Werrej[Aħbi][Uri]
Is-sensuri u s-softwer huma kkombinati f'vetturi awtonomi biex jinnavigaw, imexxu u jħaddmu varjetà ta 'vetturi, inklużi muturi, karozzi, trakkijiet, u drones.
Skont kif ġew żviluppati jew iddisinjati, jistgħu jew ma jistgħux jeħtieġu assistenza tas-sewwieq.
Karozzi kompletament awtonomi jistgħu joperaw b'mod sikur mingħajr sewwieqa umani. Xi wħud, bħal Waymo ta' Google karozzi, lanqas biss jista 'jkollhom rota ta' l-isteering.
Vettura parzjalment awtonoma, bħal a Tesla, jista' jassumi l-kontroll sħiħ tal-vettura iżda jista' jkollu bżonn sewwieq uman biex jassisti jekk is-sistema jkollha dubju.
F'dawn il-karozzi huma inklużi gradi differenti ta 'awtoawtomazzjoni, minn gwida tal-karreġġjata u għajnuna għall-ibbrejkjar għal prototipi kompletament indipendenti u li jsuqu waħedhom.
L-għan tal-karozzi mingħajr sewwieq huwa li jbaxxu r-rati tat-traffiku, l-emissjonijiet u l-inċidenti.
Dan huwa possibbli minħabba li l-vetturi awtonomi huma aktar kapaċi li jaderixxu mar-regolamenti tat-traffiku milli n-nies.
Għal sewqan bla xkiel, ċerta informazzjoni hija meħtieġa, bħall-post tal-karozza jew kwalunkwe oġġett fil-qrib, l-iqsar u l-aktar triq sikura lejn id-destinazzjoni, u l-kapaċità li tħaddem is-sistema tas-sewqan.
Huwa kruċjali li tifhem meta u kif twettaq il-kompiti meħtieġa.
Dan l-artikolu se jkopri ħafna art, inkluż il- arkitettura tas-sistema għal karozzi awtonomi, komponenti meħtieġa, u netwerks ad hoc tal-vetturi (VANETs).
Komponenti meħtieġa meħtieġa għal Vettura Awtonoma
Il-vetturi awtonomi tal-lum jimpjegaw varjetà ta’ sensuri, inklużi kameras, GPS, unitajiet ta’ kejl inerzjali (IMUs), sonar, skoperta u firxa ta’ illuminazzjoni bil-lejżer (lidar), skoperta u firxa bir-radju (radar), navigazzjoni bil-ħoss, u firxa (sonar), u Mapep 3D.
Flimkien, dawn is-sensuri u teknoloġiji janalizzaw id-dejta f'ħin reali biex jikkontrollaw l-istering, l-aċċelerazzjoni u l-ibbrejkjar.
Is-sensuri tar-radar jgħinu biex iżomm rekord ta' fejn jinsabu l-karozzi tal-madwar. Il-vetturi huma megħjuna b'sensors ultrasoniċi waqt l-ipparkjar.
Teknoloġija magħrufa bħala lidar inħolqot bl-użu taż-żewġ tipi ta 'sensors. Billi jirriflettu l-impulsi tad-dawl fuq l-ambjent madwar il-karozza, is-sensuri lidar jistgħu jiskopru l-marġini tat-toroq u jidentifikaw il-markers tal-karreġġjata.
Dawn iwissu wkoll lis-sewwieqa dwar impedimenti li jmissu magħhom, bħal vetturi oħra, persuni mexjin, u roti.
Id-daqs u d-distanza ta’ dak kollu madwar il-karozza jitkejlu bl-użu tat-teknoloġija lidar, li toħloq ukoll mappa 3D li tippermetti lill-vettura tara l-madwar tagħha u tidentifika kwalunkwe riskju.
Irrispettivament mill-ħin tal-ġurnata, kemm jekk huwa qawwi jew gloomy, jagħmel xogħol mill-aqwa ta 'reġistrazzjoni ta' informazzjoni f'tipi differenti ta 'dawl ambjentali.
Il-karozza tuża kameras, radar, u antenni tal-GPS, flimkien ma 'lidar u kameras, biex tiskopri l-inħawi tagħha u tidentifika l-post tagħha.
