Bab lan Paragraf[Singidaken][Tampilake]
Sensor lan piranti lunak digabungake ing kendharaan otonom kanggo navigasi, kemudi, lan ngoperasikake macem-macem kendaraan, kalebu motor, mobil, truk, lan drone.
Gumantung carane dikembangake utawa dirancang, bisa uga mbutuhake pitulungan driver.
Mobil kanthi otonom bisa mlaku kanthi aman tanpa sopir manungsa. Sawetara, kaya Google Waymo mobil, malah ora bisa duwe setir.
Kendaraan sing sebagian otonom, kayata a Tesla, bisa nganggep kontrol lengkap kendaraan nanging mbutuhake driver manungsa kanggo mbantu yen sistem dadi mangu.
Derajat otomatisasi sing beda-beda kalebu ing mobil kasebut, saka pandhuan jalur lan bantuan rem nganti prototipe nyopir kanthi mandiri.
Tujuan mobil tanpa sopir yaiku nyuda lalu lintas, emisi, lan tingkat kacilakan.
Iki bisa uga amarga kendaraan otonom luwih trampil netepi peraturan lalu lintas tinimbang wong.
Kanggo drive lancar, informasi tartamtu dibutuhake, kayata lokasi mobil utawa obyek sing cedhak, dalan sing paling cedhak lan paling aman kanggo tujuan, lan kapasitas kanggo ngoperasikake sistem nyopir.
Penting kanggo ngerti kapan lan carane nindakake tugas sing dibutuhake.
Artikel iki bakal nutupi akeh lemah, kalebu arsitektur sistem kanggo mobil otonom, komponen sing dibutuhake, lan jaringan ad hoc kendaraan (VANET).
Komponen sing dibutuhake kanggo Kendaraan Otonom
Kendaraan otonom saiki nggunakake macem-macem sensor, kalebu kamera, GPS, unit pangukuran inersia (IMU), sonar, deteksi lan jangkauan sinar laser (lidar), deteksi radio lan ranging (radar), navigasi swara, lan ranging (sonar), lan peta 3D.
Bebarengan, sensor lan teknologi iki nganalisa data ing wektu nyata kanggo ngontrol setir, akselerasi, lan rem.
Sensor radar mbantu nglacak lokasi mobil ing saubengé. Kendaraan dibantu karo sensor ultrasonik nalika parkir.
Teknologi sing dikenal minangka lidar digawe kanthi nggunakake rong jinis sensor. Kanthi nggambarake pulsa cahya saka lingkungan sekitar mobil, sensor lidar bisa ndeteksi pinggiran dalan lan ngenali tandha jalur.
Iki uga ngelingake sopir babagan alangan sing cedhak, kayata kendaraan, pejalan kaki, lan sepedha liyane.
Ukuran lan jarak kabeh ing sakubenge mobil diukur nggunakake teknologi lidar, sing uga nggawe peta 3D sing ngidini kendharaan ndeleng lingkungane lan ngenali risiko apa wae.
Preduli saka wektu, apa padhang utawa surem, iku nindakake proyek paling apik kanggo ngrekam informasi ing macem-macem jinis cahya sekitar.
Mobil iki nggunakake kamera, radar, lan antena GPS, bebarengan karo lidar lan kamera, kanggo ndeteksi lingkungan lan ngenali lokasi.
Kamera mriksa pejalan kaki, bikers, mobil, lan alangan liyane nalika uga ndeteksi sinyal lalu lintas, maca pratandha lan tandha dalan, lan nglacak kendaraan liyane.
Nanging, dheweke bisa ngalami wektu sing angel ing wilayah sing surem utawa surem. Kendaraan otonom bisa ndeleng arahe kanthi nggunakake campuran lidar, radar, kamera, antena GPS, lan sensor ultrasonik kanggo nggawe peta dalan ing ngarepe kanthi digital.
Arsitektur Sistem tingkat dhuwur
Sensor, aktuator, hardware, lan piranti lunak sing penting kadhaptar ing arsitektur, sing uga nuduhake kabeh mekanisme komunikasi utawa protokol ing AV.
pemahaman
Tahap iki kalebu ngenali lokasi AV ing hubungane karo lingkungan lan ngrasakake lingkungan sekitar AV nggunakake macem-macem sensor.
