![اتومبیل ها چگونه می بینند؟]()
شما در حال گفتگوی داغ هستید که ناگهان ماشین شما روی ترمز می زند. یک نفر در حالی که حواستان نبود حرف شما را قطع کرد. در آن چند ثانیه بیتوجهی، دههها تحقیق و توسعه، دهها حسگر در طیفهای مختلف و یک پردازنده فوقالعاده سریع برای جلوگیری از تصادف خودرو هماهنگ کار کردند.
خودروها هر سال که می گذرد وعده اتوماسیون و کمک بیشتری را می دهند و برخی حتی پیشنهاد می کنند خودشان رانندگی کنند. این کامپیوتری شدن، مجموعه ای از حسگرها و الگوریتم ها را به همراه آورده است که برای درک بهتر یک وسیله نقلیه از راننده انسانی آن طراحی شده اند. فناوری - و قدرت محاسباتی مورد نیاز برای اجرای همه آن - چیزی جز خیره کننده نیست. "L" برای نگاه شما به من است
کمک های کمک راننده توسط SAE International به پنج سطح تقسیم می شود. سطح 0 صرفاً برای کمک های ایمنی مانند ترمز اضطراری خودکار (AEB) یا نظارت بر نقاط کور در نظر گرفته شده است. سطح 5 برای خودرانی کامل است، که در آن سرنشینان وسیله نقلیه می توانند با خیال راحت بخوابند در حالی که خودروی آنها بین ایالتی را خراب می کند. اکثر خودروهایی که امروزه به فروش می رسند، سطح 1 هستند، با کمک فرمان یا دریچه گاز/ترمز ارائه می شود. برخی از خودروها سطح 2 هستند که ترکیبی از کمک های ترمز و فرمان است. پیادهسازیهای سطح 2 از دستیار حفظ مسیر ساده و کروز کنترل خودکار (ACC) تا سیستمهای هندزفری پیشرفتهتر مانند BlueCruise فورد یا Autopilot تسلا را شامل میشود. همه آنها هنوز به توجه فعال راننده برای کار ایمن نیاز دارند.
سیستمهای سطح 3 پیشرفتهترین سیستمهای تجاری موجود امروزی هستند و میتوانند خود را در ترافیک با سرعت کم در هنگام هوای خوب در جادههای مشخص و مشخص رانندگی کنند. آنها همچنان می توانند از رانندگان بخواهند که در صورت نیاز مداخله کنند و معمولاً سرعت آنها به 40 مایل در ساعت یا کمتر محدود می شود. سطوح 4 و 5 - وسایل نقلیه خودران واقعی - هنوز در مرحله تحقیق و توسعه هستند و هنوز راه زیادی تا فروش آنها در نمایندگی ها در پیش است.
هر یک از این سطوح بر روی سطوح قبل از خود ساخته میشوند و برای عملکرد ایمن به مقدار زیادی سختافزار و نرمافزار نیاز دارند. "O" برای موانعی است که می بینم
به جای استفاده از نور در طیف مرئی، اکثر کمک های سطح 1 از یک سیستم راداری استفاده می کنند که امواج رادیویی را ارسال و دریافت می کند. هنگامی که امواج رادیویی ارسال شده به یک جسم جامد می رسند، به سمت سیستم رادار باز می گردند. این موج منعکس شده به سیستم رادار باز می گردد، جایی که گیرنده آنها را شناسایی می کند. یک پردازنده بر اساس ویژگیهای امواج منعکسشده، از نظر ریاضی تعیین میکند که یک شی شناساییشده چقدر دور است، چقدر سریع حرکت میکند و در کدام جهت است.
این یکی از قدیمیترین فناوریهایی است که برای سیستمهای رانندگی خودکار مورد استفاده قرار میگیرد و اولین سیستمهای تشخیص رادار به اوایل دهه 1900 باز میگردد. استفاده از آن در خودروها به بیش از 60 سال قبل برمی گردد، به کانسپت کادیلاک سیکلون در سال 1959، که به طور برجسته یک جفت رادار "غلاف" را بر روی دماغه خود برای هشدار به راننده از موانع نشان می داد. با این حال، دهه ها طول می کشد تا رادار به اندازه کافی جمع و جور و قابل اعتماد شود تا خودروهای تولیدی آن را ارائه دهند. "V" بسیار، بسیار فراحسی است
در نتیجه، اولین فناوری سنجش خودرو در دسترس مصرف کننده، در واقع از لیدار استفاده می کرد، نه رادار. Lidar از همان فرض رادار استفاده می کند - اندازه گیری زمان بازتاب پالس موج - اما به جای رادیو، از امواج نور استفاده می کند. میتسوبیشی از یک سیستم تشخیص خودرو مبتنی بر لیدار در Debonair در سال 1992 استفاده کرد که منحصراً برای بازار ژاپن عرضه شد. در مقایسه با سیستمهای مدرن ابتدایی بود، زیرا هیچ کنترلی دریچه گاز یا ترمز نداشت و فقط میتوانست راننده را از وجود موانع آگاه کند و اوردرانو را برای کاهش سرعت ملایم خاموش کند. علاوه بر این، لیدار در آب و هوای بد و در جاده های مرطوب کمتر موثر است، زیرا به پراش و انعکاس بسیار حساس است که کارایی آن را محدود می کند. سیستم میتسوبیشی از این جهت محدودتر بود که فقط زمانی کار میکرد که کروز کنترل درگیر بود، نه دائم.
