Безпілотний автомобіль
Безпілотний автомобіль – транспортний засіб, який обладнаний системою автоматичного управління і може пересуватися без участі людини. До таких розробок можна віднести автономні автомобілі Google, автомобілі-роботи MIG (Made in Germany), AKTIV (Adaptive und Kooperative Technologien fur den Intelligenten Verkehr - консорціум компаній (всього 28, у тому числі AUDI, BMW, Daimler, Siemens, Volkswagen), спільних розробників техніки для автотранспорту). Деякі автомобілі використовують інфраструктурні системи (які, наприклад, можуть бути вбудовані в дорогу чи біля неї), однак більш новітні технології дозволяють симулювати присутність людини на рівні прийняття рішень про керування і швидкість автомобіля завдяки набору камер, сенсорів, радарів і систем супутникової навігації.
У наш час розвиток безпілотного автотранспорту розділився на 3 основні напрямки:
- споживчий (приватне авто, таксі, міська автотранспортна мережа)
- промисловий (спеціалізована техніка)
- військовий (бойові машини різного спектру завдань)
В даний момент розвиток безпілотного транспорту йде по всіх перерахованих напрямках. Однак саме розвиток споживчого безпілотного автотранспорту є основним завданням для суспільства.
Зміст
Переваги безпілотного автомобіля:
- перевезення вантажів у небезпечних зонах, під час природних та техногенних катастроф або військових дій
- зниження вартості транспортування вантажів і людей за рахунок економії на заробітній платі водіїв
- більш економічне споживання палива і використання доріг за рахунок централізованого управління транспортним потоком
- мінімізація ДТП, людських жертв
- виключення зловживання високою швидкістю
- виключення водіння в нетверезому стані
Безпілотний автомобіль Google
Безпілотний автомобіль Google – проект компанії Google з розвитку технології безпілотного автомобіля. На даний момент проект реалізує лабораторія Google X, очолює проект інженер Себастьян Тран, директор лабораторії штучного інтелекту Стенфордського університету, один з творців сервісу Google Street View, чия команда займалася проектом Стенлі (англ. Stanley) в Стенфордському університеті, який отримав приз в $ 2 млн від Міністерства оборони США. Команда, що розробляє безпілотний автомобіль, також часто званий Гугломобіль, включає 15 інженерів Google.
Ядром системи є 64-променевий лазерний світлодалекомір виробництва компанії «Велодайн», який встановлений на даху автомобіля. Прилад допомагає згенерувати детальну об'ємну карту навколишнього простору. Потім машина комбінує вимірювання лазера з високоточними картами світу і виробляє різні типи моделей даних, які дозволяють вести рух, уникаючи перешкоди і проблеми з законом. Також на борту встановлені інші сенсори, включаючи чотири радара на передньому і задньому бамперах, камеру поруч з дзеркалом заднього виду, датчик системи GPS, блок інерційних вимірювань і колісний датчик, які визначають положення транспортного засобу і відстежують рух.
У 2010 році Google протестував кілька автомобілів, обладнаних такою системою. У реальних умовах, без участі людини, автомобіль проїхав близько 1600 км повністю автономно і ще 225 308 км з частковою участю людини. Єдине дорожньо -транспортна пригода сталася, коли інший автомобіль в'їхав в гуглмобіль, що стоїть на світлофорі. За твердженням Google, їх автоматизована система може знизити кількість ДТП, травм і смертей, в той же час, використовуючи паливо і дороги більш ефективно
У проекті беруть участь 10 автомобілів: 6 Toyota Prius, 3 Lexus RX460h і 1 Audi TT, а також 12 водіїв і 15 інженерів.
У 2012 році компанія Google повідомила в своєму блозі про те, що їхні автомобілі проїхали вже 300 тисяч миль ( більше 480 тисяч кілометрів) з мінімальною участю людини. Це дозволило компанії знизити екіпаж автомобілів до однієї людини. Google також оголосила, що поповнила парк безпілотних автомобілів гібридним кросовером Lexus RX450h. Вони необхідні для тестування системи на ділянках зі складним рельєфом.
Інші проекти
Крім Google, багато інших компаній займається розробкою своїх продуктів для масового ринку, включаючи General Motors, Volkswagen, Audi, BMW, Volvo.