Kameras jiċċekkjaw għal nies mexjin, bikers, karozzi, u impedimenti oħra filwaqt li jiskopru wkoll sinjali tat-traffiku, jaqraw sinjali u marki tat-toroq, u jżommu rekord ta 'vetturi oħra.
Madankollu, jista 'jkollhom żmien diffiċli f'żoni dim jew dell. Vettura awtonoma tista 'tara fejn sejra billi tuża taħlita ta' lidar, radar, kameras, antenni tal-GPS, u sensuri ultrasoniċi biex tfassal it-triq quddiemha b'mod diġitali.
Arkitettura tas-Sistema ta' livell għoli
Is-sensuri, l-attwaturi, il-ħardwer u s-softwer essenzjali huma elenkati fl-arkitettura, li juri wkoll il-mekkaniżmu jew il-protokoll ta 'komunikazzjoni kollu f'AVs.
Perċezzjoni
Dan l-istadju jinkludi l-identifikazzjoni tal-post tal-AV fir-rigward tal-ambjent u s-sensazzjoni tal-ambjent madwar l-AV bl-użu ta 'varjetà ta' sensuri.
L-AV juża RADAR, LIDAR, kamera, kinetika f'ħin reali (RTK), u sensuri oħra f'dan il-pass. Il-moduli ta 'rikonoxximent jirċievu d-dejta minn dawn is-sensuri u jipproċessawha wara li jgħadduha.
B'mod ġenerali, l-AV jikkonsisti f'sistema ta 'kontroll, LDWS, TSR, rikonoxximent ta' ostakli mhux magħrufa (UOR), modulu ta 'pożizzjonament u lokalizzazzjoni tal-vettura (VPL), eċċ.
L-informazzjoni magħquda tingħata lill-istadju tat-teħid tad-deċiżjonijiet u l-ippjanar wara li tiġi pproċessata.
Deċiżjoni u Ippjanar
Il-movimenti u l-imġieba tal-AV huma deċiżi, ippjanati u kkontrollati f'dan il-pass bl-użu tal-informazzjoni riċevuta matul il-proċess tal-perċezzjoni.
Dan l-istadju, li l-moħħ jirrappreżenta, huwa fejn isiru għażliet fuq affarijiet bħall-ippjanar tal-mogħdija, tbassir ta 'azzjoni, evitar ta' ostakli, eċċ.
L-għażla hija bbażata fuq l-informazzjoni li hija issa u storikament aċċessibbli, inkluża data tal-mapep f'ħin reali, ispeċifiċitajiet tat-traffiku, xejriet, informazzjoni tal-utent, eċċ.
Jista 'jkun hemm modulu ta' log tad-dejta li jżomm kont tal-iżbalji u d-dejta għal użu aktar tard.
Kontroll
Il-modulu ta 'kontroll jesegwixxi operazzjonijiet/azzjonijiet relatati mal-kontroll fiżiku tal-AV, bħall-isteering, l-ibbrejkjar, l-aċċellerazzjoni, eċċ. wara li jirċievi informazzjoni mill-modulu ta' deċiżjoni u ppjanar.
chassis
L-aħħar pass jinvolvi l-interazzjoni mal-partijiet mekkaniċi mwaħħla max-chassis, bħall-mutur tal-ger, il-mutur tal-isteering wheel, il-mutur tal-pedala tal-brejk, u l-muturi tal-pedala għall-aċċeleratur u l-brejk.
Il-modulu ta 'kontroll jiffirma u jamministra dawn il-komponenti kollha.
Issa se nitkellmu dwar il-komunikazzjoni ġenerali ta 'AV qabel ma nitkellmu dwar id-disinn, it-tħaddim u l-użu ta' diversi sensuri ewlenin.
RADAR
Fl-AVs, ir-RADARs jintużaw biex jiskennjaw l-ambjent biex isibu u jillokalizza karozzi u oġġetti oħra.
Ir-RADARs spiss jintużaw kemm fi skopijiet militari kif ukoll ċivili, bħal ajruporti jew sistemi meteoroloġiċi, u joperaw fl-ispettru tal-mewġ millimetriku (mm-Wave).
Meded ta' frekwenzi differenti, inklużi 24, 60, 77, u 79 GHz, jintużaw f'karozzi kontemporanji u għandhom medda ta' kejl ta' 5 sa 200 m [10].