AV nggunakake RADAR, LIDAR, kamera, real-time kinetic (RTK), lan sensor liyane ing langkah iki. Modul pangenalan nampa data saka sensor kasebut lan diproses sawise diterusake.
Umumé, AV kalebu sistem kontrol, LDWS, TSR, pangenalan alangan sing ora dingerteni (UOR), modul posisi lan lokalisasi kendaraan (VPL), lsp.
Informasi gabungan kasebut diwenehake menyang tahap pengambilan keputusan lan perencanaan sawise diproses.
Keputusan & Perencanaan
Obahe lan prilaku AV diputusake, direncanakake, lan dikontrol ing langkah iki nggunakake informasi sing ditampa sajrone proses persepsi.
Tahap iki, sing bakal diwakili dening otak, yaiku pilihan sing digawe babagan perencanaan dalan, prediksi tumindak, nyegah alangan, lsp.
Pilihan kasebut adhedhasar informasi sing saiki lan bisa diakses kanthi historis, kalebu data peta wektu nyata, spesifik lalu lintas, tren, informasi pangguna, lsp.
Bisa uga ana modul log data sing nglacak kesalahan lan data kanggo nggunakake mengko.
Control
Modul kontrol nglakokake operasi / tumindak sing ana hubungane karo kontrol fisik AV, kayata setir, rem, akselerasi, lan sapiturute sawise nampa informasi saka keputusan lan modul perencanaan.
sasis
Langkah pungkasan kalebu interaksi karo bagean mekanik sing dipasang ing sasis, kayata motor gear, motor setir, motor pedal rem, lan motor pedal kanggo akselerator lan rem.
Modul kontrol menehi sinyal lan ngatur kabeh komponen kasebut.
Saiki kita bakal ngomong babagan komunikasi umum AV sadurunge ngomong babagan desain, operasi, lan panggunaan macem-macem sensor kunci.
RADAR
Ing AV, RADAR digunakake kanggo mindhai lingkungan kanggo nemokake lan nemokake mobil lan obyek liyane.
RADAR asring digunakake ing tujuan militer lan sipil, kayata bandara utawa sistem meteorologi, lan beroperasi ing spektrum gelombang milimeter (mm-Wave).
Pita frekuensi sing beda-beda, kalebu 24, 60, 77, lan 79 GHz, digunakake ing mobil kontemporer lan duwe jarak pangukuran 5 nganti 200 m [10].
Kanthi ngitung ToF antarane sinyal sing dikirim lan gema sing bali, jarak antarane AV lan obyek ditemtokake.
Ing AV, RADAR nggunakake macem-macem antena mikro sing nggawe koleksi lobus kanggo nambah resolusi jangkauan lan identifikasi target. mm-Wave RADAR bisa kanthi tepat netepake obyek jarak cedhak ing sembarang arah kanthi nggunakake variasi ing shift Doppler amarga penetrasi tambah lan bandwidth luwih gedhe.
Wiwit radar mm-Wave duwe dawa gelombang sing luwih dawa, nduweni kemampuan anti-blocking lan anti-polusi sing bisa digunakake ing udan, salju, pedhut, lan cahya sing sithik.
Kajaba iku, shift Doppler bisa digunakake kanggo ngitung kecepatan relatif liwat radar Gelombang mm. Amarga kemampuane, radar mm-Wave cocog kanggo macem-macem aplikasi AV, kalebu deteksi alangan, lan pangenalan pejalan kaki lan kendaraan.
Sensor Ultrasonik
Sensor iki bisa digunakake ing kisaran 20-40 kHz lan nggunakake gelombang ultrasonik. Membran magneto-resistif sing digunakake kanggo ngukur jarak obyek ngasilake gelombang kasebut.
Kanthi ngitung time-of-flight (ToF) gelombang sing dipancarake menyang sinyal echoed, jarak kasebut ditemtokake. Kisaran khas sensor ultrasonik kurang saka 3 meter.
