila sa pedestrian ug salakyanan.
Ultrasonic nga mga Sensor
Kini nga mga sensor nagtrabaho sa 20-40 kHz range ug naggamit sa mga ultrasonic waves. Ang usa ka magneto-resistive membrane nga gigamit sa pagsukod sa gilay-on sa butang naghimo niini nga mga balud.
Pinaagi sa pagkalkulo sa time-of-flight (ToF) sa gibuga nga balud ngadto sa gipalanog nga signal, ang gilay-on matino. Ang kasagarang han-ay sa mga ultrasonic sensor dili mubu sa 3 metros.
Ang output sa sensor gi-refresh matag 20 ms, nga nagpugong niini sa pagpahiuyon sa higpit nga mga kinahanglanon sa QoS sa ITS. Kini nga mga sensor adunay medyo gamay nga sakup sa pagkakita sa sinag ug gitumong.
Busa, aron makakuha og full-field vision, gikinahanglan ang daghang mga sensor. Bisan pa, daghang mga sensor ang mag-interact ug mahimo’g moresulta sa daghang mga dili tukma nga range.
LiDAR
Ang spectra sa 905 ug 1550 nm gigamit sa LiDAR. Tungod kay ang mata sa tawo dali nga madaot sa retinal nga kadaot gikan sa 905 nm range, ang karon nga LiDAR naglihok sa 1550 nm band aron makunhuran ang kadaot sa retina.
Moabot sa 200 metros ang kinatas-ang hanay sa pagtrabaho sa LiDAR. Solid-state, 2D, ug 3D LiDAR mao ang lain-laing mga subcategories sa LiDAR.
Usa ka laser beam ang gisabwag sa usa ka salamin nga paspas nga nagtuyok sa usa ka 2D LiDAR. Pinaagi sa pagbutang og daghang mga laser sa pod, ang 3D LiDAR makakuha og 3D nga hulagway sa palibot.
Gipakita nga ang usa ka sistema sa LiDAR sa daplin sa karsada nagpaubos sa gidaghanon sa mga pagbangga sa mga sakyanan ngadto sa pedestrian (V2P) sa intersectional ug non-intersectional zones.
Naggamit kini og 16-line, real-time, computationally epektibo nga LiDAR system.
Gisugyot nga gamiton ang usa ka lawom nga auto-encoder nga artipisyal neural network (DA-ANN), nga nakab-ot ang katukma nga 95% sa usa ka 30 m range.
Sa, gipakita kung giunsa ang usa ka algorithm nga nakabase sa vector machine (SVM) nga gihiusa sa usa ka 64-linya nga 3D LiDAR makapauswag sa pag-ila sa pedestrian.
Bisan pa nga adunay mas maayo nga pagsukod sa katukma ug 3D nga panan-awon kaysa sa usa ka mm-Wave radar, ang LiDAR dili kaayo maayo sa dili maayo nga panahon lakip ang gabon, niyebe, ug ulan.
camera
Depende sa wavelength sa device, ang camera sa mga AV mahimong infrared- o visible-light-based.
Ang charge-coupled device (CCD) ug complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) image sensors gigamit sa camera (CMOS).
Depende sa kalidad sa lens, ang pinakataas nga range sa camera mga 250 m. Ang tulo ka mga banda nga gigamit sa makita nga mga kamera—Pula, Berde, ug Asul—gibulag sa samang wavelength sa mata sa tawo, o 400–780 nm (RGB).
Duha ka VIS camera ang giubanan sa natukod nga focal length aron makamugna og bag-ong channel nga adunay depth (D) nga impormasyon, nga nagtugot sa paghimo og stereoscopic vision.
Ang usa ka 3D nga pagtan-aw sa lugar nga naglibot sa awto mahimong makuha salamat sa kini nga kapabilidad pinaagi sa camera (RGB-D).
Ang mga passive sensor nga adunay wavelength nga tali sa 780 nm ug 1 mm gigamit sa infrared (IR) camera. Sa peak illumination, ang IR sensors sa AVs nagtanyag og visual control.
Kini nga camera nagtabang sa mga AV nga adunay pag-ila sa butang, pagkontrol sa pagtan-aw sa kilid, pagrekord sa aksidente, ug BSD. Bisan pa, sa dili maayo nga panahon, sama sa niyebe, gabon, ug nagbag-o nga kahimtang sa kahayag, ang pasundayag sa camera mausab.
Ang nag-unang benepisyo sa usa ka kamera mao ang abilidad niini sa tukmang pagtigom ug pagrekord sa texture, pag-apod-apod sa kolor, ug porma sa palibot.
Global Navigation Satellite System ug Global Positioning System, Inertial Measurement Unit
Kini nga teknolohiya nagtabang sa AV sa pag-navigate pinaagi sa pagpunting sa tukma nga lokasyon niini. Usa ka grupo sa mga satellite sa orbit sa palibot sa planeta gigamit sa GNSS aron ma-localize.
