Kuinka autot puhuvat jonain päivänä toistensa kanssa

Mainos

Itse ajavasta autosta on tullut kuuma aihe usean viime vuoden aikana. Monet yritykset, mukaan lukien Google, uskovat, että tämä tekniikka voisi tehdä ihmeitä maailmankuljetuksissa.

Itse ajavat autot eivät ole vain käteviä; ne ovat myös halvempia, polttoainetehokkaampia ja turvallisempia. Ne saattavat jopa muuttaa pitkistä, tylsistä työmatkoista mahdollisuuden rentoutua, lukea kirjaa tai kutsua kokoukseen.

Mutta huomisen kuljetus ei koske pelkästään itse ajavaa autoa. Tulevaisuus näkee verkot autoja, jotka työskentelevät yhdessä matkustajien turvallisuuden varmistamiseksi ja toimittamiseksi tehokkaasti määränpäähänsä.

Jotta näin tapahtuisi, autot tarvitsevat kuitenkin tavan puhua keskenään.

Oletko valmis puhumaan?

Autonomisten ajoneuvojen välinen langaton viestintä on aina ollut kiinnostava kysymys tulevaisuuden autoa kehittävien tutkijoiden kannalta. Mielenosoitukset kuten Googlen itse ajava auto Google-ohjattoman auton järkyttävät vaikutukset [INFOGRAPHIC]Tulevaisuus on lähempänä kuin luuletkaan. Googlen salaisimman tutkimusosaston, Google X: n, ohjattomat autot ovat nyt todellisuutta ja saattavat iskeytyä valtavirtaan lähitulevaisuudessa ...

Lue lisää , joka ei sisällä edes ohjauspyörää, ovat vaikuttavia - mutta ne ovat myös rajoitetussa mittakaavassa rakennettuja yksinäisiä projekteja.

Tutkijoiden ongelma ei enää ole miten rakentaa itsenäinen ajoneuvo, koska se on jo toteutettu. Sen sijaan ongelmana on, kuinka tehdä itsenäinen ajoneuvo turvallinen ja luotettava nykypäivän teillä. Yksin toimivat itse ajavat autot saattavat tarjota omistajilleen mukavuuden, mutta ne eivät täysin ymmärrä autonomisen ajoneuvon tuottamaa tehokkuutta, turvallisuutta ja kustannusetuja.

Nämä parannukset voidaan avata vain autonomisen autoverkon kautta. Tällaista verkkoa ei ole rakennettu, joten mielipiteet siitä, miltä se näyttää, vaihtelevat, mutta tutkijat pyrkivät muotoilemaan ideaa.

Esimerkiksi MIT: n liikkuvuuden muutoskeskus pyrkii tekemään Ann Arborista (koulun kotikaupunki) johtavan automaattisen moottoroinnin alalla. Koulun insinööriprofessori Larry Burns on kääntynyt eläinvaltakunnan puoleen inspiroituna ja huomauttanut seuraavaa:

Mehiläiset parvi. Hanhilauma. Ja he eivät törmää toisiinsa. "

Virheparvi voi vaikuttaa outolta verrattuna automatisoituihin autoihin, mutta se osoittaa tiukkoja toleransseja, joita autonomisten autojen verkosto voisi mahdollistaa. Tyypillinen ihmisen kuljettaja, jos ei ole hajamielinen, vaatii 215 millisekuntia reagoimaan. Tämä tarkoittaa, että auto, joka liikkuu nopeudella 100 km / h, kulkee noin kuusi metriä (lähes kaksikymmentä jalkaa) ennen kuin kuljettaja voi edes vastata. Turvalliset kuljettajat jättävät usein viiveen takia useita auton pituuksia ja edessä olevan ajoneuvon.

Radioaallat ovat kuitenkin melkein välittömiä Yleisimmät selitetyt Wi-Fi-standardit ja -tyypitHämmentyvätkö käytössä olevat erilaiset Wi-Fi-standardit? Tässä on mitä sinun on tiedettävä IEEE 802.11ac ja vanhemmat langattomat standardit. Lue lisää (etäisyyksillä automaattiset autot toimivat), mikä tarkoittaa, että automatisoidut autot voivat teoriassa toimia turvallisesti vain muutaman metrin välillä. Yhtäkkiä parven kuva on järkevämpi; autonomisten autojen verkosto ei näyttäisi olevan nykyisen liikenteen mukainen, vaan pikemminkin kuin orgaanisesti liikkuvien ajoneuvojen jatkuva virtaus, joka jättää metrin (ja joskus paljon vähemmän) kunkin auton väliin. Yhdellä silmäyksellä liike saattaa näyttää satunnaiselta, mutta se todella olisi hyvin koordinoitu; olisit todistamassa kanavaa, jolla autot liikkuvat vasemmalle, sulautuen vain senttimetrejä suurempiin aukkoihin kuin itse autot, jos tien päällä on puoli mailia.