Billi tikkalkula t-ToF bejn is-sinjal trażmess u l-eku rritornat, id-distanza bejn l-AV u l-oġġett hija determinata.
Fl-AVs, ir-RADARs jimpjegaw firxa ta 'mikro-antenni li joħolqu ġabra ta' lobi biex itejbu r-riżoluzzjoni tal-firxa u l-identifikazzjoni ta 'mira multipla. mm-Wave RADAR jista 'jivvaluta b'mod preċiż oġġetti mill-qrib fi kwalunkwe direzzjoni billi juża l-varjanza fil-bidla Doppler minħabba l-penetrabilità miżjuda tagħha u l-bandwidth akbar.
Peress li r-radars mm-Wave għandhom wavelength itwal, għandhom kapaċitajiet kontra l-imblukkar u kontra t-tniġġis li jippermettulhom jiffunzjonaw fix-xita, borra, ċpar u dawl baxx.
Barra minn hekk, shift Doppler jista 'jintuża biex tikkalkula l-veloċità relattiva permezz ta' radars mm-Wave. Minħabba l-kapaċità tagħhom, ir-radars mm-Wave huma adattati tajjeb għal firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet AV, inkluż skoperta ta' ostakli, u rikonoxximent ta 'pedestrians u vetturi.
Sensuri Ultrasoniċi
Dawn is-sensuri jaħdmu fil-medda 20-40 kHz u jużaw mewġ ultrasoniku. Membrana manjeto-reżistiva li tintuża biex titkejjel id-distanza tal-oġġett tipproduċi dawn il-mewġ.
Billi tikkalkula l-ħin tat-titjira (ToF) tal-mewġ emess għas-sinjal eku, id-distanza tiġi determinata. Il-firxa tipika ta 'sensors ultrasoniċi hija inqas minn 3 metri.
L-output tas-sensor jiġi aggornat kull 20 ms, li ma jħallihx jikkonforma mar-rekwiżiti rigorużi tal-QoS tal-ITS. Dawn is-sensuri għandhom firxa ta 'detezzjoni tar-raġġ relattivament żgħira u huma diretti.
Għalhekk, biex tinkiseb viżjoni full-field, huma meħtieġa bosta sensuri. Madankollu, ħafna sensuri se jinteraġixxu u jistgħu jirriżultaw f'ineżattezzi sinifikanti fil-firxa.
LiDAR
L-ispettri ta '905 u 1550 nm huma użati fil-LiDAR. Peress li l-għajn tal-bniedem hija suxxettibbli għal ħsara fir-retina mill-medda ta '905 nm, il-LiDAR attwali topera fil-medda ta' 1550 nm biex tnaqqas il-ħsara fir-retina.
Sa 200 metru hija l-firxa massima tax-xogħol tal-LiDAR. L-istat solidu, 2D, u 3D LiDAR huma s-sottokategoriji differenti ta 'LiDAR.
Raġġ wieħed tal-laser huwa mxerred fuq mera li ddur malajr f'LiDAR 2D. Billi tpoġġi diversi lejżers fuq il-powd, LiDAR 3D jista 'jakkwista stampa 3D tal-madwar.
Intwera li sistema LiDAR mal-ġenb tat-triq tnaqqas in-numru ta' ħabtiet bejn vettura u pedonali (V2P) fiż-żoni kemm intersezzjonali kif ukoll mhux intersezzjonali.
Hija timpjega sistema LiDAR b'16-il linja, f'ħin reali, komputazzjoni effettiva.
Huwa ssuġġerit li tuża awto-encoder fil-fond artifiċjali newrali netwerk (DA-ANN), li tikseb preċiżjoni ta' 95% fuq medda ta' 30 m.
Fi, huwa muri kif algoritmu bbażat fuq magna tal-vettur ta 'appoġġ (SVM) flimkien ma' LiDAR 64D 3-line jista 'jtejjeb ir-rikonoxximent tal-pedestrian.
