Беспилотный автотранспорт (стр. 1 из 4)

Министерство науки и образования РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра "Автоматизированные системы управления и информационные технологии"

Реферат

по теме "Беспилотный автотранспорт"

Москва 2009

Содержание

Введение

1. Описание базовой технологии

2. Описание конкурирующих технологий

3. Сравнительная таблица

Выводы по сравнительной таблицы

Заключение

Литература

Введение

С каждым днём к нам приближается недалекое и так отчетливо видимое электронное будущее, которое принесет нам массу нововведений. Уже сегодня мы можем наблюдать за рождением новых, ярких идей и технологий. Одной из наиболее интересных, перспективных и массовых технологий является идея создания беспилотного автотранспорта.

В этой работе мы узнаем об основных причинах и целях создания и развития этой технологии, что она обещает дать человечеству, какие негативные факторы может устранить отсутствие человеческого фактора

На казалось бы сложный и объемный вопрос, с чего зародилась сама идея, история даёт достаточно простой ответ - все началось с тормозов. Первой "атакой" автомобильных конструкторов на водительские амбиции стало массовое применение антиблокировочной системы тормозов ABS. Создатели системы посчитали, что человек за рулем не способен справляться с блокировкой колес настолько эффективно, как это делает электроника. И, если первые подобные системы были несовершенны, то сейчас электроника намного эффективнее человека и уже никто не спорит о пользе ABS. Разобравшись с тормозами, конструкторы взялись за двигатель. Сначала на автомобилях появились антипробуксовочные системы, которые способны "сдерживать" мотор, если его мощность избыточна и приводит к пробуксовке ведущих колес. Затем появилась система стабилизации ESP, которой "подчиняются" не только двигатель, но и тормоза. В результате, ESP смогла самостоятельно бороться со сносами и заносами, выборочно подтормаживая колеса и регулируя тягу двигателя. Вскоре, разработчики электронных систем безопасности добрались до рулевого управления. Оказалось, что "рулить" автоматика тоже может лучше человека. Например, система VDIM, способна доворачивать руль на несколько градусов, если того требует дорожная ситуация. Проще говоря, водитель-человек не способен провести автомобиль между конусами по идеальной траектории. Он не может воспроизвести один и тот же маневр с абсолютной точностью и т.д.

В наше время развитие беспилотного автотранспорта разделилось на 3 основных направления:

-потребительское (личное авто, такси, городская авто транспортная сеть)

-промышленное (специализированная техника)

-военное (боевые машины различного спектра задач)

В данный момент развитие беспилотного транспорта идет по всем перечисленным направлениям. Однако именно развитие потребительского беспилотного автотранспорта является основной задачей для общества. Давайте постараемся выяснить, почему именно это направление заслуживает особого внимания. Также сравним, какая конкретная модель добилась более наглядных результатов, вне зависимости от направления развития и цели использования.

1. Описание базовой технологии

Развитие беспилотного автотранспорта для общества – должно быть приоритетной задачей для человечества

Дорожно-транспортный травматизм – одна из основных проблем общественного развития и здравоохранения. Ожидается, что масштаб этой проблемы в ближайшие годы значительно увеличится. Ежегодно около 1,2 миллиона человек во всем мире погибают в результате дорожно-транспортных аварий. Это составляет более 2,1% всех случаев смерти в мире и сравнимо с числом смертей, вызванных такими главными "убийцами", как малярия и туберкулез. Еще больше число людей получают травмы и часто остаются инвалидами на всю жизнь. Дорожно-транспортный травматизм в основном уносит молодые жизни. Дорожно-транспортный травматизм – вторая лидирующая причина смерти среди лиц в возрасте 5–25 лет. В этой возрастной группе вероятность погибнуть или получить травму на дороге у молодых мужчин – пешеходов, велосипедистов, мотоциклистов, неопытных водителей и пассажиров – примерно в три раза выше, чем у молодых женщин.

Создание Беспилотного автотранспорта в потребительской сфере:

-Исключит злоупотребление скоростью:

Скорость – основной фактор риска дорожно-транспортного травматизма в большинстве стран. Молодые водители-мужчины особенно склонны не соблюдать соответствующий скоростной режим. Снижение средней скорости на 1 км/час приводит к уменьшению числа аварий со смертельным исходом на 4–5%. Снижение скорости движения транспорта также является защитным фактором для пешеходов.

-Исключит вождение в нетрезвом состоянии

Автомобиль не позволит человеку сесть за руль самому, если тот находится в нетрезвом виде. Употребление алкоголя за рулем повышает как вероятность аварии, так и тяжесть травм. Вероятность попадания в аварию у мужчин-водителей подросткового возраста как минимум в пять раз выше, чем у водителей в возрасте 30 лет и старше при всех уровнях алкоголя в крови, превышающих нулевой.