Volkswagen Стенлі (пізніше проект отримав ім'я Junior)
У 2005 році модифікований Volkswagen, який отримав назву Стенлі, перетворив наукову фантастику в реальність. Він проїхав по маршруту довжиною більше 150 кілометрів по пустелі повністю автономно. У транспортному засобі не було людей і ніхто не передавав інструкції зовні. Серцем найскладнішого навігаційно-обчислювального комплексу робота-автомобіля є блейд-системи на базі двоядерних процесорів Intel Core 2 Duo і системи на основі чотириядерних процесорів Intel Core 2 Quad. Завдяки такій "начинці", Junior зміг обробляти набагато більше інформації і здійснювати це істотно швидше, ніж його попередники.
Лімузин Hongqi HQ3 від китайського автовиробника FAW
Безпілотний Hongqi HQ3 був представлений публіці на місцевому автошоу в Китаї. Автомобіль зміг розігнатися до 60 кілометрів на годину, проте, за словами розробників, його максимальна швидкість досягає 150 кілометрів на годину. "Інтелектуальна" модифікація моделі Hongqi HQ3 вміє зупинятися на перехресті, виконувати поворот і триматися в межах дорожньої розмітки. За дорогою стежать дві бортові камери, завдяки яким автомобіль здатний враховувати своє взаємне розташування з іншими авто, зміни природного освітлення, "розуміє" тіні дерев і мостів.
Безпілотний позашляховик Chevrolet Tahoe
Створений в "лабораторіях " General Motors. Успішні результати тестування цього автомобіля дозволяли компанії робити гучні заяви про те, що до 2018 безпілотний Tahoe запустять у серійне виробництво Його компанія розробила спільно з університетом Carnegie Mellon і оснастила цілим арсеналом передових систем. На гонках, що проходили в штучно створених міських умовах, Boss показав перший результат, подолавши за шість годин 100 - кілометровий маршрут. Можливість орієнтації на місцевості автомобілю забезпечує комплекс електронних систем, що включає LIDAR (активний далекомір оптичного діапазону), радар і систему прокладки маршруту GPS. Комплекс здатний розпізнавати геометрію дороги і визначати наявність перешкод і інших автомобілів на дорозі, а також використовує інтелектуальні технології та комп'ютерне програмне забезпечення для обчислення безпечної траєкторії руху, що дозволяє автомобілю уникати зіткнення з перешкодами під час руху по заданому маршруту.
Audi TTS "Shelley"
Audi TTS - свого часу встановив неофіційний рекорд швидкості серед "безпілотників", розігнавшись до 130 км/год. Систему управління для цього автомобіля розробляли інженери Стенфорского університету за підтримки концерну Volkswagen. Цей автомобіль -робот розробники прозвали "Shelley". Ім'я машина отримала на честь французької гонщиці Мішель Мутон, першої жінки в автоспорті, що перемогла в 1985 р. в заїздах Pikes Peak. З вигляду автомобіль виглядає як звичайний Audi TTS. Правда розробники обдарували його електронними "мізками", спеціальним програмним забезпеченням (сенсори і камери), а також "розумною" GPS, яка здатна провести автомобіль по заплутаному маршруту.
Реалізовані технології
Автоматичне паркування
Система автоматичного паркування (інша назва - інтелектуальна система допомоги при парковці, паркувальний автопілот) відноситься до активних паркувальних систем, тому що забезпечує парковку автомобіля в автоматичному або автоматизованому режимі.
Різні системи автоматичного паркування допомагають при виконанні паралельної або перпендикулярної парковки. Більше поширені системи з паралельною парковкою. Автоматичне паркування здійснюється за рахунок узгодженого управління кутом повороту рульового колеса і швидкості руху автомобіля.
Види
Відомими інтелектуальними системами допомоги при парковці є:
- Park Assist на автомобілях Volkswagen;
- Park Assist Vision на автомобілях Volkswagen;
- Intelligent Parking Assist System на автомобілях Toyota, Lexus;
- Remote Park Assist System на автомобілях BMW;
- Active Park Assist на автомобілях Mercedes -Benz, Ford;
- Advanced Park Assist на автомобілях Opel.
Конструкція системи автоматичного паркування включає ультразвукові датчики, вимикач, електронний блок управління, а також виконавчі пристрої систем автомобіля.
В інтелектуальній системі допомоги при паркуванні використовуються ультразвукові датчики, аналогічні пасивній паркувальній системі, але вони мають більшу дальність дії (до 4,5 м). Кількість датчиків залежно від різновиду системи розрізняється. Наприклад в системі Park Assist останнього покоління встановлюється 12 ультразвукових датчиків: 4 попереду, 4 ззаду і 4 з боків автомобіля.
Включення системи здійснюється примусово при необхідності здійснити парковку. Для цього на панелі приладів (рульовому колесі) є спеціальний вимикач.
