Wie selbstfahrende Autos funktionieren: Die Schrauben und Muttern hinter dem autonomen Auto-Programm von Google

In der Lage zu sein, hin und her zu arbeiten, während du schläfst, isst oder in deinen Lieblingsblogs aufholst, ist ein Konzept, das gleichermaßen attraktiv und scheinbar weit entfernt und zu futuristisch ist, um tatsächlich zu passieren.

In der Lage zu sein, hin und her zu arbeiten, während du schläfst, isst oder in deinen Lieblingsblogs aufholst, ist ein Konzept, das gleichermaßen attraktiv und scheinbar weit entfernt und zu futuristisch ist, um tatsächlich zu passieren.
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In der Lage zu sein, hin- und herzuarbeiten, während du schläfst, isst, Trivia Crack spielst oder deine Lieblingsblogs in Feedly aufnimmst, ist ein Konzept, das gleichermaßen ansprechend und scheinbar weit entfernt und zu futuristisch ist, um tatsächlich zu passieren.

Als Google 2008 sein autonomes Auto-Projekt ankündigte, begannen die Visionen von Minority Report in unseren Köpfen zu schwanken, während wir uns über die Möglichkeiten eines Autos wunderten, das wirklich nichts anderes brauchte, als es anzustellen. Das gleiche Auto würde sich nicht um Unfälle, Ablenkung oder Fahren unter dem Einfluss kümmern müssen, während es tausende - oder sogar Millionen - Sekundenbruchteileberechnungen machte, um Ihre Sicherheit zu gewährleisten.

Sie sehen, wie sich herausstellt, sind Menschen bemerkenswert schlecht im Fahren. Laut Joshua Schank vom Eno Center for Transportation:

"Menschen fahren nicht gut - 30.000 Menschen sterben jährlich bei Autounfällen (in den USA). Maschinen können viel besser als Menschen sein, wenn es um das Fahren geht; Sie trinken oder schreiben nicht und können schneller denken. "

Während nicht ein einziger Fahrer würde argumentieren, dass es nicht einige wirklich geistesaufreibend schlechte Fahrer auf der Straße gibt, wie sicher ist das Google Car Die schockierenden Auswirkungen des Google Driverless Car [Infografik] Die schockierenden Auswirkungen des Google Driverless Car [ INFOGRAPHIC] Die Zukunft ist näher als Sie vielleicht denken. Dank der streng geheimen Forschungsabteilung von Google, Google X, sind fahrerlose Autos nun Realität und könnten in nicht allzu ferner Zukunft den Mainstream erreichen .... Weiterlesen?

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Nun, bei insgesamt 700.000 gemeldeten Straßenkilometern hat das Google Auto genau zwei Unfälle erlitten, von denen keines dem Auto angelastet werden konnte. Das erste passierte, als ein menschlicher Fahrer das autonome Auto hinterrückte, und das zweite passierte, während ein Mensch den Google Car bei einem Testlauf fuhr. Im Gegensatz dazu gibt es ein Todesopfer für alle 1, 7 Millionen Meilen in Großbritannien und einen Todesfall pro 1, 13 Millionen Meilen in den Vereinigten Staaten (Daten für 2009). Während Google Cars noch so viele Meilen sammeln muss, ist die Unfallrate pro Meile deutlich niedriger als die von Menschen betriebenen Autos.

Die Technologie hinter dem autonomen Auto von Google

Das vielversprechendste an den fahrerlosen Autos von Google ist, dass der Großteil der Technologie derzeit auf der Straße genutzt wird. Das Auto von morgen - Heute: Top Tools, um einen Computer in Ihrem Auto zu platzieren Das Auto von morgen - Heute: Top Tools, um einen Computer zu setzen In Ihrem Auto Es wird ein immer beliebterer Zeitvertreib, Autos ein neues Element hinzuzufügen, ein neues Zentrum für Unterhaltung, GPS und Kommunikation. Der Carputer scheint teilweise durch TV-Shows wie ... Read More und in anderen Anwendungen inspiriert worden zu sein. Das bedeutet, dass die Technologie, die die Sicherheit der Passagiere gewährleistet, nicht neu oder ungetestet ist. Außerhalb ihrer proprietären Software und Algorithmen verfügen Google-Autos über eine Menge getesteter und sicherer Hardware.

Werfen wir einen Blick darauf.

LIDAR

Laser Illuminating Detection and Ranging - oder LIDAR - wird verwendet, um eine 3D-Karte zu erstellen und dem Fahrzeug zu ermöglichen, potentielle Gefahren zu "sehen", indem ein Laserstrahl von den das Fahrzeug umgebenden Oberflächen reflektiert wird, um die Entfernung und das Profil des Objekts genau zu bestimmen . Der Google Car verwendet einen Velodyne 64-Strahl-Laser, um dem Bordprozessor eine 360-Grad-Ansicht zu geben, indem er die LIDAR-Einheit an der Oberseite des Fahrzeugs montiert (für ungehinderte Sicht) und sie auf einer Sonderanfertigung drehen lässt Base.