-Поможет Службам неотложной помощи и поможет сократить объем и количество пробок в мегаполисах:

Машины научаться общаться друг c другом. Многие жертвы дорожных аварий умирают до поступления в больницу из-за невозможности вовремя доехать до больного или довести его до больницы. Улучшение работы служб неотложной помощи, начиная с места происшествия до медицинского учреждения, повышает шансы на выживание тех, кто попал в дорожно-транспортную аварию, и позволит избежать длительного лечения травм и инвалидности. Основу развития "общения машин", уже заложили разработчики из Nissan, поставив перед собой задачу, научить автомобиль эффективно и безопасно двигаться в потоке своих "сородичей". Вдохновившись искусным полетом шмеля, они представили в 2008 г. робот-автомобиль Biomimetic Car Robot Drive "BR23C". Продолжив наблюдать за живой природой, в которой конструкторы испокон веков черпали силы для творчества и находили готовые технические решения, японские инженеры создали концептуальный EPORO. Эту разработку, шесть симпатичных роботов, Nissan показал в 2009 г. на токийской выставке CEATEC JAPAN.

Рис 1. КонцептуальныеEPORO

Создавая EPORO, японцы "подсматривали" за шмелями и рыбами. И те, и другие легко, эффективно и безаварийно умеют летать (плавать) организованной группой (косяком). Насекомым и рыбам в этом деле помогают инстинкты, а роботам EPORO — инновационное оборудование.

EPORO пока что не могут перевозить людей; эти роботы созданы для демонстрации поведения будущих "ниссановских" автомобилей: безопасную маневренность и эффективные навыки движения в потоке. У EPORO есть специальное "лазерное" зрение. Датчики и компьютерная программа помогают роботу определять направление движения, а также "видеть" и анализировать траекторию "соседей" по трафику. Двигаясь всей "стаей", такие роботы "разговаривают" друг с другом посредством специальных коммуникационных систем. "Обмениваясь информацией об окружающей обстановке с другими участниками движения, несколько EPORO могут безопасно перемещаться вместе, при необходимости изменяя конфигурацию группы", — поясняет принцип работы инновационных устройств главный инженер проекта Тосиюки Андо.(16)

На данный момент времени уже создано несколько прототипов-моделей беспилотного авто заслуживающих особого внимания:

2. Описание конкурирующих технологий

Volkswagen Стенли (позже проект получил имя Junior)

В 2005 году измененный Volkswagen, получивший название Стенли, превратил научную фантастику в реальность. Это технологическое чудо, построенное командой из Стэнфорда, проехало по маршруту длиной больше 150 километров по пустыне полностью автономно. В транспортном средстве не было никаких людей, и никто не передавал инструкции снаружи. (1)

Рис 2. Volkswagen Стенли

Стенли пришёл первым в гонке 23 транспортных средств, названной "Grand Challenge", которая спонсировалась управлением перспективных исследовательских программ (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)), военным исследовательским агентством, ранее обеспечившим финансирование сети, которая выросла в Интернет. (7)

Топ скорость регулируется электронным способом на 130,00 миль в час. (3)

Рис 3.Победа Volkswagen Стенли

В ноябре 2007 года аналогичные соревнования автомобилей-роботов под эгидой DARPA будут проходить уже в городских условиях и получат название DARPA Urban Challenge. Самоуправляемые автомобили должны будут продемонстрировать способность ориентироваться в реальных условиях уличного движения. Команда Стэнфордского университета, поддержку которой оказывает корпорация Intel, специально для данных гонок разработала новый проект под названием "Junior.

Гонки DARPA Urban Challenge будут проходить в условиях, имитирующих поток транспорта в городе. Участникам придется отслеживать перемещения других автомобилей и не только соблюдать рутинные правила дорожного движения, но и учитывать право преимущественного проезда, а также в режиме реального времени разбираться в других сложных дорожных ситуациях.

Сердцем сложнейшего навигационно-вычислительного комплекса робота-автомобиля являются блэйд-системы на базе двухъядерных процессоров Intel Core 2 Duo и стоечные системы на основе четырехъядерных процессоров Intel Core 2 Quad. Благодаря такой "начинке", Junior сможет обрабатывать гораздо больше информации и осуществлять это существенно быстрее, чем его предшественники. Предположительно Junior окажется примерно в четыре раза "умнее" победителя гонки DARPA Grand Challenge 2005. (2)