Mutta se, että sanotaan yksinkertaisesti, että radioaallot tekevät sen mahdolliseksi, tarkoittaa "velho teki sen!" On olemassa monia erilaisia ​​konsepteja siitä, kuinka automatisoitujen autojen verkosto voisi toimia, ja ne toimivat yleensä kahteen pääluokkaan.

Ajoneuvojen välinen viestintä

Ilmeisin tapa mahdollistaa automatisoitujen ajoneuvojen verkot Näin pääset maailmaan, joka on täynnä kuljettaja-autojaAjo on työläs, vaarallinen ja vaativa tehtävä. Voisiko Googlen ohjaamattoman autotekniikan avulla automatisoida sen yhtenä päivänä? Lue lisää on saada heidät puhumaan suoraan toistensa kanssa. Teknisestä näkökulmasta tämä on suhteellisen yksinkertaista, ja tosiasiassa hyppyjä nykyisistä törmäysten välttämistekniikoista. Moniin luksusautoihin kuuluu nyt automatisoitu vakionopeussäädin ja hidaskäyntiset automaattiset katkaisujärjestelmät, jotka toimivat erilaisilla antureilla. Lisää radio, ja standardi, jonka kautta ajoneuvot voivat jakaa tietoja radion kautta, ja presto! Sinulla on perus langaton verkko.

Tämä on vetovoimainen, koska se on heti käyttökelpoinen ja voi toimia ajoneuvoissa, joita ei ole automatisoitu. National Highway Traffic and Safety Administration, korkein sääntelyelin, joka valvoo Amerikan teitä, on jo suositellut ajoneuvojen välistä (V2V) viestintää törmäysten estämiseksi. Neljän NTSB-tutkijan kirjoittama raportti havaitsi, että:

"... lukuun ottamatta alkoholin tai uneliaisuuden aiheuttamia kuljettajia, nämä järjestelmät [V2V] käsittelevät 81 prosenttia kaikista ajoneuvojen onnettomuuksista, joihin liittyy moitteettomia kuljettajia."

Tämä tarkoittaa, että V2V-järjestelmät voisivat estää suurimman osan autojen törmäyksistä, jos kaikki ajoneuvot toteuttaisivat ne.

Suosittu V2V-teoreettinen toteutus on “joukkue” -järjestelmä. Tämä ajatus, joka on ollut olemassa ainakin vuodesta 1993 lähtien, sisältää automatisoitujen ajoneuvojen ryhmiä, jotka kokoontuvat muodostamaan pitkän, tiukasti erotetun linjan. Tämä pitää automatisoidut autot poissa autoista, jotka eivät ole automatisoituja, ja tarjoaa aerodynaamisia etuja, jotka vähentävät polttoaineen kulutusta (lyijyautoa lukuun ottamatta).

Tässä järjestelmässä käytännöllisesti katsoen mikä tahansa langaton viestintä voisi toimia, koska jokaisen ryhmässä olevan ajoneuvon olisi kommunikoitava vain sen edessä olevan kanssa. Mikä tahansa määrä nykyaikaisia ​​langattomia tekniikoita (Volvo esitti ryhmän, joka käytti 802.11p WiFi-yhteyttä) voisi toimia luotettavasti, koska pieni viestintäalue rajoittaa häiriöitä ja vastaanottoa koskevia ongelmia. Jopa hetkellinen tiedonsiirron raukeaminen ei olisi tuhoisa, koska jokaisen automatisoidun auton on vastattava nopeutta vain edeltävänsä kanssa. Erik Coelingh, Volvon insinööri, kertoi Phys.org että "Me [Volvo] uskomme, että ryöstäminen voi olla nykyistä turvallisempaa kuin normaali ajo", ja kehotti, että autonvalmistaja tutkii tarkkaan tehokkainta ja turvallisinta tapaa toteuttaa idea.

V2V-järjestelmät, kuten ryöstäminen, ovat suhteellisen yksinkertainen tapa toteuttaa autonomiset ajoneuvot, mutta idea ei ole täydellinen. Kaikista V2V-järjestelmistä puuttuu keskitetty laitteisto, joka vastaa kokonaiskuljetuksista. Esimerkiksi platoonit ovat tehokkaita mukana oleville autoille, mutta ne eivät reagoi dynaamisesti liikenteeseen eivätkä pysty kommunikoimaan tien infrastruktuurin kanssa. Jos ryhmä kohtaa vilkasta liikennettä, se vain hidastuu ja seuraa lyijyauton määrittämää reittiä. V2V-verkot eivät voi "nähdä" liikenneruuhkia ja laskea vaihtoehtoista reittiä tai ennustaa seuraavien kolmen takavalon ajoitusta ja säätää nopeutta vastaavasti. Automaattisen ajoneuvon potentiaalista tehokkuutta ei voida toteuttaa suuremmalla ja monimutkaisemmalla järjestelmällä.