LIDAR

Radar

Während LIDAR ist großartig für die genaue Zuordnung von Umgebungen, ist es ein fataler Fehler in seiner Fähigkeit, die Geschwindigkeit der umliegenden Fahrzeuge in Echtzeit genau zu überwachen. Hier greifen die vier Stoßfänger-Radargeräte auf. Mit zwei Sensoren im vorderen Stoßfänger und zwei im hinteren Stoßfänger ermöglichen die Radargeräte dem Fahrzeug, einen Aufprall zu vermeiden, indem sie ein Signal an den Bordprozessor senden, um die Bremsen zu betätigen, oder gegebenenfalls aus dem Weg gehen. Diese Technologie arbeitet in Verbindung mit anderen Merkmalen des Fahrzeugs, wie Trägheitsmesseinheiten, Gyroskopen und einem Radcodierer, um präzise Signale an die Verarbeitungseinheit (das Gehirn) des Fahrzeugs zu senden, um bessere Entscheidungen darüber zu treffen, wie vermieden werden kann mögliche Unfälle.

Hochleistungs-Kameras

Die eigentliche Kameratechnologie Wie funktioniert eine Digitalkamera? [Technologie erklärt] Wie funktioniert eine Digitalkamera? [Technology Explained] Read More und Setup auf jedem fahrerlosen Auto variiert, aber ein Prototyp verwendet Kameras an der Außenseite mit einer leichten Trennung montiert, um eine überlappende Sicht auf die Umgebung des Autos zu geben. Diese Technologie ist nicht unähnlich dem menschlichen Auge, das dem Gehirn überlappende Bilder liefert, bevor es Dinge wie Tiefenschärfe, periphere Bewegung und Dimensionalität von Objekten bestimmt.

Jede Kamera hat ein Sichtfeld von 50 Grad und ist auf etwa 30 Meter genau. Die Kameras selbst sind sehr nützlich, aber ähnlich wie alles andere im Auto sind sie eine redundante Technologie, die es dem Auto ermöglicht, zu arbeiten, selbst wenn es zu Fehlfunktionen kommt.

Sonar

Auch hier ist jeder von Google gebaute Prototyp etwas anders, aber einige der getesteten Prototypen verfügen über fortschrittliche Sonartechnologie. Die Grenzen des Sonars sind sein schmales Sichtfeld und seine relativ kurze effektive Reichweite (etwa 6 Meter). Die Aufnahme bietet jedoch noch ein weiteres redundantes System, das es dem Fahrzeug ermöglicht, Daten von anderen Systemen in Echtzeit effektiv zu referenzieren, um die Bremsen zu betätigen, Sicherheitsgurte für den Aufprall vorzuspannen oder auszuweichen, um Hindernisse zu vermeiden.

Positionierung

Google-Karte-Dänemark

Ein Auto ohne Lenkrad, ohne Bremsen und ohne Gaspedal wäre ohne fortschrittliche Positionierungssysteme im Wesentlichen nutzlos, um seinen Kurs zu verfolgen und eine geeignete Route zu seinem Ziel zu zeichnen. Für diese Herausforderung verwendet Google ein eigenes Kartensystem. Wie funktioniert Google Maps? Wie funktioniert Google Maps? Google Maps wird täglich von Millionen von Nutzern genutzt und Sie sind vielleicht einer von ihnen, aber wie funktioniert es wirklich und wie behält Google seine Genauigkeit bei? Lesen Sie mehr, sowie GPS-Satelliten, Trägheitsmesseinheiten und einen Radcodierer, um die tatsächliche Geschwindigkeit zu bestimmen. Das System arbeitet mit den On-Board-Kameras zusammen, um reale Informationen sowie GPS-Daten und Fahrgeschwindigkeit zu verarbeiten, um die genaue Position jedes Fahrzeugs bis auf wenige Zentimeter genau zu bestimmen und gleichzeitig intelligente Korrekturen für Verkehr und Straße vorzunehmen Bau und Unfälle.

