So funktionieren selbstfahrende Autos: Die Schrauben und Muttern hinter Googles Autonomous Car Program

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In der Lage sein, hin und her zur Arbeit zu pendeln, während Sie schlafen, essen, Trivia Crack spielen oder Ihre Probleme nachholen Lieblingsblogs in Feedly sind ein Konzept, das ebenso ansprechend und scheinbar weit entfernt und zu futuristisch ist, um es tatsächlich zu tun geschehen.

Als Google 2008 sein autonomes Autoprojekt ankündigte, wirbelten Visionen von Minority Report in unseren Köpfen herum während wir uns über die Möglichkeiten eines Autos wunderten, bei dem wir wirklich nichts anderes tun mussten, als es zu drehen auf. Dasselbe Auto muss sich keine Sorgen über Unfälle, Ablenkung oder Fahren unter dem Einfluss machen, während es Tausende oder sogar Millionen von Sekundenbruchteilen berechnet, 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 können nicht gut fahren - 30.000 Menschen sterben jedes Jahr bei Autounfällen (in den USA). Maschinen können beim Fahren viel besser sein als Menschen. Sie trinken nicht oder schreiben keine SMS und können schneller denken. "

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Obwohl kein einziger Fahrer argumentieren würde, dass es auf der Straße keine wirklich nervenaufreibend schlechten Fahrer gibt, nur Wie sicher ist das Google Car? Die schockierenden Effekte des fahrerlosen Google-Autos [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 ?

Bei insgesamt 700.000 zurückgelegten Straßenmeilen hatte das Google-Auto genau zwei Unfälle, von denen keiner auf das Auto zurückgeführt werden konnte. Das erste ereignete sich, als ein menschlicher Fahrer das autonome Auto hinter sich ließ, und das zweite, als ein Mensch das Google-Auto in einem Testlauf fuhr. Im Gegensatz dazu gibt es einen Todesfall pro 1,7 Millionen gefahrene Meilen in Großbritannien und einen Todesfall pro 1,13 Millionen Meilen in den USA (Daten von 2009). Während Google Cars noch nicht so viele Kilometer zurückgelegt hat, ist die Unfallrate pro gefahrener Meile deutlich niedriger als bei von Menschen betriebenen Autos.

Die Technologie hinter dem autonomen Auto von Google

Das Vielversprechende an den fahrerlosen Autos von Google ist, dass der größte Teil der Technologie derzeit in beiden Bereichen eingesetzt wird unterwegs Das Auto von morgen - heute: Top-Tools, um einen Computer in Ihr Auto zu integrierenEs wird immer beliebter, Autos ein neues Element hinzuzufügen, eine neue Drehscheibe für Unterhaltung, GPS und Kommunikation. Der Schreiner scheint teilweise von Fernsehsendungen wie ... Weiterlesen und in anderen Anwendungen. Dies bedeutet, dass die Technologie, die die Sicherheit der Passagiere gewährleistet, nicht neu oder nicht getestet ist. Außerhalb ihrer proprietären Software und Algorithmen verfügen Google-Fahrzeuge über eine Vielzahl getesteter und sicherer Hardware.

Schauen wir uns einige davon an.

LIDAR

Mit Laser Illuminating Detection and Ranging (LIDAR) wird eine 3D-Karte erstellt, mit der das Auto potenzielle Gefahren erkennen kann Abprallen eines Laserstrahls von Oberflächen, die das Auto umgeben, um die Entfernung und das Profil davon genau zu bestimmen Objekt. Das Google Car verwendet einen Velodyne 64-Strahl-Laser, um dem Bordprozessor eine 360-Grad-Ansicht von zu geben Montieren Sie die LIDAR-Einheit an der Oberseite des Fahrzeugs (für ungehinderte Sicht) und lassen Sie sie auf einem drehen maßgeschneiderte Basis.

