Cómo funciona el sistema de conducción autónoma
El gobierno alemán anunció recientemente que quiere promover el desarrollo de tecnología y planea crear infraestructura especializada en las autopistas. Alexander Dobrindt, ministro de Transportes de Alemania, anunció que el tramo de la autopista A9 de Berlín a Múnich se construirá de forma que los coches autónomos puedan circular cómodamente a lo largo de todo el recorrido.
Glosario de abreviaturas
ABS Sistema antibloqueo. Sistema utilizado en los automóviles para evitar el bloqueo de las ruedas.
ACC Control de crucero adaptativo. Un dispositivo que mantiene una distancia segura adecuada entre vehículos en movimiento.
AD Conducción automatizada. Sistema de conducción automatizada es un término utilizado por Mercedes.
ADAS Sistema avanzado de asistencia al conductor. Sistema de soporte de controlador extendido (como las soluciones de Nvidia)
PREGUNTAR Control de crucero inteligente avanzado. Control de crucero adaptativo basado en radar
PROMEDIOS Sistema de control automático de vehículos. Sistema automatizado de vigilancia y conducción (por ejemplo, en un parking)
DIV Vehículos inteligentes no tripulados. Coches inteligentes sin conductor
ECS Componentes y sistemas electrónicos. Nombre general para equipos electrónicos.
IoT Internet de las Cosas. Internet de las Cosas
SU Sistemas de transporte inteligentes. Sistemas de Transporte Inteligentes
LIDAR Detección de luz y alcance. Un dispositivo que funciona de manera similar a un radar: combina un láser y un telescopio.
LKA Sistema de asistencia de mantenimiento de carril. Asistente de mantenimiento de carril
V2I Vehículo-infraestructura. Comunicación entre vehículo e infraestructura
V2V Vehículo a vehículo. Comunicación entre vehículos
El plan incluye, entre otras cosas, la creación de infraestructura para apoyar la comunicación entre vehículos; para estos efectos, se asignará una frecuencia de 700 MHz.
Esta información no solo muestra que Alemania se toma en serio el desarrollo motorización sin conductores. Por cierto, esto hace que la gente entienda que los vehículos no tripulados no son solo vehículos en sí mismos, autos ultramodernos repletos de sensores y radares, sino también sistemas administrativos, de infraestructura y de comunicación completos. No tiene sentido conducir un coche.
muchos datos
La operación de un sistema de gas requiere un sistema de sensores y procesadores (1) para detección, procesamiento de datos y respuesta rápida. Todo esto debería suceder en paralelo a intervalos de milisegundos. Otro requisito para el equipo es la confiabilidad y alta sensibilidad.
Las cámaras, por ejemplo, deben tener una resolución alta para reconocer los detalles finos. Además, todo esto debe ser duradero, resistente a diversas condiciones, temperaturas, golpes y posibles impactos.
Una consecuencia inevitable de la introducción coches sin conductor es el uso de la tecnología Big Data, es decir, obtener, filtrar, evaluar y compartir grandes cantidades de datos en poco tiempo. Además, los sistemas deben ser seguros, resistentes a ataques e interferencias externas que pueden provocar accidentes importantes.
coches sin conductor Conducirán solo en carreteras especialmente preparadas. Las líneas borrosas e invisibles en el camino están fuera de discusión. Las tecnologías de comunicación inteligente: automóvil a automóvil y automóvil a infraestructura, también conocidas como V2V y V2I, permiten el intercambio de información entre los vehículos en movimiento y el medio ambiente.
Es en ellos donde los científicos y diseñadores ven un potencial significativo cuando se trata de desarrollar automóviles autónomos. V2V utiliza la frecuencia de 5,9 GHz, también utilizada por Wi-Fi, en la banda de 75 MHz con un alcance de 1000 m La comunicación V2I es algo mucho más complejo y no implica únicamente la comunicación directa con los elementos de la infraestructura vial.
Se trata de una completa integración y adaptación del vehículo al tráfico e interacción con todo el sistema de gestión del tráfico. Normalmente, un vehículo no tripulado está equipado con cámaras, radares y sensores especiales con los que “percibe” y “siente” el mundo exterior (2).
En su memoria se cargan mapas detallados, más precisos que la navegación tradicional para automóviles. Los sistemas de navegación GPS en vehículos sin conductor deben ser extremadamente precisos. La precisión de una docena de centímetros es importante. Por lo tanto, la máquina se adhiere a la correa.
1. Construyendo un coche autónomo
El mundo de los sensores y los mapas ultraprecisos
Por el hecho de que el automóvil se adhiere a la carretera, el sistema de sensores es responsable. También suele haber dos radares adicionales a los lados del parachoques delantero para detectar otros vehículos que se aproximan por ambos lados en una intersección. Se instalan cuatro o más sensores en las esquinas del cuerpo para monitorear posibles obstáculos.
2. Lo que ve y siente un coche autónomo
La cámara frontal con un ángulo de visión de 90 grados reconoce los colores, por lo que leerá las señales de tráfico y las señales de tráfico. Los sensores de distancia en los automóviles lo ayudarán a mantener una distancia adecuada de otros vehículos en la carretera.
Además, gracias al radar, el coche se mantendrá alejado de otros vehículos. Si no detecta otros vehículos en un radio de 30 metros, podrá aumentar su velocidad.
Otros sensores ayudarán a eliminar los llamados. Puntos ciegos a lo largo de la ruta y detección de objetos a una distancia comparable a la longitud de dos campos de fútbol en cada dirección. Las tecnologías de seguridad serán especialmente útiles en calles e intersecciones concurridas. Para proteger aún más el coche de las colisiones, su velocidad máxima se limitará a 40 km/h.