Gitipigan sa sistema ang datos sa lokasyon, katulin, ug tukma nga oras sa AV.
Naglihok kini pinaagi sa pag-ila sa ToF tali sa nadawat nga signal ug sa emission sa satellite. Ang Global Positioning System (GPS) nga mga coordinate sagad gigamit aron makuha ang lokasyon sa AV.
Ang mga koordinasyon nga gikuha sa GPS dili kanunay tukma, ug kini kasagarang magdugang og positional error nga adunay mean value nga 3 m ug standard variation nga 1 m.
Sa mga kahimtang sa metropolitan, ang pasundayag labi nga nadaot, nga adunay usa ka sayup sa lokasyon nga hangtod sa 20 m, ug sa pipila ka grabe nga mga kahimtang, ang sayup sa posisyon sa GPS gibana-bana nga 100 m.
Dugang pa, ang mga AV mahimong mogamit sa sistema sa RTK aron tukma nga mahibal-an ang posisyon sa awto.
Sa AVs, ang posisyon ug direksyon sa sakyanan mahimo usab nga matino gamit ang dead reckoning (DR) ug ang inertial position.
Fusion sa Sensor
Alang sa hustong pagdumala ug kaluwasan sa sakyanan, ang mga AV kinahanglang makakuhag tukma, real-time nga kahibalo sa lokasyon, status, ug uban pang mga butang sa sakyanan sama sa gibug-aton, kalig-on, katulin, ug uban pa.
Kini nga impormasyon kinahanglang tigomon sa mga AV nga naggamit ug lain-laing mga sensor.
Pinaagi sa paghiusa sa mga datos nga nakuha gikan sa daghang mga sensor, ang teknik sa fusion sa sensor gigamit aron makahimo og managsama nga kasayuran.
Ang pamaagi nagtugot sa synthesis sa wala maproseso nga datos nga nakuha gikan sa mga komplementaryong tinubdan.
Ingon nga resulta, ang sensor fusion makahimo sa AV sa tukma nga pagsabot sa palibot niini pinaagi sa paghiusa sa tanang mapuslanong datos nga natigom gikan sa lain-laing mga sensor.
Nagkalainlain nga mga klase sa mga algorithm, lakip ang mga pagsala sa Kalman ug mga pagsala sa Bayesian, gigamit aron ipatuman ang proseso sa pagsagol sa mga AV.
Tungod kay gigamit kini sa daghang mga aplikasyon, lakip ang pagsubay sa RADAR, mga sistema sa nabigasyon sa satellite, ug optical odometry, ang filter sa Kalman nakita nga hinungdanon alang sa usa ka awto nga awtonomiya nga molihok.
Vehicular Ad-Hoc Networks (VANETs)
Ang mga VANET usa ka bag-ong subclass sa mga mobile ad hoc network nga kusang makamugna ug network sa mga mobile device/mga sakyanan. Ang komunikasyon sa Vehicle-to-vehicle (V2V) ug vehicle-to-infrastructure (V2I) posible sa mga VANET.
Ang nag-unang tumong sa maong teknolohiya mao ang pagdugang sa kaluwasan sa dalan; pananglitan, sa makuyaw nga mga sitwasyon sama sa mga aksidente ug mga paghuot sa trapiko, ang mga sakyanan mahimong makig-uban sa usag usa ug sa network aron sa pagpasa sa mahinungdanong impormasyon.
Ang mosunod mao ang mga nag-unang sangkap sa VANET nga teknolohiya:
- OBU (on-board unit): Kini usa ka GPS-based tracking system nga gibutang sa matag sakyanan nga nagtugot kanila sa pagpakig-uban sa usag usa ug sa roadside units (RSU). Ang OBU gisangkapan sa daghang mga elektronik nga sangkap, lakip ang usa ka resource command processor (RCP), mga aparato sa sensor, ug mga interface sa gumagamit, para makakuha ug importanteng impormasyon. Ang panguna nga katuyoan niini mao ang paggamit sa usa ka wireless network aron makigkomunikar tali sa daghang mga RSU ug OBU.
- Roadside Unit (RSU): Ang mga RSU maoy fixed computer units nga gipahimutang sa tukmang mga punto sa kadalanan, mga parkinganan, ug mga junction. Ang panguna nga katuyoan niini mao ang pag-link sa mga awtonomous nga awto sa imprastraktura, ug makatabang usab kini sa pag-localize sa mga awto. Dugang pa, kini magamit sa pag-link sa usa ka awto sa ubang mga RSU nga naggamit sa lainlain mga topologies sa network. Dugang pa, gipadagan sila sa mga gigikanan sa enerhiya sa palibot lakip ang solar power.
- Gisaligan nga Awtoridad (TA): Kini usa ka lawas nga nagkontrol sa matag lakang sa proseso sa mga VANET, nagsiguro nga ang mga lehitimong RSU ug mga OBU sa salakyanan lamang ang makaparehistro ug maka-interact. Pinaagi sa pagkumpirma sa OBU ID ug pag-authenticate sa sakyanan, nagtanyag kini og seguridad. Dugang pa, nakit-an niini ang makadaot nga komunikasyon ug katingad-an nga pamatasan.
