Hvordan førerløse biler fungerer

  • Peter Tucker
  • 0
  • 1451
  • 240
Billedgalleri: Concept Cars Marketing manager for Team-LUX udstiller en førerløs bil på Science Museum i London. Se flere konceptbilbilleder. Chris Young / AFP / Getty Images

Vi har alle haft de dage: skyndte os rundt og forsøge at få ærinder udført. Du har endelig hentet renseriet, og nu er du nødt til at komme til postkontoret, før det lukker. Så du går, pedal til metallet og tænker over, hvad du har brug for at få i købmanden til middag, når det rammer dig - eller, du rammer det. Mens dit sind var et andet sted, stoppede bilen foran dig, og du sluttede den bagud.

Hvad kunne have forhindret ulykken? Det åbenlyse svar er, at du kunne have det - ved at være opmærksom. Men det svar er ikke så enkelt. Driverfejl er den mest almindelige årsag til trafikulykker, og med mobiltelefoner, underholdningssystemer i bilen, mere trafik og mere komplicerede vejsystemer er det ikke sandsynligt, at det forsvinder. Men hvis chauffører ikke vil koncentrere sig om vejen, hvem er det da? Hvis teknologien fortsætter med sin nuværende kursus, gør din bil det koncentrerende for dig. Bilproducenter udvikler komplekse systemer, der tillader biler at køre selv. De fremmer også eksisterende teknologier som selvparkering og pre-safe systemer. Du kan endda blive overrasket over at finde ud af, at din gamle clunker allerede idræt nogle førerløse teknologier.

I denne artikel lærer vi om teknologien bag biler, der kan fungere med minimale input fra chauffører, herunder hvor langt væk disse biler er fra produktion og nogle af de juridiske problemer omkring at lade robotterne overtage.

Indhold
  1. Dawn of the Driverless Car
  2. Fremtiden er nu!
  3. Morgendagens biler. Stadig ikke flyvende.
  4. Er de lovlige? Er de endda OK?
  5. Driverløse biler, der skal komme
Anti-lock bremser, en standardfunktion i de fleste biler, er en grundlæggende form for førerløs teknologi. 2008

Du kan ikke bare hoppe førstehånds ind i førerløse biler. Det er en opskrift på førerløs katastrofe, min ven. En af de tidligste førerløse biler var Stephen King's "Christine", husk, så lad os alle være taknemmelige for, at ideen ikke fik det til at markedsføre, før quirks var udarbejdet.

Et tidligt - og ikke-mordisk - første skridt mod førerløse biler kom i 1980'erne, og det er stadig med os i dag: anti-lock bremser (ABS, i henhold til det skræmmende lys på instrumentbrættet). Teknisk set har låsebremser brug for føreren til at træde på bremsepedalen for at arbejde, men de udfører en funktion, som førere plejede at skulle gøre selv. Når en bil bremser hårdt og ikke har antiblokeringsbremser, kan hjulene låse sig og sende bilen ind i en ude af kontrol. I en bil uden låsebremser skal føreren pumpe bremsepedalen for at forhindre hjulene i at låse sig fast. Med anti-lock bremser gør systemet pumpingen for dig - og det gør det bedre og meget hurtigere end du nogensinde kunne takket være hastighedsfølere i hjulene.

Cirka ti år senere brugte producenterne de samme sensorer til at tage det næste skridt mod førerløse biler: trækkraft og stabilitetskontrol. Disse systemer er et trin op i sofistikeringsstigen fra ABS. De bruger sensorerne på hjulene til at registrere, hvornår en bil kan gå ind i en ude af kontrol skridt eller rulle over, og derefter bruger de ABS og motorstyring for at holde bilen på vejen og den skinnende side op. I modsætning til en chauffør kan disse systemer anvende bremser og øge eller mindske effekten på individuelle hjul, hvilket ofte er bedre end bremser eller kraft, der anvendes til alle fire hjul ved en menneskelig fod, der masher bremsepedalen i en blind panik. Se? Allerede din bil er en bedre chauffør end dig, og vi er kun i, som 1995.