Minkejja li għandu preċiżjoni tal-kejl aħjar u viżjoni 3D minn radar mm-Wave, il-LiDAR jaħdem inqas tajjeb f'temp ħażin inkluż ċpar, borra u xita.
kameras
Skont il-wavelength tal-apparat, il-kamera f'AVs tista' tkun ibbażata fuq l-infra-aħmar jew id-dawl viżibbli.
Apparat akkoppjat bi ħlas (CCD) u sensuri tal-immaġni komplementari tal-metall-ossidu-semikonduttur (CMOS) huma użati fil-kamera (CMOS).
Skont il-kwalità tal-lenti, il-firxa massima tal-kamera hija ta 'madwar 250 m. It-tliet meded użati minn kameras viżibbli—Aħmar, Aħdar u Blu—huma separati bl-istess wavelength bħall-għajn tal-bniedem, jew 400–780 nm (RGB).
Żewġ kameras VIS huma akkoppjati ma 'tulijiet fokali stabbiliti biex jinħoloq kanal ġdid li jkun fih informazzjoni dwar il-fond (D), li jippermetti l-ħolqien ta' viżjoni sterjoskopika.
Dehra 3D taż-żona ta' madwar il-vettura tista' tinkiseb grazzi għal din il-kapaċità permezz tal-kamera (RGB-D).
Sensuri passivi li għandhom wavelength ta' bejn 780 nm u 1 mm huma użati mill-kamera infra-aħmar (IR). Fl-illuminazzjoni massima, is-sensuri IR fl-AVs joffru kontroll viżwali.
Din il-kamera tgħin lill-AVs b'rikonoxximent tal-oġġetti, kontroll tal-vista tal-ġenb, reġistrazzjoni tal-inċidenti, u BSD. Madankollu, fi temp ħażin, bħal borra, ċpar, u kundizzjonijiet tad-dawl li jinbidlu, il-prestazzjoni tal-kamera tinbidel.
Il-benefiċċji primarji ta' kamera huma l-kapaċità tagħha li tiġbor u tirreġistra b'mod preċiż in-nisġa, id-distribuzzjoni tal-kulur, u l-għamla tal-ambjent.
Sistema Globali ta' Navigazzjoni bis-Satellita u Sistema ta' Pożizzjonament Globali, Unità ta' Kejl Inerzjali
Din it-teknoloġija tgħin lill-AV fin-navigazzjoni billi tindika l-post preċiż tagħha. Grupp ta' satelliti fl-orbita madwar il-wiċċ tal-pjaneta jintużaw mill-GNSS biex jiġu lokalizzati.
Is-sistema taħżen data dwar il-post, il-veloċità u l-ħin preċiż tal-AV.
Taħdem billi tidher it-ToF bejn is-sinjal riċevut u l-emissjoni tas-satellita. Il-koordinati tas-Sistema ta 'Pożizzjonament Globali (GPS) spiss jintużaw biex tinkiseb il-post AV.
Il-koordinati estratti mill-GPS mhumiex dejjem preċiżi, u tipikament iżidu żball pożizzjonali b'valur medju ta' 3 m u varjazzjoni standard ta' 1 m.
F'sitwazzjonijiet metropolitani, il-prestazzjoni tiddeterjora aktar, bi żball fil-post sa 20 m, u f'ċerti ċirkostanzi severi, l-iżball tal-pożizzjoni tal-GPS huwa ta 'madwar 100 m.
Barra minn hekk, l-AVs jistgħu jużaw is-sistema RTK biex jiddeterminaw b'mod preċiż il-pożizzjoni tal-vettura.
Fl-AVs, il-pożizzjoni u d-direzzjoni tal-vettura jistgħu wkoll jiġu determinati bl-użu ta 'dead recconing (DR) u l-pożizzjoni inerzjali.
Fużjoni tas-Sensor
Għal ġestjoni u sikurezza xierqa tal-vettura, l-AVs għandhom jiksbu għarfien preċiż u f'ħin reali tal-post, l-istatus, u fatturi oħra tal-vettura bħall-piż, l-istabbiltà, il-veloċità, eċċ.
Din l-informazzjoni għandha tinġabar mill-AVs li jutilizzaw varjetà ta' sensuri.
Billi tgħaqqad id-dejta miksuba minn diversi sensuri, it-teknika tal-fużjoni tas-sensuri hija utilizzata biex tipproduċi informazzjoni koerenti.