میتسوبیشی به توسعه فناوری کمک راننده خود ادامه داد و در سال 1995 کنترل دریچه گاز و دوربین جلو را اضافه کرد که از پردازش کنتراست بصری برای "دیدن" خطوط جاده استفاده می کرد. اگر سیستم دوربین تشخیص دهد که راننده از خط خود خارج می شود، یک سروو در ستون فرمان می تواند به آرامی ماشین را به حرکت درآورد. این یک تلاش بسیار اولیه برای اتوماسیون سطح 2 بود، اگرچه فقدان ترمز خودکار و اتکا به لیدار باعث شد آن بسیار مفید نباشد.
دوربین ها تا همین اواخر در استفاده محدود باقی مانده بودند. برخلاف رادار، آنها همان محدودیتهایی را دارند که چشم انسان دارد - باران و مه میتواند به سرعت آنها را بیفایده کند - و برخلاف لیدار، انجام هر کاری فراتر از ابتداییترین پردازش تصویر (مثلاً جستجوی علائم محدودیت سرعت با کنتراست بالا یا خطوط جاده) نیاز دارد. مقادیر فزاینده ای از قدرت محاسباتی. "E" حتی بیشتر از هر چشمی است که میپرستید
مرسدس بنز اولین شرکتی بود که با سیستم کروز کنترل مبتنی بر رادار در سال 1999 با سیستمی به نام Distronic وارد بازار شد. Distronic، ارائه شده در کلاس S، شبیه به سیستم های کروز کنترل مدرن بود، با توانایی اعمال هر دو دریچه گاز و (مقداری) نیروی ترمز برای مطابقت با سرعت خودروهای پیشرو. رادار تحت تأثیر آب و هوای بد قرار نمیگیرد و در مسافت بسیار طولانیتری نسبت به لیدار کار میکند، که آن را به بهترین گزینه برای کنترل کروز در مسافتهای طولانی تبدیل کرده است. با این حال، رادار دقت بسیار کمتری نسبت به لیدار دارد که کاربرد آن را در درجه اول به جاده هایی با سرعت بالاتر و خطوط عریض مانند بزرگراه ها محدود می کند.
با این حال رادار دروازه ای برای سیستم های بسیار پیچیده تر بود. در سال 1999، جان وان، یکی از مدیران پیمانکاری که سنسورهای کلاس S را تامین میکرد، اظهار داشت که «کروز کنترل تطبیقی اولین سیستم در شبکهای از حسگرها است... این آغاز عصر مایکروویو در الکترونیک خودرو است».
طولی نکشید که پیشبینی وان پیشبینی شد. تا سال 2003، هوندا اولین سیستم ترمز اضطراری خودکار جهان را ابتدا در اینسپایر فقط ژاپنی و سپس برای خریداران آمریکایی با آکورا TL 2006 راه اندازی کرد. این "سیستم ترمز کاهش برخورد" یا CMBS از یک سنسور رادار برای نظارت بر ترافیک جلو استفاده می کرد. CMBS به راننده هشدار می دهد که اتومبیل های کند یا متوقف شده اند، و اگر راننده مداخله نمی کند، کمربندهای ایمنی را از قبل می بندد و حداکثر نیروی ترمز را اعمال می کند.
از اینجا، ترکیبی از سیستم های حسی شروع به تکثیر کردند. خودروهای مدرن با سیستمهای ایمنی پیشرفته اغلب ترکیبی از دوربینهای سنتی، رادار و لیدار دارند تا کاملترین تصویر ممکن را از دنیای اطراف خود ارائه دهند. سطح 3 تمام چیزی است که می توانم به شما بدهم
سیستمهای سطح 3 مانند Drive Pilot مرسدس بنز، این فناوریها را با فناوریهای حسی و موقعیتی بیشتر، مانند مانیتورهای رطوبت جاده و آنتنهای GPS، جفت میکنند تا فقط با سرعت محدود و در شرایط آفتابی و خشک در جادههای خاص کار کنند. در حالی که به نظر می رسد بیش از حد مازاد بر کار باشد، اتومبیل های خودران قبلاً حتی با نظارت انسان دچار تصادفات مرگبار شده اند، که بر نیاز به چندین سیستم در صورت خرابی یکی تأکید می کند.
این معادل مقدار زیادی داده است: 34 گیگابایت در دقیقه، در مورد Drive Pilot. اینتل تخمین زده است که یک خودروی خودران به طور متوسط روزانه 4000 گیگابایت داده رانندگی تولید می کند (که با نرخ ذخیره سازی فعلی، تقریباً 350،000 دلار در سال در فضای سرور هزینه خواهد داشت). علاوه بر این، تمام این داده ها در زمان واقعی پردازش می شوند که از نظر محاسباتی شدید است. اگر تمام 1.47 میلیارد خودروی روی زمین خودران بودند، چهار مرتبه قدرت محاسباتی بیشتری نسبت به هر مرکز داده ای که فیس بوک در اختیار دارد، استفاده می کردند و به برق بیشتری از مصرف کل کشور آرژانتین نیاز داشتند.
بنابراین، گلوگاه اصلی آینده، فقط پالایش حسگرها نیست، بلکه مقابله با سیل داده ها است. این مشکلی است که مهندسان کامپیوتر از زمان ENIAC با آن دست و پنجه نرم کردهاند، و احتمالاً مهندسان خودرو باید امیدوار باشند که پیشرفتهای محاسباتی - چه برای قدرت پردازش یا الگوریتمها - به دست بیاید. تا آن زمان، سعی کنید همیشه برای صرفه جویی در بیکن خود به ماشین خود اعتماد نکنید.
توضیحات مهندسی بیشتر نحوه کارکرد سیستم تعلیق ترفند Lexus GX در مراکز خرید و موآب چگونه باتریهای قمری روور کار میکردند – و تقریباً از کار میافتادند – در ماه