DARPA Urban Challenge

Nogle af denne fremtidige førerløse bilteknologi kan være nærmere, end du tror. DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) Urban Challenge kaster hold mod hinanden for at skabe biler, der kan forhandle trafik autonomt. Målet med programmet er ikke kun at reducere trafikulykker og overbelastning: det er at fremstille førerløse køretøjer til kamp, ​​holde soldater langt fra frontlinjerne.

Krydstogtskontrol er et grundlæggende førerløst system. Adaptiv cruise control falder tættere på sci-fi-enden af ​​spektret. Ye Liew / Dreamstime.com

-Så vi flyttede fra "Christine", en førerløs bil, der aktivt ville dræbe dig, til bilerne fra 1980'erne og 1990'erne, der ønsker at beskytte dig. I det 21. århundrede, hvor science fiction er hverdagen, er præ-sikre systemer mere almindelige og ikke kun i biler på kvart millioner dollars polstret med rig korintisk læder. Denne teknologi er tilgængelig selv i hverdagslige familiebiler; den slags betrukket med uanset bedst skjuler sippy-cup slip-ups. Systemerne er forskellige afhængigt af bilen, men hvad alle har til fælles er, at de kan forudse styrt og forberede bilen til at holde beboerne i sikkerhed.

Lad os sige, at du kun kommer rundt om et hjørne for at finde en affaldsbil, der er stoppet i din bane. I en bil med et præ-sikkert system kan en alarm slukke, når du er i nærheden af ​​lastbilens lugtagtige maw. Mens du råber de sværgede ord efter dit valg, men stadig ikke gør noget nyttigt, begynder det pre-safe system muligvis at begynde at bremse bremserne, så bare berøring af pedalen anvender deres fulde kraft - hvis du nogensinde finder nærhed til at stampe bremsen pedal, det vil sige. Mens alt det foregår, vil bilen reducere motorkraften, hvilket vil bremse bilen og reducere sværhedsgraden af ​​nedbruddet, hvis der er en der kommer. På dette tidspunkt er nogle af avancerede systemer i stand til at stoppe bilen helt, alene, normalt under en bestemt hastighed. Endelig, hvis systemet opdager, at der ikke kan undgås et nedbrud, forbereder det airbaggen til indsættelse og spænd alle sikkerhedsselerne. Det, der virkelig er fantastisk, er, at det gør alt det på kortere tid, end det tager føreren blot at smadre på bremserne. Det er kun et spørgsmål om tid, før bilen sukker og udtrykker sin skuffelse over din kørsel.

Ved du, hvad der ellers gør vores biler triste for de grusomme mennesker, der kører dem? Vores forfærdelige parkeringsevner, især parallel parkering. Flere producenter tilbyder automatiske parkeringssystemer på alt fra SUV'er til kompakte biler og hybrider. Systemerne bruger sensorer rundt om bilen for at lede den ind i en parallel parkeringsplads - ingen menneskelig input kræves. Før føreren kan arbejde, skal føreren finde en parkeringsplads, placere bilen ved siden af ​​den og bruge navigationsskærmen til at fortælle bilen, hvor den skal gå. Stadig er selvparkeringssystemet en stor præstation inden for førerløs bilteknologi. Med den opfører bilen sig som en chauffør måske - læser området omkring det, reagerer i overensstemmelse hermed og går sikkert fra punkt A til punkt B. Selvom det ikke er det samme som at læne sig tilbage og slappe af, mens din bil kører dig hjem om natten, det er det første skridt i den retning.

En Audi med selvparkering

Audi RS7 Sportback SUV går et skridt videre i de automatiske parkeringskrig - den parkerer sig selv, mens du står på forkantsten og venter. Som demonstreret på 2013 International Consumer Electronics Show, placerer føreren bilen på det tomme rum og beordrer derefter køretøjet til at parkere sig selv ved hjælp af en smartphone-app. Når du er klar til at forlade, kan du bede den om at forlade parkeringspladsen og trække op til det sted, du venter på.

HSW 2008

Fint, nørder. Vi får det. Vi troede, at vi ville have flyvende biler, men det gør vi ikke. Ved du hvad vi har? En masse biler, der kører rundt i det større metroområde i San Francisco med bizarro-kontrast på taget! Det er lige så fantastisk, ikke sandt?

