Что такое автономные автомобили?

Автономные автомобили - это беспилотные автомобили, которые могут работать с минимальным или даже нулевым участием человека. В этих автомобилях используется искусственный интеллект (ИИ) и уже существующие автомобильные технологии, такие как адаптивный круиз-контроль, для автоматизации процесса вождения.

Беспилотные автомобили по сложности отличаются от базовых систем, которые должны постоянно контролироваться человек-водитель, к системам, способным работать в любых условиях и без человеческого фактора в все.

Как работают автономные автомобили?

Автономные автомобили используют комбинацию искусственного интеллекта и транспортных систем на основе существующих Усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS) для создания чего-то известного как автоматизированная система водителя. (ОБЪЯВЛЕНИЯ).

Искусственный интеллект, лежащий в основе автономного автомобиля, принимает входные данные от различных датчиков, встроенных в автомобиль, и использует эти входные данные для создания картины внешнего мира. С этой картинкой в ​​сочетании с картой местности и Спутник глобального позиционирования (GPS) данные, автономное транспортное средство может безопасно прокладывать курс через окружающую среду.

Чтобы перемещаться из одной точки в другую, ИИ подключается к системам автомобиля, таким как электронный дроссель, тормоза и рулевое управление. Когда датчики транспортного средства, которые могут включать в себя все, от радаров до лазеров, обнаруживают объект, такой как пешехода или другого транспортного средства, ИИ предназначен для немедленных корректирующих действий, чтобы избежать авария.

В дополнение к полному управлению искусственным интеллектом, автономные автомобили обычно проектируются с возможностью полного управления водителем. В таких транспортных средствах ADS действует как очень продвинутый вид круиз-контроля, когда водитель может взять или отказаться от управления в любое время.

Некоторые автономные автомобили предназначены для работы вообще без участия человека, хотя легальность беспилотных автомобилей меняется от одного места к другому.

Ключевые технологии, позволяющие автомобилю управлять самим собой

Чтобы автомобиль мог управлять собой, он должен использовать ряд технологий, которые используются в наших автомобилях в течение многих лет, а в некоторых случаях даже десятилетиями. Автомобиль должен поддерживать электронный контроль над каждой системой, от двигателя и трансмиссии до тормозов, и ему нужен какой-то искусственный интеллект, чтобы связать все это воедино.

Большинство технологий, которые используются в автономных автомобилях, известны как Advanced Driver Assistance. Системы, потому что они были разработаны, чтобы сделать вождение более комфортным и менее опасным.

Вот некоторые из наиболее важных технологий, лежащих в основе автономных транспортных средств:

• Искусственный интеллект: Автономные автомобили были бы невозможны без искусственного интеллекта. Эти автомобили управляются программами искусственного интеллекта, которые разрабатываются и обучаются с помощью машинное обучение чтобы иметь возможность считывать данные с различных датчиков, встроенных в автомобиль, и затем определять наиболее подходящие действия в любой конкретной ситуации.
• По проводам: Эти системы присутствуют в обычных автомобилях в течение многих лет и в основном заменяют механические соединения электрическими соединениями и элементами управления. Это значительно упрощает встроенному ИИ управление каждой отдельной системой, такой как рулевое управление, ускорение и торможение.
• Удержание полосы движения: Изначально эти системы были разработаны, чтобы помочь водителям-людям избегать съезда с полосы движения в транспортном потоке, но в автономных транспортных средствах используются многие из тех же типов датчиков и методов.
• Автоматическое торможение: Изначально это было разработано для предотвращения несчастных случаев за счет автоматического торможения в ситуациях, когда водитель слишком медлителен, чтобы действовать. Автономные автомобили используют аналогичную технологию в гораздо более широком масштабе.
• Адаптивный круиз-контроль: Это еще одна система, которая изначально была разработана для помощи водителям, в данном случае путем динамического увеличения и уменьшения скорости относительно окружающего движения. Автономные автомобили должны выполнять ту же самую основную задачу в дополнение ко всему, что обычно делал бы водитель.

Степени автономии: действительно ли беспилотные автомобили могут быть без водителя?

Разработка автономных автомобилей была медленным шагом вперед, а не переключателем, который кто-то решил однажды щелкнуть. Он начался в 1950-х годах с некоторых из первых функций безопасности и удобства, которые со временем стали обычным явлением, например антиблокировочная система тормозов и круиз-контроль, а в 2000-х годах ускоренная с помощью ADAS, такая как адаптивный круиз-контроль и автоматическая торможение.