Ausgefeilte Software

Die Software verarbeitet alle Daten in Echtzeit und modelliert die Verhaltensdynamik anderer Fahrer. Wie Autos eines Tages miteinander reden werden Wie Autos eines Tages miteinander kommunizieren werden Bei der Beförderung von morgen geht es nicht nur um das selbstfahrende Auto. In Zukunft werden Netzwerke von Autos zusammenarbeiten, um Passagiere sicher zu halten und sie effizient an ihr Ziel zu bringen. Lesen Sie mehr, Fußgänger und Objekte um Sie herum. Während einige Daten fest im Auto codiert sind, wie zum Beispiel bei roten Ampeln anhalten, werden andere Antworten basierend auf früheren Fahrerfahrungen gelernt. Jede gefahrene Meile jedes Autos wird protokolliert und diese Daten werden verarbeitet, um Lösungen für jede anwendbare Situation zu finden.

Der Lernalgorithmus verarbeitet die Daten nicht nur des Autos, in dem Sie fahren, sondern auch des anderen, um eine angemessene Antwort auf jedes mögliche Problem zu finden. Verhaltensdynamiken werden ebenfalls abgebildet und diese Daten werden verwendet, um Situationen zu erkennen, bevor sie passieren, ähnlich wie bei einem menschlichen Fahrer. Zum Beispiel sind die Autos intelligent genug, um Situationen wie:

  • Ein langsam fahrendes Fahrzeug in der rechten Linie weist auf eine höhere Wahrscheinlichkeit hin, dass das nachfolgende Auto versuchen wird, zu passieren.
  • Ein Schlagloch oder ein Fremdkörper auf der Straße zeigt eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass ein Fahrer ausweicht, um es zu vermeiden.
  • Überlastung auf der linken Spur bedeutet, dass Fahrer eher versuchen, auf die richtige Spur zu kommen.

Major Hürden die Projekt Gesichter vor der weit verbreiteten Annahme

Während die Technologie in Googles Autonomem Autoprogramm nichts weniger als erstaunlich ist, heißt das nicht, dass es keine bedeutenden Probleme gibt, die noch angegangen werden müssen, bevor wir in eine Zukunft kommen, die von selbstfahrenden Autos dominiert wird In eine Welt voller fahrerloser Autos Hier geht's zu einer Welt voller fahrerloser Autos Das Fahren ist eine langwierige, gefährliche und anspruchsvolle Aufgabe. Kann es eines Tages durch die fahrerlose Autotechnologie von Google automatisiert werden? Weiterlesen .

Technologie

Bevor man sich mit anderen Problemen des autonomen Autos auseinandersetzt, ist es wichtig zu bemerken, dass die Technologie immer noch die größte Barriere ist, die fahrerlose Autos vom Verbrauchermarkt trennt.

Eines dieser Probleme, mit denen Google konfrontiert ist, ist die Anpassungsfähigkeit des Mapping-Systems. Die Karten, die von diesen Autos verwendet werden, sind nicht wie die, die Sie in Ihrem GPS-Gerät oder in Google Maps sehen. Jede Karte ist hochdetailliert bis auf die Höhe der Bordsteine ​​und die Dimensionen der Fahrspur, auf der das Auto gerade fährt.

Das Problem mit dieser Detailgenauigkeit ist die Ungeheuerlichkeit, das gesamte Land - oder die Welt - abzubilden. Zurzeit hat Google ungefähr 2000 Meilen Straßenkilometer für das fahrerlose Auto kartiert. Um Ihnen eine Vorstellung von der Größe zu geben, gibt es allein in Kalifornien mehr als 170.000 Straßenkilometer und in den Vereinigten Staaten über 4.000 Meilen öffentliche Straßen.

Der Grund dafür, dass die Autos in ihrem ersten 700.000-Meilen-Test so gut abgeschnitten haben, ist zum großen Teil darauf zurückzuführen, dass die Autos in der Art und Weise, wie sie auf ihre Umwelt reagieren, "schummeln". Das heißt, dass jedes Auto nicht in Echtzeit Entscheidungen darüber trifft, wie auf externe Reize reagiert werden soll, und Google hat die Fähigkeit des Autos, auf Situationen außerhalb dieser kartierten Umgebungen zu reagieren, nicht getestet. Natürlich ist dies ein Problem, das sich irgendwann selbst korrigieren kann, da jedes Google-Auto unterwegs nicht nur Auto fährt, sondern durch das Chartern von Daten auch 3D-Karten für andere autonome Autos erstellt.

Weitere technologiebezogene Probleme sind:

  • Bis jetzt hat das Auto Probleme, die verhindern würden, dass es bei Schnee, Eis oder starkem Regen fährt.
  • Es ist nicht in der Lage, die Farbe von Ampeln zu erkennen, wenn Sensoren durch Sonne oder Blendung geblendet werden.
  • Sensoren erkennen Objekte als verpixelte Formen, so hypothetisch würde das Auto auf die gleiche Weise reagieren - durch Ausweichen - um ein Kind auf der Straße oder eine Zeitung, die vorbeischwebte, zu übersehen.