Output sensor dianyari saben 20 ms, sing nyegah supaya ora cocog karo syarat QoS sing ketat ITS. Sensor iki nduweni jangkauan deteksi sinar sing relatif cilik lan diarahake.
Mulane, kanggo entuk visi lengkap lapangan, akeh sensor dibutuhake. Nanging, akeh sensor sing bakal sesambungan lan bisa nyebabake sawetara ora akurat.
LiDAR
Spektrum 905 lan 1550 nm digunakake ing LiDAR. Amarga mripat manungsa rentan kanggo karusakan retina saka kisaran 905 nm, LiDAR saiki beroperasi ing pita 1550 nm kanggo nyuda karusakan retina.
Nganti 200 meter minangka jarak kerja maksimal LiDAR. Solid-state, 2D, lan 3D LiDAR minangka subkategori LiDAR sing beda.
Sinar laser siji disebarake liwat pangilon sing muter kanthi cepet ing LiDAR 2D. Kanthi nempatake sawetara laser ing pod, LiDAR 3D bisa entuk gambar 3D ing sakubenge.
Wis ditampilake manawa sistem LiDAR pinggir dalan nyuda jumlah tabrakan kendaraan-kanggo-pejalan (V2P) ing zona persimpangan lan non-persimpangan.
Iki nggunakake sistem LiDAR 16-line, nyata-wektu, efektif komputasi.
Disaranake nggunakake encoder otomatis jero buatan jaringan saraf (DA-ANN), sing entuk akurasi 95% ing jarak 30 m.
Ing, nuduhake carane algoritma basis vektor support (SVM) digabungake karo 64-line 3D LiDAR bisa nambah pangenalan pejalan kaki.
Sanajan nduweni presisi pangukuran lan visi 3D sing luwih apik tinimbang radar Gelombang mm, LiDAR nindakake kurang apik ing cuaca sing ora becik kalebu kabut, salju, lan udan.
Kamera
Gumantung ing dawa gelombang piranti, kamera ing AV bisa uga adhedhasar infra merah utawa cahya katon.
Piranti sing dipasangi daya (CCD) lan sensor gambar logam-oksida-semikonduktor (CMOS) pelengkap digunakake ing kamera (CMOS).
Gumantung saka kualitas lensa, jarak maksimal kamera sekitar 250 m. Telung pita sing digunakake dening kamera sing katon - Abang, Ijo, lan Biru - dipisahake kanthi dawa gelombang sing padha karo mripat manungsa, utawa 400-780 nm (RGB).
Rong kamera VIS digandhengake karo jarak fokus sing ditetepake kanggo nggawe saluran anyar sing ngemot informasi kedalaman (D), ngidini nggawe visi stereoskopik.
Tampilan 3D saka area sekitar kendaraan bisa dipikolehi amarga kemampuan iki liwat kamera (RGB-D).
Sensor pasif sing dawane gelombang antara 780 nm lan 1 mm digunakake dening kamera inframerah (IR). Ing katerangan puncak, sensor IR ing AV nawakake kontrol visual.
Kamera iki mbantu AV kanthi pangenalan obyek, kontrol tampilan sisih, rekaman kacilakan, lan BSD. Nanging, ing cuaca sing ora becik, kayata salju, kabut, lan kahanan cahya sing ganti, kinerja kamera bakal owah.
Keuntungan utama kamera yaiku kemampuan kanggo ngumpulake lan ngrekam tekstur, distribusi warna, lan wujud lingkungan kanthi tepat.
Sistem Satelit Navigasi Global lan Sistem Posisi Global, Unit Pengukuran Inersia
Teknologi iki mbantu AV kanggo navigasi kanthi nemtokake lokasi sing tepat. Klompok satelit ing orbit ngubengi permukaan planet digunakake dening GNSS kanggo lokalisasi.
Sistem nyimpen data babagan lokasi AV, kacepetan, lan wektu sing tepat.
