Sådan fungerer selvkørende biler: møtrikkerne og boltene bag Googles autonome bilprogram

Reklame

At være i stand til at pendle frem og tilbage til arbejde mens du sover, spiser, spiller Trivia Crack eller indhenter din favorit blogs i Feedly er et koncept, der er lige så tiltalende og tilsyneladende langt væk og for futuristisk til faktisk ske.

Da Google annoncerede deres autonome bilprojekt i 2008, begyndte visionerne om Minority Report at virvle rundt i vores hoveder mens vi spekulerede på mulighederne for en bil, der virkelig ikke havde brug for os til at gøre andet end at dreje den på. Denne samme bil behøver ikke at bekymre sig om ulykker, distraktion eller køre under påvirkning, mens den lavede tusinder - eller endda millioner - beregninger på delt sekund for at holde din sikkerhed.

Som det viser sig, er mennesker bemærkelsesværdigt dårlige til at køre. Ifølge Joshua Schank fra Eno Center for Transportation:

”Folk er ikke gode til at køre - 30.000 mennesker dør i bilulykker hvert år (i USA). Maskiner kan være meget bedre end mennesker, når det kommer til kørsel; de drikker ikke eller tekster og kan tænke hurtigere. ”

Selvom ikke en eneste chauffør vil hævde, at der ikke er nogle rigtige sind-bedøvende dårlige chauffører på vejen, bare hvor sikker er Google Car De chockerende virkninger af Google Driverless Car [INFOGRAPHIC]Fremtiden er tættere, end du måske tror. Takket være Googles top hemmelige forskningsafdeling, Google X, er førerløse biler nu en realitet og kan ramme mainstream i ikke alt for fjern fremtid ... Læs mere ?

Nå, i alt 700.000 vejmiljer, der er logget, har Google Car været i nøjagtigt to ulykker, hvoraf ingen af ​​skylden på bilen. Den første skete, da en menneskelig chauffør bagud afsluttede den autonome bil, og den anden forekom, mens en menneske kørte Google Car på en prøvekørsel. I modsætning hertil er der en dødelighed for hver 1,7 millioner kilometer, der køres i Storbritannien, og en død pr. 1,13 millioner miles i De Forenede Stater (data fra 2009). Selvom Google Cars endnu ikke har logget så mange kilometer, er ulykkesraten pr. Kørt kilometer bestemt lavere end biler, der drives af mennesker.

Teknologien bag Googles autonome bil

Det lovende ved Googles førerløse biler er, at det meste af teknologien i øjeblikket bruges begge dele på vejen Morgen i morgen - i dag: Topværktøjer til at sætte en computer i din bilDet bliver et stadig mere populært tidsfordriv at tilføje et nyt element til biler, et nyt knudepunkt til underholdning, GPS og kommunikation. Tømreren ser ud til at have været inspireret delvist af tv-shows som ... Læs mere , og i andre applikationer. Dette betyder, at teknologien, der holder passagererne i sikkerhed ikke er ny eller ikke-testet, og uden for deres proprietære software og algoritmer har Google-biler en masse testet og sikker hardware.

Lad os se på noget af det.

LIDAR

Laseroplysende detektion og spænding - eller LIDAR - bruges til at opbygge et 3D-kort og lade bilen "se" potentielle farer ved sprænger en laserstråle ud af overfladerne, der omgiver bilen, for nøjagtigt at bestemme afstanden og profilen af ​​denne objekt. Google Car bruger en Velodyne 64-beam laser for at give den indbyggede processor en 360-graders visning af montering af LIDAR-enheden øverst på bilen (til uhindret visning) og lad den rotere på en specialbygget base.

Radar

Mens LIDAR er fantastisk til nøjagtigt at kortlægge omgivelser, er dens ene fatale fejl i dens evne til nøjagtigt at overvåge hastigheden på de omgivende køretøjer i realtid. Det er her de fire kofangermonterede radarenheder afhenter slakken. Med to sensorer i den forreste kofanger og to bagpå tillader radarenhederne bilen at undgå stød ved at sende et signal til den indbyggede processor om at anvende bremser eller bevæge sig væk fra når anvendelig. Denne teknologi fungerer sammen med andre funktioner på bilen, såsom inertielle måleenheder, gyroskoper og en hjulkoder i orden at sende nøjagtige signaler til behandlingsenheden (hjernen) på køretøjet for bedre at træffe beslutninger om, hvordan man undgår potentielle ulykker.

Højdrevne kameraer

Den aktuelle kamerateknologi Hvordan fungerer et digitalt kamera? [Teknologi forklaret] Læs mere og opsætning på hver bil uden fører varierer, men en prototype bruger kameraer monteret på ydersiden med let adskillelse for at give et overlappende billede af bilens omgivelser. Denne teknologi er ikke i modsætning til det menneskelige øje, der giver overlappende billeder til hjernen, før de bestemmer ting som dybdeskarphed, perifer bevægelse og dimensionalitet af objekter.