Il-metodu jippermetti s-sinteżi ta' data mhux ipproċessata miksuba minn sorsi komplementari.
Bħala riżultat, il-fużjoni tas-sensuri tippermetti lill-AV jifhem b'mod preċiż l-inħawi tiegħu billi jgħaqqad id-dejta utli kollha miġbura minn diversi sensuri.
Tipi differenti ta 'algoritmi, inklużi filtri Kalman u filtri Bayesiani, huma użati biex iwettqu l-proċess ta' fużjoni fl-AVs.
Minħabba li jintuża f'diversi applikazzjonijiet, inkluż it-traċċar tar-RADAR, sistemi ta 'navigazzjoni bis-satellita, u odometrija ottika, il-filtru Kalman huwa meqjus bħala kruċjali biex vettura topera b'mod awtonomu.
Netwerks Ad-Hoc Vetturi (VANETs)
Il-VANETs huma sottoklassi ġdida ta' netwerks mobbli ad hoc li jistgħu joħolqu spontanjament netwerk ta' apparati/vetturi mobbli. Il-komunikazzjoni minn vettura għal vettura (V2V) u minn vettura għal infrastruttura (V2I) hija possibbli bil-VANETs.
L-għan primarju ta' teknoloġija bħal din huwa li tiżdied is-sikurezza fit-toroq; pereżempju, f'sitwazzjonijiet perikolużi bħal inċidenti u konġestjonijiet tat-traffiku, il-karozzi jistgħu jinteraġixxu ma' xulxin u man-netwerk biex iwasslu informazzjoni kruċjali.
Dawn li ġejjin huma l-komponenti primarji tat-teknoloġija VANET:
- OBU (unità abbord): Hija sistema ta' traċċar ibbażata fuq il-GPS imqiegħda f'kull vettura li tippermettilhom jinteraġixxu ma' xulxin u ma' unitajiet fit-triq (RSU). L-OBU hija mgħammra b'diversi komponenti elettroniċi, inkluż proċessur tal-kmand tar-riżorsi (RCP), apparat tas-sensuri, u interfaces tal-utent, biex tikseb informazzjoni essenzjali. L-iskop primarju tiegħu huwa li juża netwerk mingħajr fili biex jikkomunika bejn RSUs u OBU multipli.
- Roadside Unit (RSU): L-RSUs huma unitajiet tal-kompjuter fissi li huma pożizzjonati f'punti preċiżi fit-toroq, lottijiet tal-parkeġġ, u junctions. L-għan ewlieni tiegħu huwa li jgħaqqad vetturi awtonomi mal-infrastruttura, u jgħin ukoll fil-lokalizzazzjoni tal-vetturi. Barra minn hekk, jista 'jintuża biex jgħaqqad vettura ma' RSUs oħra li jutilizzaw diversi topoloġiji tan-netwerk. Barra minn hekk, tħaddmu fuq sorsi ta 'enerġija ambjentali inkluża l-enerġija solari.
- Awtorità Fdata (TA): Hija korp li jikkontrolla kull pass tal-proċess tal-VANETs, u jiżgura li RSUs leġittimi u OBUs tal-vetturi biss jistgħu jirreġistraw u jinteraġixxu. Billi tikkonferma l-OBU ID u tawtentika l-vettura, toffri sigurtà. Barra minn hekk, isib komunikazzjonijiet ta 'ħsara u imġieba stramba.
Il-VANETs jintużaw għall-komunikazzjoni tal-vetturi, li tinkludi komunikazzjoni V2V, V2I, u V2X.
Vettura 2 Komunikazzjoni tal-Vettura
Il-kapaċità tal-karozzi li jitkellmu ma' xulxin u jiskambjaw informazzjoni kruċjali dwar il-konġestjoni tat-traffiku, l-inċidenti u r-restrizzjonijiet tal-veloċità hija magħrufa bħala komunikazzjoni bejn il-vetturi (IVC).
Il-komunikazzjoni V2V tista 'toħloq in-netwerk billi tgħaqqad diversi nodi (Vetturi) flimkien bl-użu ta' topoloġija ta 'malji, jew parzjali jew sħiħa.