Måske er det lidt mere Batman DIY frem for Superman med kræfter ved fødslen. Men det fungerer. Google har haft en flåde af førerløse biler siden 2009, og de har kørt over en halv million miles (804.672 kilometer) uden et styrt. Menneskelige chauffører kæmper i gennemsnit i cirka en halv million miles (804.672 kilometer) i USA, så enten er Google-biler forfaldne, eller så vil de udkøre mennesker endnu en gang.

Flere producenter har førerløse biler i værkerne, men da Google af alle steder har spranget på dette projekt, er de også mere kommende (slags) om, hvordan deres biler fungerer. Chauffeur-systemet bruger, som de kalder det, lidar, der står for lysdetektering og rækkevidde og ikke er relateret til ligeren, som er en løve og en tiger. Lidar fungerer som radar og ekkolod, men det er langt mere nøjagtigt. Det kortlægger punkter i rummet ved hjælp af 64 roterende laserstråler, der tager mere end en million målinger pr. Sekund for at danne en 3D-model i sin computerhjerne, der er nøjagtigt til centimeteren. Forudindlæste kort fortæller systemet, hvor de stationære ting er - trafiklys, crosswalks, telefonstænger - og lidaren fylder landskabet med bevægelige genstande som mennesker. Det har også regelmæssig ol 'radar, et kamera og GPS til hjælp.

Men smør ikke den søvnmaske over dine øjne, og læn dog førersædet helt tilbage. Chauffer har stadig brug for dig til at overtage nogle gange, som at trække ud af eller ind i din garage og indkørsel eller forhandle vanskelige motorvejsudvekslinger. Ikke engang en robotbil kan forstå venstrebanespor.

Googles system er ikke nødvendigvis gift med Prius, skønt disse har været de biler, der oftest blev brugt under testning indtil videre. Det store beslag kunne boltes på enhver bil med sensorer og software til at håndtere det - og pengene. Chauffers pris bliver nødt til at komme ned fra det 75.000 $ kvarter, som de fleste chauffører skal vedtage. Google forventer at have den klar og - krydsede fingre - billige nok til, at folk har råd til i 2018.

Driverløse biler i popkultur

Ideen om en førerløs bil er ikke noget nyt. Fra Batmobile til KITT har biler, der kan køre alene, fanget folks fantasi. Teknologien til at bringe tesers biler til virkelighed er ikke så langt væk, som du måske tror.

HSW 2008

Semiautonomiske biler i dagens lingo er lovlige til kun at teste - ikke for private ejere - fire steder hidtil: Californien, Nevada og Florida plus District of Columbia. (Nevada føjede et uendelig skilt til licenspladerne på semiautonomiske biler.) National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) frigav nogle foreslåede retningslinjer, som er så ikke-juridisk bindende, som det lyder.

Ikke kun skal nye love udarbejdes, men vores gamle love vil også have brug for en seriøs omformulering, da folk i mørke tiders førerløse biler (hvert år før denne, virkelig) antog, at der ville være en chauffør med hans eller hænderne på rattet og fødderne på pedalen - og ikke kun til show. New York-loven siger lige, at du skal have en hånd på rattet, mens køretøjet er i bevægelse. Chauffer og dets semi-økonomiske venner har ikke hænder.

Der er endda en Genève-konvention om vejtrafik, som den amerikanske kongres ratificerede i 1950. Det var her, biler havde finner, ikke roterende lasere og lidar. Folk forventede dengang ikke en bil, der kunne køre sig selv. Alligevel forudså de de flyvende biler. De tog forkert ved mange ting. I henhold til denne Genève-konvention skal chaufføren af ​​ethvert køretøj, uanset om det er en bil eller en hestevogn, have kontrol. Og de antager, at chaufføren er en person, ikke K.I.T.T. Den Europæiske Union tager dette ret alvorligt - indtil nu skal en menneskelig chauffør altid have kontrol over et køretøj. Robotter ingen adgang.