Ampel-Blendung

Staatliche Regulierung

Nach dem Buchstaben des Gesetzes, zumindest im Heimatstaat von Google HQ (Kalifornien), sind selbstfahrende Autos derzeit legal. Chris Urmson, Leiter des Autoprojekts bei Google, sagt:

"Das Gesetz, das vor fast anderthalb Jahren verabschiedet wurde, machte deutlich, dass in Kalifornien praktisch fahrerloser Betrieb von Fahrzeugen erlaubt ist, und im Allgemeinen glauben wir, dass das in vielen Teilen der USA gilt."

Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob sich viele Regierungen bei der Umsetzung ihrer aktuellen Verkehrsgesetze und -vorschriften eine Zukunft mit fahrerlosen Autos vorstellen. Es ist unwahrscheinlich anzunehmen, dass die Regierung zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht eingreifen und ihre eigenen Untersuchungen durchführen wird, um die Autonomie der Fahrzeuge zu überprüfen. Autonome Fahrzeuge: Sind Roboter gut für die Umwelt? Autonome Autos: Sind Roboter gut für die Umwelt? Die Art, wie wir Autos benutzen, wird sich ändern. Diese Änderungen werden weitreichend sein, aber ein Bereich, der noch nicht so detailliert untersucht wurde: die Auswirkungen auf die Umwelt. Weiterlesen .

Wollen die Verbraucher es auch?

Während von einigen die Begeisterung über die Technologie weit verbreitet war, haben andere die Idee aufgrund von Sicherheitsbedenken oder der Unwilligkeit, die Kontrolle über das Rad aufzugeben, ganz und gar verworfen. Während einige möglicherweise nie die Technologie annehmen, können Can Hackers wirklich Ihr Auto übernehmen? Können Hacker Ihr Auto wirklich übernehmen? Lesen Sie mehr, es ist sicher zu sagen, dass ein Teil der Verbraucherpopulation interessiert wäre, wenn zwei Hauptfaktoren berücksichtigt werden: Sicherheit und Preisgestaltung.

Während die Sicherheitsbedenken noch ausgearbeitet werden, scheint das Auto bis heute eine bemerkenswerte Sicherheitsbilanz aufzuweisen. Ein philosophisches Dilemma wurde aufgezogen, das ist jedoch ziemlich interessant. Wie wird das Auto auf so genannte "Trolley-Probleme" reagieren? Trolley-Probleme sind der philosophische Begriff, der verwendet wird, um Probleme zu beschreiben, die entstehen, wenn es keine richtige Antwort gibt. Zum Beispiel muss ein Google-Auto ausweichen, um ein Kind zu meiden, aber dabei würde es sich auf die Mutter oder eine Gruppe von Kindern auf der anderen Straßenseite auswirken. was tut es?

Was kommt als nächstes?

Alles in allem ist es eine aufregende Idee und die Einführung der Technologie hat andere praktische Anwendungen. Zum Beispiel benötigt ein Auto, das keinen Fahrer benötigt, auch keinen Passagier. Dies würde es Ihrem Auto ermöglichen, Pakete ohne Sie abzugeben, Freunde nach Hause zu fahren (und dann zurück in Ihre Garage) oder einen eigenen Parkplatz zu finden, nachdem Sie irgendwo abgesetzt wurden.

In der Tat könnte die aufregendste Idee die Tatsache sein, dass dies den Begriff "Besitz" eines Autos obsolet machen könnte. Diese Autos könnten hypothetisch irgendwo stehen gelassen werden und als eine Art Taxi für ganze Gemeinden dienen, ohne das Auto selbst kaufen und warten zu müssen.

Fahrerlose Autos sind eine aufregende Idee für die Zukunft des Transports, aber bis Google die technologischen Herausforderungen anspricht und beweist, dass diese Autos in der Tat sicherer sind als ein durchschnittlicher Fahrer, werden sie genau das bleiben, eine Idee. Ich bin jedoch zuversichtlich, dass Google die Knicke ausarbeiten wird, und dass diese Technologie einen großen Einfluss auf die Zukunft des Transports haben wird, wie selbstfahrende Autos Transport für immer verändern werden, wie selbstfahrende Autos Verkehr für immer ändern werden, wenn wir uns bewegen 2015 stellt sich nicht mehr die Frage, ob selbstfahrende Autos manuell angetriebene Autos ersetzen, sondern wie schnell sie übernehmen. Weiterlesen .

Würden Sie ein selbstfahrendes Auto kaufen?

Bildnachweis: Velodyne High-Def LIDAR von Steve Jurvetson, Hoje-taastrup Kommune von Comrade Foot, Ampeln von MiloszB, alle über Flickr

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