Hvert kamera har et 50-graders synsfelt og er nøjagtigt til ca. 30 meter. Kameraerne i sig selv er ganske nyttige, men meget som alt andet i bilen er de overflødige teknologi, der gør det muligt for bilen at arbejde, selvom de skulle fungere.

Sonar

Igen er hver prototype bil, der er bygget af Google, lidt anderledes, men nogle af de testede har udstyret med avanceret ekkolodsteknologi. Begrænsningen af ​​sonar er dets smalle synsfelt og dets relativt korte effektive rækkevidde (ca. 6 meter). Inkluderingen giver dog endnu et redundant system, der gør det muligt for bilen effektivt at krydse henvisningsdata fra andre systemer i realtid til at anvende bremser, forspændingsbælter til stød eller svinge for at undgå forhindringer.

Positionering

En bil uden rattet, ingen bremser og ingen accelerator ville i det væsentlige være ubrugelig uden avancerede positioneringssystemer for at spore dens kurs og plotte en passende rute til dens destination. Til denne udfordring bruger Google sin egen kortsystem Hvordan fungerer Google Maps?Google Maps bruges af millioner af mennesker hver dag, og du er måske en af ​​dem, men hvordan fungerer det faktisk, og hvordan opretholder Google dens nøjagtighed så godt? Læs mere samt GPS-satellitter, inertielle måleenheder og en hjulkoder for at bestemme den faktiske hastighed. Systemet fungerer sammen med de indbyggede kameraer til at behandle information fra den virkelige verden såvel som GPS-data og kørehastighed for nøjagtigt at bestemme nøjagtigt placering af hvert køretøj ned til et par centimeter alt sammen, mens du foretager smarte korrektioner for ting som trafik, vejbyggeri og ulykker.

Sofistikeret software

Softwaren behandler alle data i realtid samt modellerer adfærdsdynamik af andre chauffører Hvordan biler en dag vil tale med hinandenMorgendagens transport handler ikke kun om den selvkørende bil. I fremtiden vil netværk af biler arbejde sammen for at beskytte passagererne og levere dem til deres destinationer effektivt. Læs mere , fodgængere og genstande omkring dig. Mens nogle data er hårdkodet ind i bilen, såsom at stoppe ved røde lys, læres andre svar baseret på tidligere køreoplevelser. Hver kilometer, der køres på hver bil, logges, og disse data behandles i et forsøg på at finde løsninger på enhver relevant situation.

Læringsalgoritmen behandler dataene om ikke kun den bil, du kører i, men andres data for at finde et passende svar på hvert muligt problem. Adfærdsdynamik er også kortlagt, og disse data bruges til at hjælpe med at genkende situationer, før de sker, meget som en menneskelig driver. For eksempel er bilerne smarte nok til at genkende - og tilpasse sig - situationer som:

• Et langsomt bevægende køretøj i højre linje antyder en større sandsynlighed for, at bilen, der følger den, vil forsøge at passere.
• Et grydehul eller fremmed vare på gaden viser en større sandsynlighed for, at en chauffør svinger for at undgå det.
• Trængsel i venstre bane betyder, at chauffører mere sandsynligt forsøger at komme ind i højre bane.

Større hindringer, som projektet står overfor, inden udbredt vedtagelse

Selvom teknologien i Googles autonome bilprogram ikke er så imponerende, betyder det ikke, at der ikke er væsentlige problemer, der stadig skal løses, før vi ankommer til en fremtid domineret af selvkørende biler Sådan kommer vi til en verden fyldt med førerløse bilerKørsel er en kedelig, farlig og krævende opgave. Kunne den en dag automatiseres af Googles førerløse bilteknologi? Læs mere .

Teknologi

Inden man håndterer andre problemer, som den autonome bil står overfor, er det vigtigt at bemærke, at teknologi stadig er den største barriere, der adskiller førerløse biler fra forbrugermarkedet.

Et af disse problemer, som Google står over for, er kortlægningssystemets tilpasningsevne. De kort, der bruges af disse biler, kan ikke lide dem, du ser i din GPS-enhed eller på Google Maps. Hvert kort er meget detaljeret ned til kantstenens højde og dimensioner på den bane, som bilen i øjeblikket kører i.

Problemet med dette detaljeringsniveau er enormiteten ved at kortlægge hele landet - eller verden. I øjeblikket har Google kortlagt cirka 2.000 mil vej for den førerløse bil at køre på. For at give dig en idé om skalaen er der mere end 170.000 mil vej i Californien alene og over 4 millioner miles offentlig vej i USA.

