Cum vor vorbi într-o zi mașinile între ele

Publicitate

Mașina cu autovehicul a devenit un subiect fierbinte în ultimii câțiva ani. Multe companii, inclusiv Google, consideră că această tehnologie ar putea face minuni pentru transportul mondial.

Mașinile cu autovehicul nu vor fi doar convenabile; vor fi, de asemenea, mai puțin costisitoare, mai eficiente în materie de combustibil și mai sigure. S-ar putea transforma chiar și drumurile lungi și plictisitoare într-o ocazie de relaxare, citire a unei cărți sau apel la o întâlnire.

Dar transportul de mâine nu se rezumă doar la autovehicul. Viitorul va vedea rețele de mașini care lucrează împreună pentru a păstra pasagerii în siguranță și a le livra în mod eficient către destinații.

Pentru ca acest lucru să se întâmple, însă, mașinile au nevoie de o modalitate de a vorbi între ele.

Sunteți gata de discuție?

Comunicarea fără fir între vehiculele autonome a fost întotdeauna un subiect de interes pentru cercetătorii care dezvoltă mașina de mâine. Demonstrații de genul Mașina auto care conduce Google

Efectele șocante ale mașinii fără șofer Google [INFOGRAPHIC]Viitorul este mai aproape decât ai putea crede. Mulțumită departamentului de cercetare secret de top Google, Google X, mașinile fără șoferi sunt acum o realitate și ar putea lovi mainstream-ul în viitorul nu prea îndepărtat ... Citeste mai mult , care nu include nici măcar un volan, sunt impresionante - dar sunt proiecte realizate la scară limitată.

Problema cu care se confruntă cercetătorii nu mai este cum să o facă construi un vehicul autonom, așa cum sa realizat deja. În schimb, problema este cum să faci un vehicul autonom sigur și de încredere pe drumurile de astăzi. Mașinile cu autovehicule care operează singure ar putea oferi proprietarilor lor confortul, dar nu își vor da pe deplin seama de eficiența, siguranța și costurile pe care le poate oferi vehiculul autonom.

Aceste îmbunătățiri pot fi deblocate doar printr-o rețea de mașini autonome. Nici o astfel de rețea nu a fost construită, astfel încât opiniile despre cum ar putea arăta variază, dar cercetătorii lucrează pentru a da curs ideii.

De exemplu, Centrul de Transformare a Mobilității din MIT, face ca Ann Arbor (orașul natal al școlii) să fie lider în automobilismul automat. Larry Burns, profesor de inginerie la școală, a apelat la regatul animalelor pentru inspirație, subliniind că:

„Albinele roiesc. Turmă de gâște Și nu se aleargă între ei. ”

O mulțime de bug-uri poate părea o comparație ciudată cu mașinile automate, dar indică toleranțele strânse pe care le-ar putea activa o rețea de mașini autonome. Un șofer uman tipic, dacă nu este distras, necesită 215 milisecunde pentru a reacționa. Asta înseamnă că o mașină care se deplasează la 100 de kilometri pe oră va parcurge aproximativ șase metri (aproape douăzeci de metri) înainte ca șoferul să poată răspunde chiar. Șoferii în siguranță lasă adesea mai multe lungimi de mașină între ele și vehiculul din fața lor din cauza acestei întârzieri.

Undele radio, însă, sunt aproape instantanee Cele mai comune standarde și tipuri de Wi-Fi explicateConfuz cu diversele standarde Wi-Fi utilizate? Iată ce trebuie să știți despre standardele wireless IEEE 802.11ac și mai vechi. Citeste mai mult (la distanțe funcționează mașinile automate), ceea ce înseamnă că mașinile automate pot funcționa teoretic în siguranță cu doar câțiva metri între ele. Deodată imaginea unui roi are mai mult sens; o rețea de mașini autonome nu ar arăta ca traficul de astăzi, ci în schimb ca un flux constant de vehicule care se deplasează organic, lăsând spații de un metru (și uneori mult mai puțin) între fiecare mașină. La o vedere, mișcarea ar putea apărea la întâmplare, dar ar fi de fapt foarte coordonată; ați fost martorul unui canal de mașini care se deplasează spre stânga, fuzionându-se în goluri cu doar centimetri mai mari decât mașinile în sine, dacă există o ieșire la jumătate de kilometru pe drum.