Når teknologien skrider frem, vil de juridiske problemer følge. Hvis din semi-autonome bils lasergruppe springer over en fodgænger, mens du snooze og din bil rammer ham, er du så skyld? Er Google skyld? Er lidar-fabrikanten? Er gågaden? Fordi han virkelig burde have stirret på din bil, med ærefrygt for dens futuristiske evner og godt opmærksom på dens placering - i det mindste nok til ikke at finde sig selv under den. Det vil tiden vise. Men det er sandsynligvis ikke fodgængerens skyld, at han ikke var tilstrækkeligt forbløffet over din bil.

Urban Light Transport er en revolutionerende førerløs taxa. Det er endnu ikke set, om masserne vil stole på førerløse biler. ATS Ltd / BWP Media / Getty Images

Google er ikke det eneste spil i byen, når det kommer til semi-autonome biler. Der er flere i rørledningen for det næste årti:

  • BMW X5 fra 2014 med Traffic Jam-systemet kan allerede for det meste køre sig selv op til 25 miles i timen (40,2 kilometer i timen), selvom føreren stadig har brug for at holde en guiderende hånd på rattet.
  • Tesla siger, at den vil have en bil, der kører på autopilot 90 procent af tiden, hvilket svarer til Googles Chauffeur i 2016 - hvis disse to systemer er lovlige på det tidspunkt, er det.
  • Mercedes-Benz bragte sin selvkørende S500 Intelligent Drive-bil til Frankfurt Auto Show i 2013 og lovede at have en version på markedet i 2020.
  • En Audi A6 Avant på International Consumer Electronics Show i 2013 brugte Mobileye-systemet til at køre sig selv med hastigheder op til 37 miles i timen (59,6 kilometer i timen). Det skulle nå udstillingslokaler inden 2020.
  • Nissan har udstyret en altelektrisk LEAF med en række lasere og sensorer, så den kan køre sig selv. Lederen for Nissan, Carlos Ghosn, forudser, at den vil være den første semi-autonome bil, der markedsføres - i 2020.
Det første automatiske parkeringssystem

Kan du huske de reklamer i midten af ​​2000'erne, hvor den store sorte sedan parkerede mellem to tårne ​​champagneglas? Det var den første bil, der havde et automatisk parkeringssystem, 2007 Lexus LS460. Men selv i en stor bil med avanceret teknologi blev systemet betragtet som for besværligt, og Lexus tilbød det ikke længere efter 2012-modellen.

Forfatterens note: Hvordan førerløse biler fungerer

Dette er den type artikel, der føles som om information og teknologi bevæger sig hurtigere, end mine fingre kan skrive. Selvom jeg er på toppen af ​​bilteknologi - eller jeg alligevel synes jeg er det - var jeg overrasket over at høre, at en BMW, der er tilgængelig omkring fem minutter fra nu, allerede kører sig selv i lave hastigheder. Indrømmet, det kan ikke flyve solo, men det er tæt. Det faktum, at konkurrencen er så tilsyneladende hård, fik mig allerede til at undre mig over, hvorfor vi er interesseret i selvkørende biler. Jeg kom til den konklusion, at det ikke er fordi vi er for dovne til at drive tingene selv; det er fordi vi er for travlt. Der er en million ting, vi hellere vil gøre end at køre en bil, som at se en film. Eller tage billeder af landskabet, når vi passerer. Eller sover. Eller ringer til vores mødre. Kørsel er ikke nøglen til frihed, som det plejede at være. Båndbredde er.

relaterede artikler

  • Sådan fungerer trækkontrol
  • Sådan fungerer anti-lock bremser
  • 10 problemer, som biler kan diagnosticere af sig selv
  • Sådan fungerer automatiske bremsesystemer