Поскольку автономные автомобили прошли такой медленный и постепенный процесс, Общество автомобильных инженеров (SAE) разработало пятиуровневую шкалу автоматизации.

Эта шкала описывает все, от полностью ручных транспортных средств вчерашнего дня до полностью автоматизированных транспортных средств, которые, как ожидается, появятся в выставочных залах и на автомагистралях к 2020 году.

Это уровни автоматизации, которые может иметь автомобиль:

Уровень 0: без автоматизации

Это традиционные автомобили, для работы которых требуется постоянное участие водителя. У этих автомобилей даже нет таких функций, как антиблокировочная система тормозов или круиз-контроль.

Уровень 1: Помощь водителю

Эти автомобили по-прежнему полностью контролируются водителем, но они включают в себя некоторые общие системы помощи водителю. Автомобиль на этом уровне обычно включает в себя базовые функции, такие как круиз-контроль.

Уровень 2: Частичная автоматизация

На этом этапе автомобили получают некоторый уровень автоматического управления такими функциями, как ускорение, торможение и рулевое управление. Водитель по-прежнему полностью контролирует транспортное средство, и транспортное средство на этом уровне не может управлять собой без водителя-человека.

Такие автомобили обычно имеют ADAS, такие как автоматическое торможение, адаптивный круиз-контроль и некоторые системы удержания полосы движения.

Уровень 3: условная автоматизация

Транспортные средства на этом уровне включают ADS, поэтому они технически автономны. Эти автомобили способны перемещаться из одного места в другое, определять опасности и реагировать на них. Присутствие человека-водителя по-прежнему требуется в случае аварийной ситуации, и водитель должен оставаться начеку и быть готовым взять на себя управление.

Каждая система в транспортных средствах на этом уровне должна быть автоматизирована, и эти автомобили также требуют обширных возможностей искусственного интеллекта для безопасной работы без участия человека-водителя.

Уровень 4: Высокая автоматизация

На этом уровне автомобиль полностью автоматизирован. Он может безопасно перемещаться из одного места в другое в большинстве условий. В некоторых условиях, а в некоторых случаях автомобилю все же может потребоваться вмешательство человека.

Этот тип автономного автомобиля технически способен работать без присутствия человека-оператора, но может быть включена возможность взять на себя управление человеком-оператором.

Уровень 5: Полная автоматизация

Автомобили с таким уровнем автоматизации действительно автономны и могут работать без водителя в любых условиях движения. В зависимости от конструкции человек-оператор может иметь возможность взять на себя управление вручную, но эти типы транспортных средств не требуют такого вмешательства.

Каковы преимущества автономных автомобилей?

Основное преимущество автономных автомобилей и движущая сила развития автономных автомобилей - это безопасность. По данным NHTSA, более 90 процентов всех серьезных аварий вызваны простой человеческой ошибкой. Основная идея заключается в том, что если бы человеческий фактор можно было полностью исключить из уравнения, можно было бы спасти множество жизней.

Более практическое преимущество автономных автомобилей состоит в том, что они потенциально могут уменьшить загруженность дорог, работая более эффективно. Это может привести к сокращению времени в пути для многих водителей. Кроме того, водители смогут использовать время в пути, чтобы читать, узнавать новости, готовиться к работе или заниматься другими производительными задачами.

Еще одно преимущество, которое могут предоставить автономные автомобили, - это повышенная мобильность для пожилых людей и людей с ограниченными возможностями. Поскольку эти автомобили могут работать полностью автономно, ими могут безопасно управлять люди с ослабленным зрением и время реакции и даже такие состояния, как квадриплегия, которые обычно делают очень трудным или невозможным безопасное управление двигателем транспортное средство.

Благодаря возможности добираться до работы, встреч или даже покупать продукты, большое количество пожилых людей и инвалидов люди могли бы поддерживать гораздо более высокий уровень автономии, чем это было бы возможно без доступа к беспилотному автомобиль.

Проблема с большинством этих преимуществ заключается в том, что автоматизированные автомобили передают всю ценность преимуществ только тогда, когда на дороге находится достаточное количество этих транспортных средств.

Например, автономные автомобили могут исключить человеческий фактор из аварий только тогда, когда на дороге нет людей-водителей. Точно так же автономные автомобили смогут уменьшить заторы на дорогах только в том случае, если большинство транспортных средств на дороге не имеют водителя.

До тех пор, пока автономные автомобили не станут новой нормой, основным преимуществом их использования является удобство с некоторыми соображениями безопасности.