Как колите ще говорят един ден помежду си

реклама

Самоуправляващият се автомобил се превърна в гореща тема през последните няколко години. Много компании, включително Google, смятат, че тази технология може да направи чудеса за световния транспорт.

Самоуправляващите се автомобили няма да са просто удобни; те също ще бъдат по-евтини, по-икономични и по-безопасни. Те дори могат да превърнат дългите, скучни пътувания в възможност да се отпуснете, да прочетете книга или да се обадите на среща.

Но утрешният транспорт не е само за самостоятелно шофиращата кола. Бъдещето ще видим мрежи автомобили, които работят заедно, за да запазят пътниците в безопасност и да ги доставят ефективно до дестинациите си.

За да се случи това обаче, автомобилите се нуждаят от начин за разговор помежду си.

Готови ли сте да говорите?

Безжичната комуникация между автономните превозни средства винаги е била тема за интерес на изследователите, разработващи автомобила на утрешния ден. Демонстрации като Google е самоуправляваща се кола Шокиращите ефекти на автомобила без шофьор на Google [INFOGRAPHIC]

Бъдещето е по-близко, отколкото може би си мислите. Благодарение на най-секретния отдел за научни изследвания на Google, Google X, автомобилите без шофьори вече са реалност и биха могли да навлязат в основния поток в не твърде далечното бъдеще ... Прочетете още , който дори не включва волан, са впечатляващи - но те също са самотни проекти, изградени в ограничен мащаб.

Проблемът, пред който са изправени изследователите, вече не е как натрупване автономно превозно средство, както вече е постигнато. Вместо това проблемът е как да се направи автономно превозно средство безопасни и надеждни по днешните пътища Самоуправляващите се автомобили, работещи сами, може да осигурят на своите собственици удобство, но те няма да осъзнаят напълно ползите от ефективността, безопасността и разходите, които автономният автомобил може да осигури.

Тези подобрения могат да бъдат отключени само чрез автономна автомобилна мрежа. Не е изградена такава мрежа, така че мненията за това, което може да изглежда, варират, но изследователите работят за разгръщане на идеята.

Центърът за трансформация на мобилността в MIT, например, настоява да превърне Ан Арбър (родния град на училището) в лидер в автоматизираната моторика. Лари Бърнс, професор по инженерство в училището, се обърна към царството на животните за вдъхновение, изтъквайки, че:

„Пчелите роят. Стадо гъски. И те не се сблъскват един с друг. "

Рояк от бъгове може да изглежда странно сравнение с автоматизирани автомобили, но това е показателно за строгите допуски, които една мрежа от автономни автомобили може да даде. Типичният човешки водач, ако не е разсеян, изисква 215 милисекунди за реакция. Това означава, че автомобил, движещ се със 100 километра в час, ще измине около шест метра (почти двадесет фута), преди водачът дори да може да реагира. Безопасните шофьори често оставят няколко дължини на колата между тях и превозното средство пред тях заради това забавяне.

Радио вълните обаче са почти моментални Най-разпространените обяснени Wi-Fi стандарти и типовеОбъркан от различните Wi-Fi стандарти, които се използват? Ето какво трябва да знаете за IEEE 802.11ac и по-старите безжични стандарти. Прочетете още (на разстоянията работят автоматизираните коли), което означава, че автоматизираните автомобили могат теоретично да работят безопасно само с няколко крака между тях. Изведнъж образът на роя има по-голям смисъл; мрежа от автономни автомобили не изглежда като днешния трафик, а вместо постоянен поток от превозни средства, които се движат органично, оставяйки разстояния от метър (а понякога и далеч по-малко) между всеки автомобил. На пръв поглед движението може да изглежда произволно, но всъщност би било силно координирано; ще станете свидетел на канал от автомобили, които се движат вляво, сливайки се в пропуски само на сантиметри по-големи от самите автомобили, ако има изход половин мили нагоре по пътя.

