Hoe Driverless Car Racing werkt

  • Paul Sparks
  • 0
  • 4376
  • 29
'Junior', een Volkswagen Passat uit 2006, sterk gemodificeerd en gerobotiseerd door een team van Stanford University, komt over de finish tijdens de DARPA Urban Challenge 2004 in Victorville, Californië. De auto's hadden geen chauffeurs en waren niet op afstand bestuurbaar. TANGI QUEMENER / AFP / Getty Images

Hoge stadionlichten schijnen door zwermen vliegende insecten en verlichten de speedway op een warme, benauwde nacht. Duizenden mensen pakken de tribunes. Hun hoofden draaien als raceauto's door de bochten, zoeven voorbij en doen het dan helemaal opnieuw. Een zacht gemompel van de menigte barst uit in luid gejuich als de ene auto de andere passeert, waardoor een aanrijding ternauwernood wordt vermeden. Het is gewoon weer een avond vol actie op het circuit - of toch??

Nog één ronde te gaan. De fans staan ​​overeind en schreeuwen luid terwijl de auto's om positie gaan. Terwijl de leiders brullen rond de laatste bocht en naar het huis gaan, is het duidelijk dat er een fotofinish zal zijn. Slechts enkele centimeters scheiden de winnaar van de runner-up terwijl ze onder de geblokte vlag varen. De menigte wordt wild!

Dat is wanneer u iets vreemds opmerkt. Terwijl de auto op de eerste plaats langzamer gaat rijden om zijn overwinningsronde te nemen, wordt duidelijk dat niemand achter het stuur zit. Wordt de auto op afstand bediend? Is de chauffeur eruit gesprongen? Nee. Ongelooflijk, de auto rijdt zelf.

Hoewel dit scenario zich in het echte leven nog niet heeft afgespeeld, is het slechts een kwestie van tijd voordat het gebeurt. Ingenieurs hebben ongelooflijke vooruitgang geboekt bij het ontwerpen en testen van zelfrijdende auto's sinds de eerste prototypes in de jaren zeventig werden uitgerold. Misschien wel het meest opvallend is dat het zelfrijdende autoproject van Google tussen 2009 en december 2015 meer dan 1,3 miljoen kilometer softwaregestuurd rijden heeft geregistreerd [bron: Google]. En omdat dit Amerika is, hebben ingenieurs al geprobeerd hun creaties te racen, zij het in individuele tijdritten, niet rechtstreeks tegen elkaar..

Dus hoe is autoracen zonder bestuurder begonnen? Hoe is het om met deze auto's over een circuit te racen anders dan ze over de snelweg te rijden? Zal autoracen zonder bestuurder uiteindelijk professionele coureurs zonder baan brengen? We zullen deze vragen en meer bespreken, maar we laten het rijden aan jou over. Dus pak die muis en klik erop!

Inhoud
  1. Oorsprong van autoracen zonder bestuurder
  2. Driverless raceautotechnologie
  3. Autoraces zonder bestuurder
  4. De toekomst van autoracen zonder bestuurder
Heeft Leonardo da Vinci de eerste auto zonder bestuurder getekend? SSPL / Getty-afbeeldingen

Het is duidelijk dat zelfrijdende auto's niet alleen zijn uitgevonden om er over een circuit mee te racen. Natuurlijk, dat is best gaaf, maar de echte reden was praktischer. Als auto's zelf zouden rijden, zouden mensen die vanwege hun leeftijd of handicap afhankelijk zijn van anderen voor vervoer, veel meer onafhankelijkheid kunnen hebben, om nog maar te zwijgen van uw gemiddelde forens, die meer tijd zou hebben om te ontspannen. Als extra bonus kunnen zelfrijdende auto's files verminderen, ongevallen verminderen, het brandstofverbruik verlagen en zelfs de vraag naar parkeren verlichten.

Het idee voor een zelfrijdende auto is helemaal terug te voeren op Leonardo da Vinci, die in 1478 een voorprogrammeerbare wagen schetste (serieus, waar dacht die man niet aan?). Maar pas toen de tentoonstelling "Futurama" van General Motors in première ging op de Wereldtentoonstelling van 1939, kregen zelfrijdende auto's echt publieke aandacht. De tentoonstelling was een schaalmodel van hoe de wereld eruit zou kunnen zien in 1960, zoals voorgesteld door GM, en prominent op de kleine snelwegen waren auto's die zelf reden. Vroege pogingen om deze technologie in de jaren vijftig daadwerkelijk te ontwikkelen, waren gericht op zogenaamde slimme snelwegen, wegen met staalkabels die auto's konden detecteren en volgen [bronnen: Vanderbilt en Weber].

De zelfrijdende auto's van vandaag, die over wegen navigeren met behulp van sensoren en computers om de omgeving te scannen en interpreteren, kwamen uit de jaren zeventig. Dat is het moment waarop ingenieurs van het Tsukuba Mechanical Engineering Laboratory in Japan met succes een auto hebben geprogrammeerd die is uitgerust met twee camera's en een analoge computer om witte wegmarkeringen te volgen met een razendsnelle snelheid van 30 kilometer per uur, hoewel een stalen rail hem hielp [ bron: Weber]. In de daaropvolgende decennia hebben universiteiten en bedrijven over de hele wereld echter geprofiteerd van verbeteringen in computertechnologie om zelfrijdende auto's te maken die eigenlijk best goed presteerden in praktijktests op de weg..

