无人驾驶汽车的工作原理:Google自动驾驶汽车计划背后的基本要素

能够在睡眠,进餐,玩Trivia Crack或赶上Feedly中您最喜欢的博客上来回上下班是一个概念,它同样具有吸引力,而且似乎遥不可及,而且太现实了。 p>

当Google在2008年宣布他们的自动驾驶汽车项目时,“少数群体报告"的愿景开始在我们的脑海中盘旋,而我们想知道的是,除了开着汽车外,我们实际上无须做任何其他事情的可能性。为了确保您的安全,同一辆汽车在进行数千甚至上百万次的瞬间计算时,不必担心事故,分心或在影响下行驶。

您会看到,事实证明,人类在驾驶方面非常糟糕。埃诺运输中心的约书亚·尚克(Joshua Schank)表示:

“人们的驾驶能力不强-在美国,每年有3万人死于车祸。在驾驶方面,机器可以比人类更好。他们不喝酒也不发短信,可以思考得更快。"

虽然没有一个驾驶员会认为路上没有真正令人讨厌的驾驶员,但Google Car的安全性如何?

好吧,在总共记录的700,000英里的行驶里程中,Google Car发生了两次车祸,而这两起事故都不能归咎于该车。第一次发生在人类驾驶员将自动驾驶汽车追尾时,第二次发生在人类驾驶Google Car进行试运行时。相反,在英国,每行驶170万英里就有1人死亡,而在美国,每113万英里就有1人死亡(2009年数据)。虽然Google Cars尚未记录很多英里的路程,但每英里行驶的事故率绝对低于人类驾驶的汽车。

Google的Autonomous Car背后的技术

令人鼓舞的事情关于Google无人驾驶汽车的问题是,目前大多数技术都在道路上和其他应用程序中使用。这意味着确保乘客安全的技术不是新技术,还是未经测试的,除了其专有软件和算法之外,Google汽车还具有许多经过测试且安全的硬件。

让我们来看看

激光照明检测和测距(或称为LIDAR)用于构建3D地图,并通过从汽车周围的表面反射激光束来使汽车“看到"潜在的危险。为了准确确定物体的距离和轮廓。 Google汽车使用Velodyne 64光束激光器,以便通过将LIDAR单元安装到汽车顶部(无障碍观看)并允许其在定制的框架上旋转,从而为车载处理器提供360度的视野

虽然LIDAR可以精确地绘制周围环境,但其致命的缺点是它能够实时准确地监视周围车辆的速度。这是四个安装在保险杠上的雷达单元的余地。雷达单元在前保险杠上有两个传感器,在后保险杠上有两个传感器,通过向车载处理器发送信号以施加制动或在适用的情况下移开雷达,使汽车避免碰撞。该技术与汽车上的其他功能(例如惯性测量单元,陀螺仪和车轮编码器)结合使用,以便将准确的信号发送到车辆的处理单元(大脑),以便更好地做出如何避免的决策

每辆无人驾驶汽车的实际摄像头技术和设置各不相同,但一个原型使用的摄像头安装在车外,并略有间隔,以提供汽车周围环境的重叠视图。这项技术与人眼不同,人眼可以在确定像场深度,外围运动和物体尺寸之类的东西之前向大脑提供重叠的图像。

每个摄像机的视场均为50度,精确到约30米。摄像头本身非常有用,但是与汽车中的所有其他部件一样,它们都是冗余技术,即使出现故障也可以使汽车正常工作。

同样,由Google制造的每辆原型车都略有改进有所不同,但其中一些测试具有先进的声纳技术。声纳的局限性在于其狭窄的视野和相对短的有效范围(约6米)。但是,该附件还提供了另一个冗余系统,该系统允许汽车实时有效地交叉引用其他系统中的数据,以应用制动器,预张紧安全带以防撞击或转向以避免障碍。

该软件可以实时处理所有数据,并可以模拟周围其他驾驶员,行人和物体的行为动态。虽然一些数据被硬编码到汽车中,例如在红灯处停车,但其他响应则是根据先前的驾驶经验来学习的。记录每辆汽车行驶的每英里里程,并对这些数据进行处理,以寻求针对每种适用情况的解决方案。

学习算法不仅处理您所乘汽车的数据,而且还处理数据以便针对每个可能的问题找到适当的答案。行为动态也被映射,并且该数据用于像人类驾驶员一样帮助在情况发生之前识别情况。例如,这些汽车足够聪明,可以识别并适应以下情况:

  • 右行中的慢速行驶的车辆表明,跟随它的汽车试图通过的可能性更高。
  • 街道上的坑洼或异物表明驾驶员转弯避开的可能性更高。
  • 左侧车道的拥堵意味着驾驶员更有可能尝试进入道路
  • 主要障碍困扰着项目在广泛采用之前

    尽管Google的自动驾驶汽车程序中的技术令人惊讶,但这并不意味着没有什么意义。在解决以自动驾驶汽车为主导的未来之前,仍然需要解决的问题。

    在解决自动驾驶汽车面临的任何其他问题之前,必须指出,技术仍然是分隔无人驾驶的最大障碍消费市场的汽车。

    Google面临的问题之一是映射系统的适应性。这些汽车使用的地图与您在GPS装置或Google地图上看到的地图不同。每张地图都非常详细,直到路缘的高度,以及汽车当前行驶的车道的尺寸。

    这种详细程度的问题在于对整个国家/地区进行地图绘制的难度很大–或者世界。目前,Google已为无人驾驶汽车绘制了大约2,000英里的道路。为了让您了解规模,仅加利福尼亚州就有170,000英里以上的道路,而美国的公共道路则超过400万英里。

    汽车在如此出色的性能他们最初的700,000英里测试主要是由于汽车以对环境做出反应的方式“欺骗"这一事实。也就是说,每辆汽车都无法实时做出如何应对外部刺激的决策,而且Google尚未测试该汽车对这些映射环境之外的情况做出响应的能力。当然,这个问题可能会在某种程度上纠正自己的问题,因为路上的每辆Google Car不仅在行驶,而且还通过绘制数据图表来帮助为其他自动驾驶汽车创建3D地图。 p>

    与技术相关的其他问题是:

  • 到目前为止,汽车存在的问题会阻止其在雪,冰或大雨中行驶。
  • 当传感器被阳光或强光遮挡时,无法分辨交通灯的颜色。
  • 传感器将物体检测为像素化形状,因此,假设汽车会以相同的方式做出反应-转向-错过路途中的孩子或飘过的报纸。
  • 政府法规

    根据法律规定,至少在Google HQ的家中(加利福尼亚州),无人驾驶汽车目前合法。 Google无人驾驶汽车项目负责人克里斯·乌尔姆森(Chris Urmson)说:

    “将近一年半前通过的法律明确表明,加利福尼亚州允许有效无人驾驶车辆

    那就是说,我不确定许多政府在制定现行交通法规时是否会想象无人驾驶汽车的未来。不可能认为政府不会在某个时候介入,而是将自己作为自动驾驶汽车的实用性和安全性进行调查。

    消费者甚至想要吗?

    尽管有些人对该技术感到兴奋,但其他人则完全出于安全考虑或不愿放弃对车轮的控制而放弃了这一想法。尽管有些人可能永远不会接受该技术,但是可以肯定地说,假设解决了两个主要因素,那么部分消费者群体会对此感兴趣:安全和定价。

    尽管仍在解决安全问题,到目前为止,这辆车确实具有非凡的安全记录。提出了一个哲学上的困惑,尽管这很有趣。汽车将如何应对所谓的“台车问题"?台车问题是一个哲学术语,用于描述在没有正确答案的情况下出现的问题。例如,谷歌汽车必须转弯避开孩子,但这样做会影响母亲或道路另一侧的一群孩子;

    下一步是什么?

    总的来说,这是一个令人兴奋的想法,采用该技术还有其他实际应用。例如,不需要驾驶员的汽车,也不需要乘客。这样一来,您的汽车就可以在没有您的情况下放下包裹,送朋友回家(然后返回您的车库),或者在您将您放下某个地方后找到自己的停车位。

    事实上,最所有这些令人兴奋的想法可能是这样的事实,即这可能会使“拥有"汽车的概念过时。假设这些汽车可以留在任何地方,并且可以用作整个社区的出租车,而不必自己购买和维护汽车。

    无人驾驶汽车是未来交通发展的一个令人兴奋的想法,但是直到谷歌解决了技术难题,并证明这些汽车确实比您的普通驾驶员更安全,然后他们将保持这一想法。不过,我有信心Google会解决问题,并且这项技术将对未来的交通运输产生巨大影响。

    您会购买自动驾驶汽车吗?

    图片来源:Steve Jurvetson的Velodyne高清晰度激光雷达,Foot同志的Hoje-taastrup Kommune,MiloszB的红绿灯,全部通过Flickr

    标签: 汽车技术 自动驾驶汽车