Но просто да кажа, че това ще стане възможно чрез радиовълните е сходно с заявяването „магьосник направи!“ Има много различни концепции за това как може да работи мрежа от автоматизирани автомобили и обикновено работят в две основни категории.

Комуникации между превозни средства и превозни средства

Най-очевидният начин да дават възможност за мрежи от автоматизирани превозни средства Ето как ще стигнем до свят, изпълнен с автомобили без шофьориШофирането е досадна, опасна и взискателна задача. Възможно ли е един ден да бъде автоматизиран с технологията на автомобили на Google без шофьори? Прочетете още е да ги накарате да говорят директно един с друг. От техническа гледна точка това е сравнително просто и всъщност са скокове от съвременните технологии за избягване на сблъсък. Много луксозни автомобили вече включват автоматизиран круиз контрол и нискоскоростни автоматизирани системи за разбиване, които работят с помощта на различни сензори. Добавете радио и стандарт, чрез който превозните средства могат да споделят данни по радиото и Presto! Имате основна безжична мрежа.

Това има апел, тъй като е веднага използваем и може да работи с превозни средства, които не са автоматизирани. Националната администрация за движение по пътищата и безопасността, най-върховният регулаторен орган, който наблюдава пътищата в Америка, вече препоръча прилагането на комуникация между превозно средство и превозно средство (V2V) за предотвратяване на сблъсъци. Доклад, написан от четири изследователи на NTSB установихме, че:

„… С изключение на шофьори, увредени от алкохол или сънливост, тези системи [V2V] се справят с 81 процента от ПТП с всички превозни средства, в които участват необезпокоявани водачи.“

Това означава, че V2V системите биха могли да предотвратят по-голямата част от автомобилните сблъсъци, ако всички превозни средства ги изпълнят.

Популярна теоретична реализация на V2V е системата „взвод“. Тази идея, която съществува от поне 1993 г., включва групи от автоматизирани превозни средства, които се събират, за да образуват дълга, плътно разположена линия. Това държи автоматизираните автомобили далеч от тези, които не са автоматизирани, и осигурява аеродинамични ползи, които намаляват разхода на гориво (с изключение на водещия автомобил).

В тази система практически всеки тип безжични комуникации може да работи, тъй като всяко превозно средство в взвода ще трябва да комуникира само с този пред него. Всеки брой съвременни безжични технологии (Volvo демонстрира взвод, използвайки 802.11p WiFi) може да работи надеждно, тъй като краткият обхват на комуникация ограничава смущения и проблеми с приемането. Дори моментният закъснение в комуникацията не би бил пагубен, тъй като всеки автоматизиран автомобил се нуждае само от скоростта на съпоставяне с тази преди него. Разказа Ерик Колинг, инженер от Volvo Phys.org че „Ние [Volvo] вярваме, че взводът днес може да бъде по-безопасен от нормалното шофиране“, и обяснихме, че автомобилният производител внимателно проучва най-ефикасния - и най-безопасния начин за изпълнение идея.

V2V системи като взвод са сравнително прост начин за внедряване на автономни превозни средства, но идеята не е перфектна. Всички системи V2V нямат централизиран хардуер, който отговаря за цялостния транспорт. Взводите, например, са ефективни за участващите автомобили, но те не реагират динамично на трафика и не могат да общуват с пътната инфраструктура. Ако взвод срещне интензивен трафик, той просто ще се забави и ще следва маршрута, определен от водещата кола. Няма начин V2V мрежите да „видят“ задръстване и да изчислят алтернативен маршрут, или да предскажат времето за следващите три скорости и съответно да регулират скоростта. Пълната потенциална ефективност на автоматизираното превозно средство не може да бъде реализирана с по-голяма и сложна система.