Dar să spui pur și simplu că acest lucru va fi posibil prin undele radio este asemănător cu a spune „un vrăjitor a făcut-o!” Sunt multi concepte diferite despre modul în care ar putea funcționa o rețea de mașini automatizate și funcționează în general în două categorii principale.

Comunicări între vehicule și vehicule

Cel mai evident mod de a activarea rețelelor de vehicule automate Iată cum vom ajunge la o lume umplută cu mașini fără șoferConducerea este o sarcină obositoare, periculoasă și solicitantă. Ar putea fi într-o zi automatizată de tehnologia auto fără șofer Google? Citeste mai mult înseamnă să-i facem să vorbească între ei direct. Din perspectivă tehnică, acest lucru este relativ simplu și, de fapt, salturile din tehnologiile actuale de evitare a coliziunii. Multe autovehicule de lux includ acum control automat de croazieră și sisteme de rupere automată cu viteză mică, care operează folosind o varietate de senzori. Adăugați un radio și un standard prin care vehiculele pot partaja date prin radio și presto! Aveți o rețea wireless de bază.

Aceasta are un apel, deoarece este imediat utilizabilă și poate funcționa cu vehicule care nu sunt automatizate. Administrația Națională a Traficului și Siguranței Autostrăzii, cel mai înalt organism de reglementare care supraveghează drumurile din America, a recomandat deja implementarea comunicării vehicul-cu-vehicul (V2V) pentru a preveni coliziunile. Un raport scris de patru cercetători ai NTSB a constatat că:

„… Cu excepția șoferilor afectați de alcool sau somnolență, aceste sisteme [V2V] se ocupă cu 81 la sută din accidentele de vehicule care implică șoferi neafectați.”

Aceasta înseamnă că sistemele V2V ar putea preveni majoritatea coliziunilor auto dacă toate vehiculele le-ar implementa.

O implementare teoretică populară a V2V este sistemul „plutonului”. Această idee, care există de la cel puțin 1993, implică grupuri de vehicule automate care se reunesc pentru a forma o linie lungă, strâns distanțată. Acest lucru ține mașinile automate departe de cele care nu sunt automatizate și oferă avantaje aerodinamice care reduc consumul de combustibil (cu excepția automobilului cu plumb).

În acest sistem, practic orice tip de comunicații fără fir ar putea funcționa, deoarece fiecare vehicul din pluton nu ar trebui să comunice decât cu cel din fața sa. Orice număr de tehnologii wireless moderne (Volvo a demonstrat un pluton folosind WiFi 802.11p) ar putea funcționa în mod fiabil, întrucât gama scurtă de comunicare limitează problemele de interferență și recepție. Chiar și o scurgere de moment în comunicare nu ar fi dezastruoasă, deoarece fiecare mașină automată nu are nevoie decât de o viteză corespunzătoare cu cea din fața ei. Erik Coelingh, un inginer cu Volvo, a spus Phys.org că, „noi [Volvo] credem că plutonarea poate fi mai sigură decât în ​​mod normal la volanul de astăzi” și a elaborat că producătorul de automobile examinează îndeaproape cea mai eficientă și mai sigură - modalitate de implementare idee.

Sistemele V2V precum plutonarea sunt o modalitate relativ simplă de a implementa vehicule autonome, dar ideea nu este perfectă. Toate sistemele V2V nu au hardware centralizat care se ocupă de transportul general. Plutonele, de exemplu, sunt eficiente pentru mașinile implicate, dar nu răspund dinamic traficului și nu pot comunica cu infrastructura rutieră. Dacă un pluton întâlnește trafic intens, va încetini și va urma ruta determinată de mașina de plumb. Nu există nicio cale pentru rețelele V2V să „vadă” un blocaj de trafic și să calculeze o rută alternativă sau să prezice calendarul următoarelor trei faruri și să regleze viteza în consecință. Eficiența maximă potențială a vehiculului automat nu poate fi realizată cu un sistem mai mare și mai complex.