Radar

Während sich LIDAR hervorragend für die genaue Kartierung der Umgebung eignet, besteht sein einziger schwerwiegender Fehler in der Fähigkeit, die Geschwindigkeit der umgebenden Fahrzeuge in Echtzeit genau zu überwachen. Hier nehmen die vier an der Stoßstange montierten Radargeräte den Durchhang auf. Mit zwei Sensoren in der vorderen Stoßstange und zwei in der hinteren ermöglichen die Radareinheiten dem Auto, einen Aufprall zu vermeiden indem Sie ein Signal an den Bordprozessor senden, um die Bremsen zu betätigen, oder wenn Sie aus dem Weg gehen, wenn anwendbar. Diese Technologie funktioniert in Verbindung mit anderen Merkmalen des Fahrzeugs wie Trägheitsmesseinheiten, Gyroskopen und einem Radgeber in der richtigen Reihenfolge genaue Signale an die Verarbeitungseinheit (das Gehirn) des Fahrzeugs zu senden, um bessere Entscheidungen darüber zu treffen, wie mögliche Unfälle vermieden werden können.

Hochleistungskameras

Das tatsächliche Kameratechnik Wie funktioniert eine Digitalkamera? [Technologie erklärt] Weiterlesen Die Einstellungen für jedes fahrerlose Auto sind unterschiedlich. Bei einem Prototyp werden jedoch Kameras verwendet, die mit einem leichten Abstand an der Außenseite angebracht sind, um eine überlappende Ansicht der Umgebung des Autos zu ermöglichen. Diese Technologie ist dem menschlichen Auge nicht unähnlich, das dem Gehirn überlappende Bilder liefert, bevor Dinge wie Schärfentiefe, periphere Bewegung und Dimensionalität von Objekten bestimmt werden.

Jede Kamera hat ein 50-Grad-Sichtfeld und ist auf etwa 30 Meter genau. Die Kameras selbst sind sehr nützlich, aber wie alles andere im Auto handelt es sich um redundante Technologien, mit denen das Auto auch bei Fehlfunktionen funktionieren kann.

Sonar

Auch hier ist jeder von Google gebaute Prototyp etwas anders, aber einige der getesteten Modelle verfügen über fortschrittliche Sonartechnologie. Die Einschränkungen des Sonars sind sein enges Sichtfeld und seine relativ kurze effektive Reichweite (ca. 6 Meter). Die Aufnahme bietet jedoch noch ein weiteres redundantes System, mit dem das Auto effektiv auf Daten verweisen kann von anderen Systemen in Echtzeit, um die Bremsen zu betätigen, Sicherheitsgurte für den Aufprall vorzuspannen oder auszubiegen, um Hindernissen auszuweichen.

Positionierung

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 zum Ziel zu planen. Für diese Herausforderung verwendet Google seine eigenen Kartensystem Wie funktioniert Google Maps?Google Maps wird täglich von Millionen von Menschen verwendet, und Sie sind vielleicht einer von ihnen. Aber wie funktioniert es tatsächlich und wie behält Google seine Genauigkeit so gut bei? Weiterlesen sowie GPS-Satelliten, Trägheitsmesseinheiten und einen Radgeber zur Bestimmung der tatsächlichen Geschwindigkeit. Das System arbeitet mit den Bordkameras zusammen, um reale Informationen sowie GPS-Daten und die Fahrgeschwindigkeit zu verarbeiten und die Daten genau zu bestimmen Präzise Position jedes Fahrzeugs bis auf wenige Zentimeter, während intelligente Korrekturen für Dinge wie Verkehr, Straßenbau und Unfälle.

Anspruchsvolle Software

Die Software verarbeitet alle Daten in Echtzeit und modelliert die Verhaltensdynamik von andere Fahrer Wie Autos eines Tages miteinander reden werdenBeim Transport von morgen geht es nicht nur um das selbstfahrende Auto. In Zukunft werden Netzwerke von Autos zusammenarbeiten, um die Sicherheit der Passagiere zu gewährleisten und sie effizient an ihre Ziele zu bringen. Weiterlesen , Fußgänger und Gegenstände um dich herum. Während einige Daten im Auto fest codiert sind, z. B. das Anhalten an roten Ampeln, werden andere Antworten basierend auf früheren Fahrerfahrungen gelernt. Jede auf jedem Auto gefahrene Meile wird protokolliert und diese Daten werden verarbeitet, um Lösungen für jede anwendbare Situation zu finden.