W coche sin conductor el corazón de Google y el elemento más importante del diseño es un láser Velodyne de 64 haces montado en el techo del vehículo. El dispositivo gira muy rápidamente, por lo que el vehículo "ve" una imagen de 360 grados a su alrededor.
Cada segundo se registran 1,3 millones de puntos junto con su distancia y dirección de movimiento. Esto crea un modelo 3D del mundo, que el sistema compara con mapas de alta resolución. Como resultado, se crean rutas con la ayuda de las cuales el automóvil sortea obstáculos y sigue las reglas de tránsito.
Además, el sistema recibe información de cuatro radares ubicados en la parte delantera y trasera del automóvil, que determinan la posición de otros vehículos y objetos que pueden aparecer inesperadamente en la carretera. Una cámara ubicada al lado del espejo retrovisor capta luces y señales de tránsito y monitorea constantemente la posición del vehículo.
Su trabajo se complementa con un sistema inercial que se hace cargo del seguimiento de la posición allí donde no llega la señal del GPS: en túneles, entre edificios altos o en estacionamientos. Usado para conducir un automóvil: las imágenes recopiladas al crear una base de datos presentada en forma de Google Street View son fotografías detalladas de las calles de la ciudad de 48 países de todo el mundo.
Por supuesto, esto no es suficiente para una conducción segura y la ruta que utilizan los coches de Google (principalmente en los estados de California y Nevada, donde la conducción está permitida bajo ciertas condiciones). coches sin conductor) se registran con precisión por adelantado durante viajes especiales. Google Cars funciona con cuatro capas de datos visuales.
Dos de ellos son modelos ultraprecisos del terreno por el que se desplaza el vehículo. El tercero contiene una hoja de ruta detallada. El cuarto son los datos de comparación de elementos fijos del paisaje con elementos móviles (3). Además, hay algoritmos que se derivan de la psicología del tráfico, por ejemplo, señalar en una pequeña entrada que desea cruzar una intersección.
Tal vez, en un sistema vial totalmente automatizado del futuro sin personas a las que se les deba hacer entender algo, resultará redundante y los vehículos se moverán de acuerdo con reglas preadoptadas y algoritmos estrictamente descritos.
3. Cómo ve el automóvil de Google su entorno
Niveles de automatización
El nivel de automatización de los vehículos se evalúa según tres criterios fundamentales. El primero se relaciona con la capacidad del sistema para tomar el control del vehículo, tanto al avanzar como al maniobrar. El segundo criterio se refiere a la persona en el vehículo y su capacidad para hacer algo más que conducir el vehículo.
El tercer criterio implica el comportamiento del propio automóvil y su capacidad para "comprender" lo que sucede en la carretera. La Asociación Internacional de Ingenieros Automotrices (SAE International) clasifica la automatización del transporte por carretera en seis niveles.
Desde el punto de vista automatización de 0 a 2 el principal factor responsable de la conducción es el conductor humano (4). Las soluciones más avanzadas a estos niveles incluyen el Control de Crucero Adaptativo (ACC), desarrollado por Bosch y cada vez más utilizado en vehículos de lujo.
A diferencia del control de crucero tradicional, que requiere que el conductor controle constantemente la distancia con el vehículo de adelante, también hace una cantidad mínima de trabajo para el conductor. Una serie de sensores, radares y su interfaz entre sí y con otros sistemas del vehículo (incluidos la conducción y el frenado) obligan a un automóvil equipado con control de crucero adaptativo a mantener no solo una velocidad establecida, sino también una distancia segura del vehículo que lo precede.
4. Niveles de automatización en automóviles según SAE y NHTSA
El sistema frenará el vehículo según sea necesario y reducir la velocidad solopara evitar la colisión con la parte trasera del vehículo de delante. Cuando las condiciones de la carretera se estabilizan, el vehículo vuelve a acelerar a la velocidad establecida.
El dispositivo es muy útil en carretera y proporciona un nivel de seguridad mucho mayor que el control de crucero tradicional, que puede ser muy peligroso si se usa incorrectamente. Otra solución avanzada utilizada en este nivel es el LDW (Lane Departure Warning, Lane Assist), un sistema activo diseñado para mejorar la seguridad en la conducción advirtiéndote si te sales involuntariamente de tu carril.
Se basa en el análisis de imágenes: una cámara conectada a una computadora monitorea las señales de límite de carril y, en cooperación con varios sensores, advierte al conductor (por ejemplo, mediante la vibración del asiento) sobre un cambio de carril, sin encender el indicador.
A niveles más altos de automatización, del 3 al 5, se van introduciendo gradualmente más soluciones. El nivel 3 se conoce como "automatización condicional". Entonces, el vehículo adquiere conocimiento, es decir, recopila datos sobre el entorno.
El tiempo de reacción esperado del conductor humano en esta variante se incrementa a varios segundos, mientras que en niveles más bajos era solo un segundo. El sistema de a bordo controla el propio vehículo y sólo si es necesario notifica a la persona de la intervención necesaria.
Este último, sin embargo, puede estar haciendo algo completamente diferente, como leer o ver una película, y estar listo para conducir solo cuando sea necesario. En los niveles 4 y 5, el tiempo estimado de reacción humana aumenta a varios minutos a medida que el automóvil adquiere la capacidad de reaccionar de forma independiente a lo largo de todo el camino.
Entonces una persona puede dejar por completo de estar interesada en conducir y, por ejemplo, irse a dormir. La clasificación SAE presentada es también una especie de modelo de automatización de vehículos. No el único. La Agencia Estadounidense de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA, por sus siglas en inglés) utiliza una división en cinco niveles, desde completamente humano - 0 hasta completamente automatizado - 4.
