传感器技术的进步有助于自动驾驶汽车的安全可靠。
Ralf Bornefeld|英飞凌科技
在今天的道路上,许多司机已经得到了先进的驾驶辅助系统(ADAS)的支持,如停车辅助、巡航控制和自动照明等功能。现在,更加智能和互联的环境传感器正在使自动驾驶汽车成为行业的下一个合乎逻辑的步骤。但是,随着无人驾驶汽车的发展加速,关于未来理想的汽车应该提供什么样的技术,以及它是否应该完全无人驾驶的争论仍在继续。
由于1800年代后期的第一辆发动机驱动车辆的发明以来,汽车让人们自由地走到任何地方,无论何时想要舒适和风格。拥有汽车的一部分奖励是完全控制大型快速移动机器的令人兴奋。因此,热情的司机可能会厌恶完全放弃这种独立感的想法,这是一个驱动自身的自主车辆。
随着更多新车开始装备智能连接的传感器,车辆将能够通过关于交通拥堵和危险条件等因素的车辆到车辆(V2V)通信将数据传递给他人。
然而,有时候驾驶可能比令人兴奋更令人振奋,因为在繁忙的交通中或在长途旅行期间。美国人在2015年陷入累累的八亿小时。开启自治模式并让汽车收购的能力不仅可以缓解疲惫的司机,还可以减少事故。
零死亡的使命
1965年,美国撞车队录得47,089人死亡。五十年后,尽管人口从19870万到估计为3.24亿,统计数据显示到2015年的死亡率下降到35,092。这是由于驾驶带的强制使用等多年来的安全法规引入了安全规定,越来越先进诸如防锁制动系统(ABS)的机制。
作为越来越多的智能,连接传感器设计成新车的稳步使得驾驶更安全,未来的车辆将被设计成达到“视觉零” - 没有任何死亡的道路交通。它认为人为错误会导致一些90%的机动车事故并且随着试验和测试的自主驾驶技术的实施,希望该数字在未来可能会急剧减少。
2006年,每辆汽车平均装有40个传感器。目前,这一数字约为90,而2025年的自动驾驶汽车可能会增加一倍。全自动汽车将在未来十年内大规模生产,这无疑将改善我们的生活,提供更大的灵活性、舒适性和安全性。
在车辆上的雷达和激光雷达传感器的组合将有助于减少人类误差引起的事故。期望是通过诸如朝上显示器等方法将感测的信息传送到人车辆乘员。
谷歌、优步(Uber)、英特尔(Intel)、苹果(Apple),甚至三星(Samsung)等科技巨头都与汽车制造商展开了合作,以赢得自动驾驶汽车新世界设计师的认可。虽然目前的技术还不够先进,不能让驾驶员的手离开方向盘,也不能让驾驶员的注意力离开路面,但不久之后,驾驶员就可以在车辆自动驾驶时完全断开连接。
谷歌被认为是最早的先驱之一,其自动驾驶车辆于2016年3月播放150万自主英里。谷歌的母公司,字母表,随后开始了一个名为Waymo的新型自动驾驶汽车分拆公司。Tesla Motors在2016年1月的软件上推出了其自动驾驶仪功能。自动驾驶仪允许Tesla模型在有限访问高速公路上自主行动,充分关注司机。
2016年9月,拼车公司优步(Uber)开始在匹兹堡测试福特fusion的自动驾驶车队,每辆车都配备了20个摄像头、7个激光、GPS、雷达和激光雷达。优步的主要竞争对手Lyft最近获得了通用汽车(General Motors)的5亿美元投资,并与Waymo建立了技术合作关系。Lyft也宣布,即将在波士顿进行自动驾驶汽车试验。
当然,一些摆动甚至悲剧的公共道路上的试验不可避免地损害。Uber在亚利桑比斯·旧金山和坦佩的匹兹堡的试验。已经困扰着法律问题,它的一辆汽车在坦佩中的一个事故中的一件事。在Tesla模型S和转动的18轮车之间的高速碰撞中发生了第一种致命。随后的询问未经召回关闭,揭示了自动驾驶仪推出的,因此整个特斯拉事故率下降了40%。
缩小传感器
LIDAR,雷达和光学是自主车开发最重要的传感器技术。最终目标是重新创建可靠判断的人力力量,能够基于来自先前经验中学到的传感器和经验教训的信息来制定分阶段决策。
雷达使用射频电磁波,LIDAR发出激光束以扫描一个区域,然后分析反弹的反射。在某些情况下,激光雷达系统可以比人类感觉更好,例如,在道路上的甚至的小物体中检测到甚至的小物体。然而,直到最近他们不仅昂贵 - 每次50,000美元到10,000美元 - 而且由于他们对定位为引导激光束的镜子依赖,但也不可置于笨重。科技公司正在使用不同的策略来尝试缩小激光雷达比例,有些人希望通过使用激光闪光而不是恒定光束而没有任何移动部件的固态激光乐队。
英飞凌通过专注于由荷兰公司开发的微机电系统(MEMS)采取了略微不同的方法innoluce..英飞凌于2016年10月收购了英诺凌,旨在为自动驾驶所需的所有三个互补传感器系统提供技术专长。
在某些情况下,激光雷达系统可以比人类感觉更好,例如,在检测道路上的潜在障碍方面。该领域开发的一个例子是由荷兰公司innoluce开发的微机电系统(MEMS),由英飞凌获得。MEMS激光雷达装置只测量3×4mm,并且由硅床上的椭圆形镜子组成。执行器使用电作谐振使镜子振荡并改变激光束的方向。
MEMS LIDAR装置仅测量3×4毫米,由硅床上的椭圆形镜子组成。执行器使用电作谐振使镜子振荡并改变激光束的方向。范围为250米,扫描5,000个数据点/秒的能力,MEMS LIDAR小,稳健可靠,预计将降低汽车制造商
超过250美元。
LIDAR系统需要是基于半导体的 - 因此变得更加紧凑,成本效益和强大 - 成为所有汽车课程中的标准功能,它们对于自动驾驶汽车至关重要,以准确识别如此的路边条件交通标志,道路障碍和路面标记。
好消息是,侦查所有接近危险的负担很快就会分享。随着更多新车开始安装与网络连接的完整智能传感器,道路用户将能够将数据传递给其他交通拥堵和危险的道路状况。
驱动自己的汽车还需要增强的计算能力,并且通过高速总线连接的域计算机架构需要成为车辆的组成部分。因此,创建冗余系统和域架构,可以保证故障安全操作和安全性。
正如每一项新技术一样,在不可避免的最初失败和挫折之后,成功将是漫长的过程,来之不易。绝对可靠性是至关重要的,以确保司机可以放心地把责任交给车辆,而不必担心安全。所有最具创新性的传感器技术的组合将提供一个细分的安全茧,以确保未来的自动驾驶汽车尽可能安全。
2002年的科幻电影少数派报告2054年的汽车被描绘成时髦的自动驾驶汽车,穿梭于庞大的网络化交通系统中。然而,演员汤姆·克鲁斯乘坐的未来主义雷克萨斯2054仍然可以手动驾驶,以实现一场戏剧性的汽车追逐。自动驾驶汽车上的手动控制妥协可能足以在未来很好地保障汽车爱好者的驾驶乐趣。
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