Vehicul-infrastructură

Această eficiență poate fi activată numai dacă există o modalitate de a permite mașinilor autonome să interacționeze nu numai între ele, ci și cu mediul, permițând „roiul albinelor” menționat anterior. Pentru a face acest lucru, fiecare mașină trebuie să poată conecta într-o rețea care se întinde nu doar în imediata apropiere, ci într-o zonă mult mai largă, poate la fel de mare ca întreg orașul în care funcționează vehiculul. Acest tip de rețea se numește vehicul la infrastructură și este mult mai complex.

O companie germană conduce în prezent un proces de trei luni al unui sistem V2I numit simTD care permite mașinile conectate să comunice cu elementele infrastructurii. De exemplu, o mașină cu acest sistem poate vorbi cu un viitor semafor Programare Arduino pentru începători: Tutorial de proiectare a controlorului semaforuluiConstruirea unui controlor de semafor Arduino vă ajută să dezvolți abilități de codare de bază! Vă începem. Citeste mai mult și ajustați viteza la momentul sosirii sale odată cu schimbarea luminii. Prin aceasta, scade timpul inactiv, ceea ce îmbunătățește eficiența combustibilului. Sistemul poate avertiza, de asemenea, o mașină și ocupanții săi asupra pericolelor viitoare primind date atunci când o altă mașină derapă sau prezintă pierderi de tracțiune.

Chiar și această implementare rudimentară a V2I permite beneficii pentru siguranță și eficiență, dar dezavantajul este complexitatea. O combinație de WiFi, UMTS și GRPS (ultimele două sunt standarde de date celulare GSM Vs. CDMA: Care este diferența și care este mai bună?Este posibil să fi auzit termenii GSM și CDMA aruncați înainte într-o conversație despre telefoanele mobile, dar ce înseamnă ei cu adevărat? Citeste mai mult ) sunt utilizate pentru a asigura o comunicare constantă atât cu infrastructura, cât și cu alte vehicule.

SimTD folosește, de asemenea, transmisiuni între vehicule ca un lanț de margarete pentru a permite comunicarea infrastructurii dacă niciuna dintre radiourile vehiculului nu poate primi un semnal. Aceasta este o idee grozavă, dar înseamnă că fiecare mașină din lanț trebuie să utilizeze un standard compatibil și există, de asemenea, întrebarea modului în care comunicarea celulară va fi gestionată de furnizorii acestui serviciu.

Și apoi există infrastructura. SimTD a colaborat cu producătorii de vehicule și orașul Frankfurt pentru a conduce o tria triaL, dar era limitat la doar douăzeci de semafoare. Implementarea infrastructurii solicitate de comunicarea V2I va fi o aventura costisitoare și va fi deosebit de dificilă (dacă nu imposibil) de implementat în zonele rurale unde există o mulțime de drumuri și nu prea mulți bani pentru construirea infrastructurii Necesar.

Soluția combinată

Toate acestea fac ca V2I să pară dificil de pus în aplicare, în cel mai bun caz, dar vestea bună este că este complet compatibilă cu V2V și, de fapt, este probabil să o includă în orice sistem din lumea reală. Acest lucru înseamnă că mașinile care nu au capacitatea de a comunica cu infrastructura ar putea funcționa în continuare în rețea într-un sens limitat, iar toate mașinile ar putea face implicit la comunicațiile V2V, dacă este necesar.

Într-adevăr, este puțin probabil să vedem o soluție de infrastructură să apară singur oriunde în lume. Construirea unei astfel de rețele este atât costisitoare cât și consumatoare de timp. De asemenea, necesită o tehnologie matură, deoarece schimbarea standardului de comunicare la jumătatea infrastructurii de construcții ar putea strica întregul proiect.

În schimb, platformele V2V sunt deja implementate în număr limitat. Contrar a ceea ce ați auzit, mai au un drum lung de parcurs înainte să parcurgă autostrăzile în număr mare, dar există și pot fi dezvoltate rapid de echipe independente.

Aceste două abordări ale mașinilor autonome sunt compatibile deoarece se bazează pe aceleași tehnologii de comunicare. De fapt, comunicarea nu este cea mai stringentă problemă cu care se confruntă vehiculele autonome; simTD a demonstrat deja WiFi-ul existent, iar celularul poate funcționa bine. Problema cu care se confruntă cercetătorii nu este să rezolve modul în care vor comunica, ci să decidă cum ar trebui să se comporte odată ce o fac.

Credit imagine: Wikimedia / SreeBot