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

• Ein langsam fahrendes Fahrzeug in der rechten Linie weist auf eine höhere Wahrscheinlichkeit hin, dass das darauf folgende Auto versucht, zu überholen.
• Ein Schlagloch oder ein Fremdkörper auf der Straße weist eine höhere Wahrscheinlichkeit auf, dass ein Fahrer ausweicht, um dies zu vermeiden.
• Eine Überlastung auf der linken Spur bedeutet, dass Fahrer eher versuchen, auf die rechte Spur zu gelangen.

Wichtige Hürden für das Projekt vor der weit verbreiteten Annahme

Die Technologie in Googles autonomem Autoprogramm ist zwar erstaunlich, aber das bedeutet nicht, dass es keine wesentlichen Probleme gibt, die noch angegangen werden müssen, bevor wir zu einem gelangen Zukunft dominiert von selbstfahrenden Autos So gelangen wir in eine Welt voller fahrerloser AutosFahren ist eine mühsame, gefährliche und anspruchsvolle Aufgabe. Könnte es eines Tages durch Googles fahrerlose Autotechnologie automatisiert werden? Weiterlesen .

Technologie

Bevor auf andere Probleme des autonomen Autos eingegangen wird, ist zu beachten, dass die Technologie immer noch das größte Hindernis darstellt, das fahrerlose Autos vom Verbrauchermarkt trennt.

Eines dieser Probleme, mit denen Google konfrontiert ist, ist die Anpassungsfähigkeit des Kartensystems. Die von diesen Autos verwendeten Karten entsprechen nicht denen, die Sie in Ihrem GPS-Gerät oder in Google Maps sehen. Jede Karte ist bis auf die Höhe der Bordsteine ​​und die Abmessungen der Fahrspur, auf der das Auto gerade fährt, sehr detailliert.

Das Problem bei dieser Detailebene ist die enorme Kartierung des gesamten Landes - oder der Welt. Derzeit hat Google ungefähr 2.000 Meilen Straße für das fahrerlose Auto kartiert. Um Ihnen eine Vorstellung von der Größe zu geben, gibt es allein in Kalifornien mehr als 170.000 Meilen Straße und in den USA mehr als 4 Millionen Meilen öffentliche Straße.

Der Grund, warum die Autos in ihrem ersten 700.000-Meilen-Test so gut abgeschnitten haben, liegt hauptsächlich in der Tatsache, dass die Autos in der Art und Weise, wie sie auf ihre Umgebung reagieren, „betrügen“ können. Das heißt, jedes Auto trifft nicht in Echtzeit Entscheidungen darüber, wie auf externe Reize reagiert werden soll. und Google hat die Fähigkeit des Autos, auf Situationen außerhalb dieser Karten zu reagieren, nicht getestet Umgebungen. Dies ist natürlich ein Problem, das sich - wie jedes Google Car - irgendwann selbst beheben könnte Unterwegs fährt man nicht nur, sondern hilft auch dabei, 3D-Karten für andere autonome Autos zu erstellen, indem man Karten erstellt Daten.

Zusätzliche technologiebezogene Probleme sind:

• Bisher hat das Auto Probleme, die verhindern würden, dass es bei Schnee, Eis oder starkem Regen fährt.
• Es ist nicht möglich, die Farbe von Ampeln zu erkennen, wenn Sensoren von Sonne oder Blendung geblendet werden.
• Sensoren erkennen Objekte als pixelige Formen, so dass das Auto hypothetisch auf die gleiche Weise reagiert - indem es ausweicht -, um ein Kind auf der Straße oder eine vorbeischwebende Zeitung zu vermissen.