Превозното средство и инфраструктурата

Тази ефективност може да бъде активирана само ако има начин да се позволи на автономните автомобили да си взаимодействат не само помежду си, но и със средата, което позволява споменатия по-рано „рояк пчели“. За целта всеки автомобил трябва да може да се закачи в мрежа, която обхваща не само непосредствената му близост, но и много по-широка зона, може би толкова голяма, колкото целият град, в който автомобилът работи. Този вид мрежа се нарича превозно средство до инфраструктура и е много по-сложна.

В момента се провежда немска компания тримесечно изпитание на V2I система, наречена simTD което позволява на свързани автомобили да комуникират с инфраструктурни елементи. Например, кола с тази система може да говори с предстояща светофар Програмиране на Arduino за начинаещи: Ръководство за проектиране на светофариИзграждането на контролер на светофар Arduino ви помага да развиете основни умения за кодиране! Започваме ви. Прочетете още и регулирайте скоростта му спрямо времето на пристигането си с промяната на светлината. По този начин се намалява времето на празен ход, което подобрява ефективността на горивото. Системата може също да предупреди автомобила и неговите пътници за предстоящи опасности по пътя, като получава данни, когато друг автомобил се плъзга или изпитва загуба на сцепление.

Дори тази основна реализация на V2I дава ползи за безопасността и ефективността, но недостатъкът е сложността. Комбинация от WiFi, UMTS и GRPS (последните две са стандарти за клетъчни данни GSM Vs. CDMA: Каква е разликата и кое е по-добро?Може би сте чували термините GSM и CDMA, хвърлени преди, в разговор за мобилни телефони, но какво всъщност означават? Прочетете още ) се използват за осигуряване на постоянна комуникация както с инфраструктурата, така и с други превозни средства.

SimTD също използва предавания от превозно средство към превозно средство като верига от маргаритки, за да позволи комуникация с инфраструктурата, ако никой от радиостанциите на превозното средство не може да получи сигнал. Това е чудесна идея, но това означава, че всеки автомобил от веригата трябва да използва съвместим стандарт, а освен това съществува и въпросът как мобилната комуникация ще се обработва от доставчиците на тази услуга.

И тогава има инфраструктура. SimTD е работил с производителите на превозни средства и град Франкфурт, за да проведе терен на мястол, но тя беше ограничена само до двадесет светофара. Внедряването на инфраструктурата, изисквана от комуникацията с V2I, ще бъде скъпо начинание и ще бъде особено трудно (ако не е невъзможно) за внедряване в селските райони, където има много път и не много пари за изграждане на инфраструктурата е необходимо.

Комбинираното решение

Всичко това прави V2I звука труден за изпълнение в най-добрия случай, но добрата новина е, че той е напълно съвместим с V2V и всъщност вероятно ще го включи във всяка реална система. Това означава, че автомобилите, които нямат възможност за комуникация с инфраструктурата, все още биха могли да работят в мрежата в ограничен смисъл и всички автомобили биха могли да използват по подразбиране V2V комуникации, ако е необходимо.

Всъщност е малко вероятно да видим инфраструктурно решение да изплува сам навсякъде по света. Изграждането на такава мрежа е скъпо и отнема много време. Тя също изисква зряла технология, тъй като промяната на стандарта за комуникация по средата на изграждането на инфраструктура може да съсипе целия проект.

За разлика от тях V2V платформите вече се разполагат в ограничен брой. Противно на това, което може би сте чували, все още им предстои дълъг път, преди да обикалят магистралите в голям брой, но те съществуват и могат да бъдат разработени бързо от независими екипи.

Тези два подхода към автономните автомобили са съвместими, защото разчитат на едни и същи комуникационни технологии. Всъщност комуникациите не са най-належащият проблем, пред който са изправени автономните превозни средства; simTD вече демонстрира съществуващата WiFi и клетъчната може да работи добре. Проблемът, пред който са изправени изследователите, не е решаването на начина, по който те ще общуват, а вместо това да решат как да се държат, след като го направят.

Кредит за изображение: Wikimedia / SreeBot