Ang mga VANET gigamit alang sa komunikasyon sa sakyanan, nga naglakip sa V2V, V2I, ug V2X nga komunikasyon.
Komunikasyon sa Sasakyan 2
Ang katakus sa mga awto nga mag-istoryahanay sa usag usa ug magbinayloay sa hinungdanon nga kasayuran bahin sa paghuot sa trapiko, mga aksidente, ug mga pagpugong sa katulin nailhan nga inter-vehicle communication (IVC).
Ang komunikasyon sa V2V makahimo sa network pinaagi sa pag-apil sa lain-laing mga node (Mga Sasakyan) nga magkauban gamit ang mesh topology, partial man o puno.
Gi-categorize sila isip single-hop (SIVC) o multi-hop (MIVC) nga mga sistema depende kung pila ka hops ang gigamit alang sa inter-vehicle communication.
Samtang ang MIVC mahimong magamit alang sa long-range nga komunikasyon, sama sa pag-monitor sa trapiko, ang SIVC mahimong magamit alang sa mugbo nga mga aplikasyon sama sa lane merging, ACC, ug uban pa.
Daghang benepisyo, lakip ang BSD, FCWS, automated emergency braking (AEB), ug LDWS, ang gitanyag pinaagi sa V2V communication.
Komunikasyon sa Infrastruktura sa Sasakyan 2
Ang mga awto mahimong makigkomunikar sa mga RSU pinaagi sa usa ka proseso nga nailhan nga roadside-to-vehicle communication (RVC). Nakatabang kini sa pag-ila sa mga metro sa paradahan, mga kamera, mga marka sa lane, ug mga signal sa trapiko.
Ad hoc, wireless, ug bidirectional nga koneksyon tali sa mga sakyanan ug sa imprastraktura.
Alang sa pagdumala ug pagdumala sa trapiko, gigamit ang datos sa imprastraktura. Gigamit sila sa pag-adjust sa lainlaing mga parameter sa tulin nga nagtugot sa mga awto nga mapadako ang ekonomiya sa gasolina ug pagdumala sa dagan sa trapiko.
Ang sistema sa RVC mahimong bahinon sa Sparse RVC (SRVC) ug sa Ubiquitous RVC depende sa imprastraktura (URVC).
Ang sistema sa SRVC nagtanyag lamang sa mga serbisyo sa komunikasyon sa mga hotspot, sama sa pagpangita sa mga bukas nga parkinganan o mga istasyon sa gasolina, samtang ang sistema sa URVC nagtanyag sa pagsakup sa tibuuk nga ruta, bisan sa kusog nga tulin.
Aron magarantiya ang sakup sa network, ang sistema sa URVC nanginahanglan daghang pagpamuhunan.
Sasakyan 2 Tanan nga Komunikasyon
Ang sakyanan mahimong magkonektar sa ubang mga entidad pinaagi sa V2X, lakip ang mga pedestrian, mga butang sa daplin sa dalan, mga himan, ug ang Grid (V2P, V2R, ug V2D) (V2G).
Pinaagi sa kini nga matang sa komunikasyon, malikayan sa mga drayber ang pag-igo sa peligro nga mga pedestrian, siklista, ug mga sakay sa motorsiklo.
Ang Pedestrian Collision Warning (PCW) system makapahimangno sa drayber sa usa ka pasahero sa daplin sa dalan sa dili pa mahitabo ang usa ka katalagman nga bangga tungod sa komunikasyon sa V2X.
Aron makapadala sa mga importanteng mensahe sa pedestrian, ang PCW makapahimulos sa Bluetooth o Near Field Communication (NFC) sa smartphone.
Panapos
Ang daghang mga teknolohiya nga gigamit sa paghimo og mga awtonomous nga awto mahimong adunay dako nga epekto sa kung giunsa nila pag-operate.
Sa kinabag-an niini, ang sakyanan naghimog mapa sa palibot niini gamit ang usa ka han-ay sa mga sensor nga naghatag ug impormasyon bahin sa rota sa palibot niini ug sa ubang mga sakyanan sa agianan niini.
Ang kini nga datos gisusi dayon sa usa ka komplikado nga sistema sa pagkat-on sa makina, nga nagmugna usa ka hugpong sa mga aksyon aron ipatuman ang awto. Kini nga mga kinaiya kanunay nga giusab ug gi-update samtang ang sistema nakakat-on og dugang mahitungod sa palibot sa sakyanan.
Bisan pa sa akong labing kaayo nga mga paningkamot nga ipresentar kanimo ang usa ka kinatibuk-ang panan-aw sa arkitektura nga sistema sa awtonomiya sa awto, adunay daghan pa nga nagpadayon sa luyo sa mga talan-awon.
Naglaum gyud ko nga makit-an nimo kini nga kahibalo nga bililhon ug gamiton kini.
Leave sa usa ka Reply