Staatliche Regulierung

Selbst im Heimatstaat Google HQ (Kalifornien) sind selbstfahrende Autos laut Gesetz derzeit legal. Chris Urmson, Leiter des Projekts für selbstfahrende Autos bei Google, sagt:

„Das Gesetz, das vor fast anderthalb Jahren verabschiedet wurde, hat deutlich gemacht, dass es praktisch fahrerlos ist Der Betrieb von Fahrzeugen war in Kalifornien erlaubt, und im Allgemeinen glauben wir, dass dies in weiten Teilen der USA der Fall ist UNS."

Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob sich viele Regierungen eine Zukunft mit fahrerlosen Autos vorgestellt haben, als sie ihre aktuellen Verkehrsgesetze und -bestimmungen erlassen haben. Es ist unwahrscheinlich anzunehmen, dass die Regierung nicht irgendwann eingreift und ihre eigenen Ermittlungen in Bezug auf die Praktikabilität und Sicherheit von autonome Fahrzeuge Autonome Autos: Sind Roboter gut für die Umwelt?Die Art und Weise, wie wir Autos benutzen, wird sich ändern. Diese Änderungen werden weitreichend sein, aber ein Bereich, der nicht so detailliert untersucht wurde: die Auswirkungen auf die Umwelt. Weiterlesen .

Wollen es die Verbraucher überhaupt?

Während einige von der Technologie weit verbreitet waren, haben andere die Idee aufgrund von Sicherheitsbedenken oder der mangelnden Bereitschaft, die Kontrolle über das Rad aufzugeben, gänzlich abgelehnt. Während einige vielleicht nie die Technologie annehmen Können Hacker Ihr Auto WIRKLICH übernehmen? Weiterlesen Man kann mit Sicherheit sagen, dass ein Teil der Verbraucher interessiert wäre, wenn zwei Hauptfaktoren angesprochen würden: Sicherheit und Preisgestaltung.

Während die Sicherheitsbedenken noch geklärt werden, scheint das Auto bis zu diesem Punkt eine bemerkenswerte Sicherheitsbilanz zu haben. Es wurde ein philosophisches Dilemma angesprochen, das allerdings ziemlich interessant ist. Wie wird das Auto auf sogenannte "Trolley-Probleme" reagieren? Trolley-Probleme sind der philosophische Begriff, der verwendet wird, um Probleme zu beschreiben, die auftreten, wenn es keine richtige Antwort gibt. Zum Beispiel muss ein Google-Auto ausweichen, um einem Kind auszuweichen. Dies würde sich jedoch auf die Mutter oder eine Gruppe von Kindern auf der anderen Straßenseite auswirken. was tut es?

Was kommt als nächstes?

Insgesamt ist es eine aufregende Idee und die Übernahme der Technologie hat andere praktische Anwendungen. Zum Beispiel braucht ein Auto, das keinen Fahrer benötigt, auch keinen Passagier. Auf diese Weise kann Ihr Auto Pakete ohne Sie abgeben, Freunde nach Hause fahren (und dann in Ihre Garage zurückkehren) oder einen eigenen Parkplatz finden, nachdem Sie irgendwo abgesetzt wurden.

In der Tat könnte die aufregendste Idee von allen die Tatsache sein, dass dies die Vorstellung, ein Auto zu „besitzen“, überflüssig machen könnte. Diese Autos könnten hypothetisch überall stehen bleiben und als eine Art Taxi für ganze Gemeinden dienen, ohne das Auto jemals selbst kaufen und warten zu müssen.

Fahrerlose Autos sind eine aufregende Idee für die Zukunft des Transportwesens, aber bis Google die Technologie anspricht Herausforderungen und beweisen, dass diese Autos tatsächlich sicherer sind als ein durchschnittlicher Fahrer, dann bleiben sie genau das Idee. Ich bin jedoch zuversichtlich, dass Google die Probleme lösen wird und dass diese Technologie einen enormen Einfluss auf die Zukunft des Transports Wie selbstfahrende Autos den Transport für immer verändernMit Beginn des Jahres 2015 stellt sich nicht mehr die Frage, ob selbstfahrende Autos manuell angetriebene Autos ersetzen, sondern wie schnell sie übernehmen werden. Weiterlesen .

Würden Sie ein selbstfahrendes Auto kaufen?

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