Sådan arbejder selvkørende biler Nødderne og boltene bag Googles autonome bilprogram

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

Da Google annoncerede deres autonome bilprojekt i 2008, begyndte visioner om Minority Report at virvle rundt i hovedet, mens vi spekulerede på mulighederne for en bil, der virkelig ikke havde brug for os til at gøre andet end at tænde den. Denne samme bil behøver ikke at bekymre sig om ulykker, distraktion eller kørsel under påvirkning, mens den lavede tusinder - eller endda millioner - beregninger af 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 kører ikke godt - 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 tekst og kan tænke hurtigere.”

Selvom ikke en eneste chauffør vil hævde, at der ikke er nogle rigtige sind-bedøvende dårlige chauffører på vejen, hvor sikker er Google-bilen De chokerende effekter af Google Driverless Car [INFOGRAFISK] De chockerende virkninger af Google Driverless Car [ INFOGRAFISK] 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 ... ?

Nå, i alt 700.000 vejmiljøer, 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 testkørsel. 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 USA (data fra 2009). Selvom Google Cars endnu ikke har logget så mange kilometer, er ulykken 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 både på vejen The Tom of Tomorrow - Today: Top Tools to Put a Computer in Your Car The Car of Tomorrow - Today: Top Tools to Put a Computer I din bil Det bliver et stadig mere populært tidsfordriv at tilføje et nyt element til biler, et nyt hub til underholdning, GPS og kommunikation. Carputer ser ud til at have været inspireret delvist af tv-shows som ... 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 sikkert - hardware.

Lad os se på noget af det.

LIDAR

Laseroplysende detektion og rangering - eller LIDAR - bruges til at opbygge et 3D-kort og lade bilen gøre det “se” potentielle farer ved at afvise en laserstråle fra overfladerne, der omgiver bilen, for nøjagtigt at bestemme objektets afstand og profil. Google Car bruger en Velodyne 64-beam laser for at give den indbyggede processor en 360-graders visning ved at montere LIDAR-enheden øverst på bilen (til uhindret visning) og lade den rotere på en specialbygget basen.

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 ombordprocessoren om at anvende bremserne eller bevæge sig væk fra vejen, når det er relevant. Denne teknologi fungerer sammen med andre funktioner på bilen, såsom inertielle måleenheder, gyroskoper og en hjulkoder for at sende nøjagtige signaler til køretøjets behandlingsenhed (hjernen) for bedre at træffe beslutninger om, hvordan man undgår potentielle ulykker.

Højdrevne kameraer

Den faktiske kamerateknologi Hvordan fungerer et digitalt kamera? [Teknologi forklaret] Hvordan fungerer et digitalt kamera? [Teknologi forklaret] og opsætning på hver førerløs bil 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 giver bilen mulighed for 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). Imidlertid giver inkluderingen endnu et overflødigt 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 sit eget kortsystem Hvordan fungerer Google Maps? 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? 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 den nøjagtige placering af hvert køretøj, ned til et par centimeter alt sammen, mens der foretages smarte rettelser til ting som trafik, vej konstruktion og ulykker.

Sofistikeret software

Softwaren behandler alle data i realtid samt modellerer adfærdsdynamik hos andre chauffører Hvordan biler vil en dag tale med hinanden Hvordan biler vil en dag tale med hinanden Morgendagens transport handler ikke kun om den selvkørende bil. Fremtiden vil se netværk af biler, der arbejder sammen for at beskytte passagererne og levere dem til deres destinationer effektivt. , 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 for at finde en passende reaktion 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 bevægeligt 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.
• Overbelastning i venstre bane betyder, at chauffører mere sandsynligt forsøger at komme ind i højre bane.

Større hindringer, som projektet står overfor inden udbredt vedtagelse

Mens 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, der er domineret af selvkørende biler. Sådan får vi til en verden fyldt med førerløse biler Sådan kommer vi til en verden, der er fyldt med førerløse biler Kørsel er en kedelig, farlig og krævende opgave. Kunne det en dag blive automatiseret af Googles førerløse bilteknologi? .

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, Google står over for, er kortlægningssystemets tilpasningsevne. Kortene, der bruges af disse biler, er ikke som de, 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 ca. 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 mile-test skyldes stort set, at bilerne kommer til “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, da hver Google-bil på vejen ikke bare kører, men 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 dreje - for 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:

“Loven, der blev vedtaget for næsten halvandet år siden, gjorde det helt klart, at det var tilladt med en effektiv førerløs drift af køretøjer i Californien, og generelt mener vi, at det er sandt i store dele af USA.”

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 kommer ind på et eller andet tidspunkt og foretager deres egen undersøgelse, da det er praktisk og sikkerheden ved autonome køretøjer. Autonome biler: Er robotter gode for miljøet? 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. .

Ønsker forbrugere endda det?

Mens 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 omfavner teknologien, kan hackere virkelig overtage din bil? Kan hackere virkelig overtage din bil? , 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 kvandær er blevet bragt op, der er ganske interessant; hvordan reagerer bilen på såkaldte “problemer med vogn?” Vognproblemer 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 næste?

Generelt er det en spændende idé, og vedtagelsen af ​​teknologien har andre praktiske anvendelser. For eksempel en bil, der ikke har brug for en chauffør, og som heller ikke har brug for en passager. Dette vil give din bil mulighed for 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 sted.

Faktisk kan den mest spændende idé af alle være det faktum, at dette kunne gøre tanken om “eje” en forældet bil. 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 fremtiden for transport, men indtil Google adresserer de teknologiske udfordringer og beviser, at disse biler faktisk er sikrere end din gennemsnitlige chauffør, så forbliver de netop det, en idé. 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 evigt Hvordan selvkørende biler ændrer transport for evigt, når vi flytter ind i 2015 er spørgsmålet ikke længere, om selvkørende biler vil erstatte manuelt kørte biler, men hvor hurtigt de overtager. .

Vil du købe en selvkørende bil?

Billedkreditter: Velodyne High-Def LIDAR af Steve Jurvetson, Hoje-taastrup Kommune af Comrade Foot, Traffic Lights af MiloszB, alle via Flickr