Kilder

  • Ashley, Steven. "Smarte biler og automatiserede motorveje." Mekanisk ingeniørmagasin. Maj 1998. (2. oktober 2013) http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/may98/features/smarter/smarter.html
  • Carroll, Rory. "Tesla går i løbet for at bygge selvkørende bil." Reuters. 17. september 2013. (2. oktober 2013) http://www.reuters.com/article/2013/09/18/us-tesla-selfdriving-idUSBRE98H01720130918
  • Forbrugerrapporter Nyheder. "BMW Traffic Jam Assistant sætter den selvkørende bil nærmere, end du tror." Yahoo! Autos. 11. juni 2013. (2. oktober 2013) http://autos.yahoo.com/news/bmw-traffic-jam-assistant-puts-self-driving-car-200016961.html
  • Del-Colle, Andrew. "De 12 vigtigste spørgsmål om selvkørende biler." Populær mekanik. (8. oktober 2013) http://www.popularmechanics.com/cars/news/industry/the-12-most-important-questions-about-self-driving-cars-16016418
  • Fischer, Adam. "Inde i Googles søgen efter at popularisere selvkørende biler." Populær videnskab. 19. september 2013. (2. oktober 2013) http://www.popsci.com/cars/article/2013-09/google-self-driving-car
  • Greene, Kate. "Stanfords nye førerløse bil." Technology Review. 15. juni 2007. (2. oktober 2013) http://www.technologyreview.com/news/408059/stanfords-new-driverless-car/
  • Guizzo, Erico. "Sådan fungerer Googles selvkørende bil." IEEE Spektrum. 18. oktober 2011. (6. oktober 2013) http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/artificial-intelligence/how-google-self-driving-car-works
  • Healey, James R. og Mays, Kelsey. "Hvilke biler parkerer sig selv bedst? Udfordringsresultater." USA Today. 6. december 2012. (8. oktober 2013) http://www.usatoday.com/story/money/cars/2012/12/06/self-parking-cars-challenge/1743199/
  • Howard, Bill. "Frankfurt Auto Show: Mercedes viser frem fuldt autonom S-klasse, produktionsbiler, der kommer inden 2020." ExtremeTech. 16. september 2013. (2. oktober 2013) http://www.extremetech.com/extreme/166598-frankfurt-auto-show-mercedes-shows-off-fully-autonom-s-class-production-cars -Kommer-by-2020
  • Innovative transportteknologier. "ParkShuttle." (2. oktober 2013) http://faculty.washington.edu/jbs/itrans/parkshuttle.htm
  • Krishner, Tom. "GM undersøger førerløse biler." MSNBC. 6. januar 2008. (2. oktober 2013) http://www.msnbc.msn.com/id/22529906/
  • Markoff, John. "I høj hastighed på vej til en førerløs fremtid." The New York Times. 27. maj 2013. (2. oktober 2013) http://www.nytimes.com/2013/05/28/science/on-the-road-in-mobileyes-self-driving-car.html
  • New York Daily News. "Audi viser selvkørsel, selvparkering A6 Avant og RS7 Sportback." 28. januar 2013. (2. oktober 2013) http://www.nydailynews.com/autos/audi-shows-self-driving-cars-article-1.1249419
  • Squatriglia, Chuck. "GM siger førerløse biler kunne være på vej i 2018." Kabelforbundet magasin. 7. januar 2008. (2. oktober 2013) http://blog.wired.com/cars/2008/01/gm-says-driverl.html
  • Strauss, Eric. "CES 2008: En førerløs SUV giver tur til fremtiden." ABC Nyheder. (2. oktober 2013) http://abcnews.go.com/Technology/GadgetGuide/story?id=4101838
  • Taylor, Alex III. "Nissan går stort på selvkørende biler." CNN-penge. 4. september 2013. (2. oktober 2013) http://money.cnn.com/2013/09/04/autos/nissan-360-irvine.fortune/index.html
  • Tierney, John. "I fremtiden vil smarte mennesker lade deres biler tage kontrol." The New York Times. 4. december 2007. (2. oktober 2013) http://www.nytimes.com/2007/12/04/science/04tier.html
  • Trillan, Calvin. "Park, sagde han." The New York Times. 26. januar 2007. (2. oktober 2013) http://www.nytimes.com/2007/01/26/opinion/26trillin.html



Endnu ingen kommentarer

De mest interessante artikler om hemmeligheder og opdagelser. Masser af nyttige oplysninger om alt
Artikler om videnskab, rum, teknologi, sundhed, miljø, kultur og historie. Forklare tusinder af emner, så du ved, hvordan alt fungerer