Ajoneuvon ja infrastruktuurin

Tämä tehokkuus voidaan ottaa käyttöön vain, jos on olemassa tapa antaa autonomisten autojen olla vuorovaikutuksessa paitsi toistensa kanssa, myös ympäristön kanssa, mikä mahdollistaa aiemmin mainitun mehiläisparven. Tätä varten jokaisen auton on voitava kytkeä verkkoon, joka ulottuu sen välittömän läheisyyden lisäksi myös paljon laajemmalle alueelle, kenties yhtä suureksi kuin koko kaupunki, jossa ajoneuvo toimii. Tällaista verkkoa kutsutaan ajoneuvosta infrastruktuuriin, ja se on paljon monimutkaisempi.

Saksalainen yritys johtaa tällä hetkellä kolmen kuukauden kokeilu V2I-järjestelmästä, nimeltään simTD joka antaa kytkettyjen autojen kommunikoida infrastruktuurielementtien kanssa. Esimerkiksi tällä järjestelmällä varustettu auto voi puhua tulevan kanssa liikennevalo Arduino-ohjelmointi aloittelijoille: Liikennevalo-ohjaimen projektiohjeetArduinon liikennevalo-ohjaimen rakentaminen auttaa sinua kehittämään koodaustaitoja! Aloitamme sinut. Lue lisää ja säädä sen nopeus saapumisaikaan valon muutoksen myötä. Se vähentää joutokäyntiä, mikä parantaa polttoainetehokkuutta. Järjestelmä voi myös varoittaa autoa ja sen matkustajia tulevista tievaaroista vastaanottamalla tietoja, kun toinen auto luistaa tai pito menettää.

Jopa tämä V2I: n alkeellinen toteutus mahdollistaa turvallisuus- ja tehokkuusetuja, mutta haittapuoli on monimutkaisuus. Yhdistelmä WiFi, UMTS ja GRPS (kaksi viimeksi mainittua ovat solutietostandardeja GSM Vs. CDMA: Mikä on ero ja mikä on parempi?Olet ehkä kuullut matkapuhelimia koskevassa keskustelussa aikaisemmin heitetyt termit GSM ja CDMA, mutta mitä ne oikeasti tarkoittavat? Lue lisää ) käytetään tarjoamaan jatkuvaa viestintää sekä infrastruktuurin että muiden ajoneuvojen kanssa.

SimTD käyttää myös ajoneuvojen välistä tiedonsiirtoa päivänkakkaraketjuna infrastruktuuriviestinnän mahdollistamiseksi, jos yksikään ajoneuvon radiosta ei pysty vastaanottamaan signaalia. Se on hieno idea, mutta tarkoittaa, että ketjun jokaisessa autossa on käytettävä yhteensopivaa standardia, ja on myös kysymys siitä, kuinka kyseisen palvelun tarjoajat käsittelevät matkapuhelinviestintää.

Ja sitten siellä on infrastruktuuri. SimTD on tehnyt yhteistyötä ajoneuvojen valmistajien ja Frankfurtin kaupungin kanssa kenttätrian suorittamiseksil, mutta se oli rajattu vain kahteenkymmeneen liikennevaloon. V2I-viestinnän edellyttämän infrastruktuurin toteuttaminen tulee olemaan kallis hanke, ja se on erityisen vaikeaa (ellei mahdotonta) toteuttaa maaseutualueilla, joilla tiellä on paljon tietä ja ei paljon rahaa infrastruktuurin rakentamiseen tarvittu.

Yhdistetty ratkaisu

Kaikki tämä tekee V2I: n kuulostavan parhaimmillaan vaikeaksi toteuttaa, mutta hyvä uutinen on, että se on täysin yhteensopiva V2V: n kanssa ja sisällyttää sen todennäköisesti kaikkiin reaalimaailman järjestelmiin. Tämä tarkoittaa, että autot, joilla ei ole kykyä kommunikoida infrastruktuurin kanssa, voivat silti toimia verkossa rajoitetussa merkityksessä ja kaikki autot voivat tarvittaessa käyttää V2V-viestintää.

On todellakin epätodennäköistä, että näemme infrastruktuuriratkaisun syntyvän yksin kaikkialla maailmassa. Tällaisen verkon rakentaminen on sekä kallista että aikaa vievää. Se vaatii myös kypsää tekniikkaa, koska viestintästandardin muuttaminen rakennusinfrastruktuurin puoliväliin voi pilata koko projektin.

Sen sijaan V2V-alustoja käytetään jo rajoitetusti. Toisin kuin olet ehkä kuullut, heillä on vielä pitkä tie kuljettavanaan, ennen kuin he risteilevät suuria määriä moottoriteitä, mutta niitä on olemassa, ja riippumattomat ryhmät voivat ne nopeasti kehittää.

Nämä kaksi lähestymistapaa itsenäisiin autoihin ovat yhteensopivia, koska ne luottavat samoihin viestintätekniikoihin. Itse asiassa viestintä ei ole kiireellisin kysymys, johon autonomiset ajoneuvot kohtaavat; simTD on jo osoittanut olemassa olevan WiFi: n ja matkapuhelin voi toimia hyvin. Tutkijoiden ongelmana ei ole ratkaista miten he kommunikoivat, vaan päättää sen sijaan miten heidän tulisi toimia käyttäytymisensä jälkeen.

Kuvahyvitys: Wikimedia / SreeBot