Електронний блок управління приймає сигнали від ультразвукових датчиків і перетворює їх в управляючі сигнали на виконавчі пристрої, в якості яких виступають інші системи автомобіля: курсової стійкості, управління двигуном, електропідсилювач рульового управління, автоматична коробка передач. Взаємодія з зазначеними системами здійснюється через відповідні електронні блоки управління.
Необхідна для автоматичного паркування інформація виводиться на інформаційний дисплей і використовується водієм в процесі паркування.
Робота системи автоматичного паркування
Роботу системи автоматичного паркування умовно можна розділити на два етапи: пошук відповідного місця на парковці і власне виконання парковки.
Пошук відповідного місця на парковці проводиться за допомогою ультразвукових датчиків. Наприклад, в конструкції системи Park Assist для цієї мети передбачено чотири бічних ультразвукових датчика - по два з кожного боку автомобіля. При русі автомобіля уздовж ряду припаркованих машин з певною швидкістю (до 40 км/год при паралельній парковці і до 20 км/год при поперечній парковці) датчики фіксують відстань між ними, а в системі Park Assist Vision - і їх положення щодо транспортного засобу (паралельно або перпендикулярно).
Сигнали датчиків обробляються електронним блоком управління. Якщо відстані для паркування достатньо, система подає сигнал водієві - виводить на інформаційний дисплей автомобіля відповідну інформацію. В системі Park Assist за достатню для парковки відстань приймається відстань, що перевищує довжину автомобіля на 0,8 м, в системі Advanced Park Assist - на 1 м.
Парковка транспортного засобу може здійснюватися двома способами - безпосередньо водієм за допомогою пропонованих системою інструкцій або автоматично без участі водія.
Візуальні та тестові інструкції водієві виводяться на інформаційний дисплей. Вони стосуються рекомендацій по повороту рульового колеса на певний кут і напряму руху. Такий спосіб автоматизованої парковки використовується в системі Advanced Park Assist.
Автоматичне паркування проводиться шляхом впорядкованого впливу на виконавчі механізми систем автомобіля:
- електродвигун електричного підсилювача рульового управління;
- насос зворотної подачі і клапани гальмівних механізмів системи курсової стійкості;
- електродвигун дросельної заслінки системи управління двигуном;
- електромагнітні клапани автоматичної коробки передач.
З метою безпеки руху роботу системи завжди можна перевести з автоматичного режиму в ручний режим. В останніх конструкціях системи автоматичне паркування може проводитися при знаходженні водія як в автомобілі, так і за його межами - з ключа.
Круїз-контроль
Круїз-контроль – пристрій, що підтримує постійну швидкість автомобіля, автоматично додаючи її при зниженні швидкості руху і зменшуючи швидкість при її збільшенні, наприклад, на спусках, без участі водія.
Зручний в далеких дорогах, коли важко утримувати протягом великого проміжку часу педаль газу в одному та тому ж положенні.
Встановлюється як на автомобілі з автоматичною коробкою передач, так і на автомобілі з механікою.
Адаптивний круїз-контроль
Адаптивний круїз-контроль (ACC, Adaptive Cruise Control) - пристрій, що підтримує змінну швидкість руху, використовуючи систему технічних засобів, дозволяє автоматично підтримувати необхідну швидкість автомобіля, дотримуючись заданої дистанції від автомобіля, який рухається попереду. Для використання функції адаптивного круїз-контролю необхідно включити круїз-контроль і задати швидкість руху вище, ніж у авто, що рухається попереду. При необхідності ACC включає гальмівну підсистему. Першими автомобілями, що використали таку систему, були Mercedes-Benz 1999 р.в., BMW e38 і Toyota Celsior 1997 р.в. У деяких ACC також присутня система запобігання скочування автомобіля на підйомі HLA (Hill Launch Assist). АСС залежить від систем безпеки автомобіля ABS та ESP. Якщо будь-яка з них несправна, АСС вимикається (застережливий сигнал, на дисплеї: АСС cancel відключена). Звичайно ж, ACC не замінює водія. Бувають ситуації, коли ACC може неправильно визначити наявність попереду автомобіля. Тому водій завжди повинен уважно стежити за дорогою.
Історія
Перший радянський автомобіль, оснащений цією системою, з'явився в 1956 році. Це був ГАЗ 21. Система, застосована на цьому автомобілі, зчитувала швидкість обертання карданного валу і через соленоїд контролювала подачу палива в камеру згоряння. Пізніше стали з'являтися системи, які контролювали подачу палива, вимірюючи швидкість обертання коліс, зчитуючи показання спідометра або рівень обертів двигуна, але вже в інших марках автомобілів.