Kerjane kanthi ngerteni ToF antarane sinyal sing ditampa lan emisi satelit. Koordinat Global Positioning System (GPS) asring digunakake kanggo njupuk lokasi AV.
Koordinat sing diekstrak GPS ora mesthi akurat, lan biasane nambah kesalahan posisi kanthi nilai rata-rata 3 m lan variasi standar 1 m.
Ing kahanan metropolitan, kinerja luwih rusak, kanthi kesalahan ing lokasi nganti 20 m, lan ing kahanan abot tartamtu, kesalahan posisi GPS kira-kira 100 m.
Kajaba iku, AV bisa nggunakake sistem RTK kanggo nemtokake posisi kendaraan kanthi tepat.
Ing AV, posisi lan arah kendaraan uga bisa ditemtokake nggunakake perhitungan mati (DR) lan posisi inersia.
Fusion Sensor
Kanggo manajemen lan safety kendharaan sing tepat, AV kudu entuk kawruh wektu nyata babagan lokasi, status, lan faktor kendaraan liyane kayata bobot, stabilitas, kecepatan, lsp.
Informasi iki kudu diklumpukake dening AV nggunakake macem-macem sensor.
Kanthi nggabungake data sing dipikolehi saka sawetara sensor, teknik fusi sensor digunakake kanggo ngasilake informasi sing koheren.
Cara kasebut ngidini sintesis data sing durung diproses sing dipikolehi saka sumber pelengkap.
Akibaté, fusi sensor ngidini AV bisa ngerti kanthi akurat ing saubengé kanthi nggabungake kabeh data migunani sing diklumpukake saka macem-macem sensor.
Jinis algoritma sing beda, kalebu saringan Kalman lan saringan Bayesian, digunakake kanggo nindakake proses fusi ing AV.
Amarga digunakake ing sawetara aplikasi, kalebu nelusuri RADAR, sistem navigasi satelit, lan odometri optik, saringan Kalman katon penting kanggo kendaraan bisa mlaku kanthi otonom.
Jaringan Ad-Hoc Kendaraan (VANETs)
VANET minangka subkelas anyar saka jaringan ad hoc seluler sing bisa nggawe jaringan piranti seluler / kendharaan kanthi spontan. Komunikasi Vehicle-to-vehicle (V2V) lan vehicle-to-infrastructure (V2I) bisa digunakake karo VANET.
Tujuan utama teknologi kasebut yaiku kanggo nambah safety dalan; contone,, ing kahanan mbebayani kayata kacilakan lan macet lalu lintas, mobil bisa sesambungan karo saben liyane lan jaringan kanggo relay informasi wigati.
Ing ngisor iki minangka komponen utama teknologi VANET:
- OBU (on-board unit): Iku sistem nelusuri adhedhasar GPS diselehake ing saben kendaraan sing ngidini kanggo sesambungan karo siji liyane lan karo unit pinggir dalan (RSU). OBU dilengkapi karo sawetara komponen elektronik, kalebu prosesor perintah sumber daya (RCP), piranti sensor, lan antarmuka pangguna, kanggo njupuk informasi penting. Tujuan utamane yaiku nggunakake jaringan nirkabel kanggo komunikasi antarane sawetara RSU lan OBU.
- Roadside Unit (RSU): RSU minangka unit komputer tetep sing dipanggonke ing titik sing tepat ing dalan, parkir, lan persimpangan. Tujuan utama yaiku nyambungake kendaraan otonom menyang infrastruktur, lan uga mbantu lokalisasi kendaraan. Kajaba iku, bisa digunakake kanggo nyambungake kendaraan menyang RSU liyane kanthi nggunakake macem-macem topologi jaringan. Kajaba iku, dheweke wis mbukak sumber energi sekitar kalebu tenaga surya.
- Panguwasa dipercaya (TA): Iku badan sing ngontrol saben langkah saka proses VANETs, mesthekake yen mung RSUs sah lan OBU kendaraan bisa ndhaftar lan sesambungan. Kanthi konfirmasi ID OBU lan otentikasi kendaraan, nawakake keamanan. Kajaba iku, nemokake komunikasi sing mbebayani lan prilaku aneh.