Huma kkategorizzati bħala sistemi ta' hops wieħed (SIVC) jew multi-hops (MIVC) skont kemm jintużaw hops għall-komunikazzjoni bejn il-vetturi.
Filwaqt li l-MIVC jista 'jintuża għal komunikazzjoni fuq medda twila, bħall-monitoraġġ tat-traffiku, is-SIVC jista' jintuża għal applikazzjonijiet ta 'medda qasira bħall-għaqda tal-karreġġjati, ACC, eċċ.
Bosta benefiċċji, inklużi BSD, FCWS, ibbrejkjar ta 'emerġenza awtomatizzat (AEB), u LDWS, huma offruti permezz ta' komunikazzjoni V2V.
Komunikazzjoni dwar l-Infrastruttura tal-Vettura 2
Il-karozzi jistgħu jikkomunikaw mal-RSUs permezz ta' proċess magħruf bħala komunikazzjoni mill-ġenb tat-triq għal vettura (RVC). Jgħin fl-iskoperta ta' miters tal-parkeġġ, kameras, karreġġjati, u sinjali tat-traffiku.
Konnessjoni ad hoc, bla fili, u bidirezzjonali bejn il-karozzi u l-infrastruttura.
Għall-amministrazzjoni u s-superviżjoni tat-traffiku, id-dejta tal-infrastruttura hija użata. Dawn huma utilizzati biex jaġġustaw diversi parametri tal-veloċità li jippermettu lill-karozzi jimmassimizzaw l-ekonomija tal-fjuwil u jimmaniġġjaw il-fluss tat-traffiku.
Is-sistema RVC tista 'tiġi separata fl-RVC Skars (SRVC) u l-RVC Ubiquitous skont l-infrastruttura (URVC).
Is-sistema SRVC toffri biss servizzi ta’ komunikazzjoni f’hotspots, bħal biex jinstabu spazji ta’ parkeġġ miftuħin jew pompi tal-petrol, filwaqt li s-sistema URVC toffri kopertura tul ir-rotta kollha, anke b’veloċità għolja.
Sabiex tiġi ggarantita l-kopertura tan-netwerk, is-sistema URVC teħtieġ investiment kbir.
Vettura 2 Kollox Komunikazzjoni
Il-karozza tista 'tgħaqqad ma' entitajiet oħra permezz ta 'V2X, inklużi nies mexjin, oġġetti fit-triq, tagħmir, u l-Grid (V2P, V2R, u V2D) (V2G).
Bl-użu ta’ dan it-tip ta’ komunikazzjoni, is-sewwieqa jistgħu jevitaw li jolqtu lil persuni mexjin f’riskju, liċ-ċiklisti, u lis-sewwieqa tal-muturi.
Is-sistema ta’ Twissija ta’ Ħabtiet Pedestrian (PCW) tista’ twissi lis-sewwieq ta’ passiġġier fit-triq qabel ma sseħħ ħabta katastrofika bis-saħħa tal-komunikazzjoni V2X.
Sabiex tibgħat messaġġi importanti lill-pedestrian, il-PCW jista 'jagħmel vantaġġ mill-Bluetooth jew Near Field Communication (NFC) tal-smartphone.
konklużjoni
Il-ħafna teknoloġiji utilizzati biex jinbnew karozzi awtonomi jista' jkollhom impatt kbir fuq kif joperaw.
Fl-aktar bażi bażika tagħha, il-karozza tiżviluppa mappa ta 'madwarha billi tuża firxa ta' sensuri li jipprovdu informazzjoni dwar ir-rotta madwarha u vetturi oħra fil-passaġġ tagħha.
Din id-dejta mbagħad tiġi analizzata minn sistema kkumplikata ta’ tagħlim bil-magni, li tiġġenera sett ta’ azzjonijiet biex il-karozza twettaq. Dawn l-imgieba huma mibdula u aġġornati regolarment hekk kif is-sistema titgħallem aktar dwar l-inħawi tal-vettura.
Minkejja l-isforzi tiegħi biex nippreżentak ħarsa ġenerali lejn l-arkitettura tas-sistema tal-vettura awtonoma, hemm ħafna aktar għaddej wara l-kwinti.
Nittama ġenwinament li ssib dan l-għarfien siewi u tagħmel użu minnu.
Ħalli Irrispondi