Årsagen til, at bilerne har fungeret så godt i deres første 700.000 mil-test, skyldes stort set, at bilerne kommer til at “snyde” på den måde, de reagerer på deres miljø. Det vil sige, hver bil tager ikke beslutninger i realtid om, hvordan de skal reagere på eksterne stimuli, og Google har ikke testet bilens evne til at reagere på situationer uden for disse kortlagte miljøer. Naturligvis er dette et problem, der på et tidspunkt kunne rette sig selv i en udstrækning som hver Google Car på vejen kører ikke bare, det hjælper også med at oprette 3D-kort til andre autonome biler ved at kortlægge data.

Yderligere teknologirelaterede problemer er:

• Indtil videre har bilen problemer, der forhindrer den i at køre i sne, is eller kraftigt regn.
• Det er ikke i stand til at fortælle farven på trafiklys, når sensorer er blinde for sol eller blænding.
• Sensorer registrerer genstande som pixelformede former, så hypotetisk ville bilen reagere på samme måde - ved at svinge - at gå glip af et barn i vejen, eller en avis, der flyder forbi.

Regeringsforordning

I henhold til lovbrevet, i det mindste i hjemlandet Google HQ (Californien), er selvkørende biler i øjeblikket lovlige. Chris Urmson, leder af det selvkørende bilprojekt hos Google, siger:

”Den lov, der blev vedtaget for næsten halvandet år siden, gjorde det helt klart, at det var effektivt førerløst drift af køretøjer var tilladt i Californien, og generelt mener vi, at det er sandt i store dele af OS."

Når det er sagt, er jeg ikke sikker på, at mange regeringer forestillede sig en fremtid med førerløse biler, når de vedtager deres nuværende trafiklove og regler. Det er usandsynligt at antage, at regeringen ikke træder ind på et tidspunkt og foretager deres egen efterforskning som det praktiske og sikkerhedsmæssige autonome køretøjer Autonome biler: Er robotter gode for miljøet?Den måde vi bruger biler på vil ændre sig. Disse ændringer vil være vidtgående, men et område, der ikke er undersøgt så detaljeret: indvirkningen på miljøet. Læs mere .

Vil forbrugere endda have det?

Selvom der har været stor spænding omkring teknologien fra nogle, har andre afvist ideen helt på grund af sikkerhedsmæssige betænkeligheder eller manglende vilje til at opgive kontrollen med hjulet. Mens nogle måske aldrig omfavne teknologien Kan hackere virkelig overtage din bil? Læs mere , er det sikkert at sige, at et bestemt segment af forbrugerbefolkningen ville være interesseret, hvis man antager, at to hovedfaktorer adresseres: sikkerhed og prisfastsættelse.

Mens sikkerhedsproblemerne stadig udarbejdes, ser det ud til, at bilen har en bemærkelsesværdig sikkerhedsrekord til dette punkt. Én filosofisk quandary er blevet bragt op, der er ganske interessant; hvordan reagerer bilen på såkaldte "vognproblemer?" Trolley-problemer er det filosofiske udtryk, der bruges til at beskrive problemer, der opstår, hvor der ikke er noget korrekt svar. For eksempel skal en Google-bil svæve for at undgå et barn, men ved at gøre det ville det påvirke moderen eller en gruppe børn på den anden side af vejen; Hvad gør den?

Så hvad er det næste?

Generelt er det en spændende idé, og brugen af ​​teknologien har andre praktiske anvendelser. For eksempel kræver en bil, der ikke har brug for en chauffør, heller ikke en passager. Dette vil gøre det muligt for din bil at aflevere pakker uden dig, give venner en tur hjem (og derefter vende tilbage til din garage) eller finde sin egen parkeringsplads efter at have droppet dig et eller andet sted.

Faktisk kan den mest spændende idé af alle være det faktum, at dette kan gøre tanken om at ”eje” en bil forældet. Disse biler kunne hypotetisk overlades hvor som helst og tjene som en slags taxa for hele samfund uden nogensinde at skulle købe og vedligeholde bilen selv.

Driverløse biler er en spændende idé for fremtidens transport, men indtil Google adresserer det teknologiske udfordrer og beviser, at disse biler faktisk er sikrere end din gennemsnitlige chauffør, så forbliver de netop det, en ide. Jeg er dog overbevist om, at Google vil finde ud af kninks, og at denne teknologi vil have en enorm indflydelse på fremtidens transport Hvordan selvkørende biler ændrer transport for altidNår vi går ind i 2015, er spørgsmålet ikke længere, om selvkørende biler vil erstatte manuelt kørte biler, men hvor hurtigt de overtager. Læs mere .

Vil du købe en selvkørende bil?

Billedkreditter: Velodyne High-Def LIDAR af Steve Jurvetson, Hoje-taastrup Kommune af kammeratfod, trafiklys fra MiloszB, alle via Flickr