VANET digunakake kanggo komunikasi kendaraan, sing kalebu komunikasi V2V, V2I, lan V2X.
Kendaraan 2 Komunikasi Kendaraan
Kemampuan kanggo mobil kanggo ngobrol siji liyane lan ijol-ijolan informasi penting babagan kemacetan lalu lintas, kacilakan, lan watesan kacepetan dikenal minangka komunikasi antar-kendaraan (IVC).
Komunikasi V2V bisa nggawe jaringan kanthi nggabungake macem-macem node (Kendaraan) bebarengan nggunakake topologi bolong, sebagean utawa lengkap.
Iki dikategorikaké minangka sistem siji-hop (SIVC) utawa multi-hop (MIVC) gumantung saka jumlah hop sing digunakake kanggo komunikasi antar-kendaraan.
Nalika MIVC bisa digunakake kanggo komunikasi jarak jauh, kayata ngawasi lalu lintas, SIVC bisa digunakake kanggo aplikasi jarak cendhak kayata penggabungan jalur, ACC, lsp.
Akeh keuntungan, kalebu BSD, FCWS, rem darurat otomatis (AEB), lan LDWS, ditawakake liwat komunikasi V2V.
Kendaraan 2 Komunikasi Infrastruktur
Mobil bisa komunikasi karo RSUs liwat proses sing dikenal minangka roadside-to-vehicle communication (RVC). Iki mbantu ndeteksi meter parkir, kamera, tandha jalur, lan sinyal lalu lintas.
Sambungan ad hoc, nirkabel, lan bidirectional antarane mobil lan infrastruktur.
Kanggo administrasi lan pengawasan lalu lintas, data infrastruktur digunakake. Digunakake kanggo nyetel macem-macem parameter kacepetan sing ngidini mobil nggedhekake ekonomi bahan bakar lan ngatur aliran lalu lintas.
Sistem RVC bisa dipisahake dadi Sparse RVC (SRVC) lan Ubiquitous RVC gumantung saka infrastruktur (URVC).
Sistem SRVC mung nawakake layanan komunikasi ing titik panas, kayata kanggo nemokake papan parkir utawa stasiun bensin sing mbukak, dene sistem URVC nyedhiyakake jangkoan ing kabeh rute, sanajan kanthi kecepatan dhuwur.
Kanggo njamin jangkoan jaringan, sistem URVC mbutuhake investasi gedhe.
Kendaraan 2 Kabeh Komunikasi
Mobil bisa nyambung karo entitas liya liwat V2X, kalebu wong sing mlaku, obyek pinggir dalan, piranti, lan Grid (V2P, V2R, lan V2D) (V2G).
Nganggo komunikasi kaya iki, para sopir bisa ngindhari wong sing mlaku-mlaku, pengendara sepeda, lan penunggang motor sing beresiko.
Sistem Pedestrian Collision Warning (PCW) bisa ngelingake sopir penumpang pinggir dalan sadurunge tabrakan bencana amarga komunikasi V2X.
Kanggo ngirim pesen penting kanggo pejalan kaki, PCW bisa entuk manfaat saka Bluetooth utawa Near Field Communication (NFC) smartphone.
kesimpulan
Akeh teknologi sing digunakake kanggo nggawe mobil otonom bisa nduwe pengaruh gedhe babagan cara kerjane.
Ing paling dhasar, mobil ngembangake peta lingkungane nggunakake macem-macem sensor sing nyedhiyakake informasi babagan rute ing sakubenge lan kendaraan liyane ing dalane.
Data iki banjur dianalisa dening sistem machine-learning rumit, kang njedulake pesawat saka tumindak kanggo mobil kanggo eksekusi. Prilaku iki ajeg diowahi lan dianyari amarga sistem sinau luwih akeh babagan lingkungan kendaraan.
Senadyan upaya paling apik kanggo menehi ringkesan babagan arsitektur sistem kendaraan otonom, ana akeh sing kedadeyan ing mburine.
Muga-muga sampeyan bakal nemokake kawruh iki migunani lan nggunakake.
Ninggalake a Reply