In 2003 besloot het Amerikaanse leger, onder het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), dat deze auto's klaar waren om te racen. Meer specifiek hoopten ze dat het uitdagen van zelfrijdende auto-onderzoekers om met elkaar te concurreren, innovatie zou stimuleren in een technologie die mogelijk belangrijke militaire toepassingen zou kunnen hebben. Zo was de DARPA Grand Challenge geboren. Met een prijs van $ 1 miljoen op het spel, verzamelden teams zich in de woestijn van Californië in 2004 om hun ultieme autonome snelheidsmachines te ontketenen, en de resultaten waren, nou ja, interessant [bron: Shipley]. Maar voordat we daarop ingaan, laten we het hebben over de technologie die nodig is om een ​​zelfrijdende raceauto te bouwen.

Een Nvidia Drive PX 2 computer voor autonoom rijden was te zien tijdens de CES-beurs 2016 in Las Vegas. Nvidia zegt dat het nieuwe Drive PX 2-platform, ontworpen voor zelfrijdende auto's, 24 biljoen deep learning-operaties per seconde kan verwerken. REUTERS / Steve Marcus

Het is waarschijnlijk niet verwonderlijk dat de technologie in raceauto's zonder bestuurder vergelijkbaar is met die in uw doorsnee autonome (of zelfs semi-autonome) auto. Dat komt omdat navigeren op een racecircuit en cruisen op een snelweg in veel fundamentele opzichten op elkaar lijken: beide vereisen dat je uit de buurt blijft van andere auto's, op een aangewezen koers blijft en onverwachte obstakels vermijdt. Zelfs meer gevorderde racevaardigheden, zoals zo snel mogelijk een bocht nemen zonder uit te draaien, kunnen worden vergeleken met het nemen van een bocht op een ijzige snelweg. Toch staan ​​raceauto's zonder bestuurder voor unieke uitdagingen en ingenieurs hebben een aantal behoorlijk geniale manieren bedacht om ermee om te gaan.

Een typische zelfrijdende auto gebruikt verschillende sensoren om zijn omgeving te observeren. Radarsensoren die rond de auto zijn geplaatst, kunnen de positie van het voertuig ten opzichte van de auto's eromheen detecteren. Videocamera's helpen het verkeer in de buurt te volgen, maar ze lezen ook verkeerslichten en verkeersborden en helpen de auto obstakels zoals voetgangers te vermijden. Lidar - of lichtradar - weerkaatst lichtpulsen van de omgeving van de auto om een ​​driedimensionaal beeld te creëren dat handig is voor het identificeren van rijstrookmarkeringen en de rand van de weg. Een computer verzamelt al deze gegevens bij elkaar en manipuleert de besturing, acceleratie en remmen dienovereenkomstig [bron: Armstrong].

Racen vraagt ​​nog meer van een zelfrijdende auto. Gezien de hogere snelheden zijn accelereren en remmen veel moeilijker en is er veel minder reactietijd. Technieken zoals het bepalen van de beste lijn door een bocht, vechten om positie en compenseren voor het verschuiven van de last tijdens het sturen zijn ook noodzakelijk. Veel van deze vaardigheden zijn instinctief voor coureurs van raceauto's, maar zelfrijdende auto's kunnen het alleen goed doen als ze zijn geprogrammeerd met het juiste algoritme [bron: Adams].

Dus wat moet een race-uitgedaagde ingenieur doen??

Ze kijken letterlijk in de hoofden van coureurs. Een onderzoeksteam op Stanford koppelde chauffeurs zelfs aan elektroden die de hersenactiviteit maten terwijl ze tegen andere auto's raceten. De informatie die uit dit experiment werd verzameld, hielp de ingenieurs om de computersystemen van de zelfrijdende raceauto's te verfijnen. Door bijvoorbeeld de instinctieve reactie van de menselijke bestuurder te onderzoeken wanneer het voertuig in een bocht ronddraait, konden ingenieurs de timing van de software verbeteren die helpt bij het stabiliseren van de auto [bron: Knapton].

De bestuurderloze "Boss" gebruikt een combinatie van een combinatie van lidar-, radar-, vision- en mapping-gps-systemen om te "zien". Het gebruikte alleen elektronica om zichzelf met succes door de DARPA 60-mijl stedelijke cursus in 2007 te rijden. David Paul Morris / Getty Images

Heeft al dat gepraat over autoracen zonder bestuurder je innerlijke nerd klaargemaakt voor de groene vlag? Nou, raak niet te opgewonden, want er zijn nog enkele knikken die moeten worden uitgewerkt voordat de sport klaar is voor prime time.

Zeker, ingenieurs racen al meer dan een decennium met deze voertuigen, maar het was niet altijd vol actie. Neem deel aan de eerste officiële autorace zonder bestuurder, een offroad-wedstrijd die bekend staat als de DARPA Grand Challenge 2004 (we noemden het al eerder, maar lieten je hangen over de uitkomst). Van de 15 teams die begonnen, kwamen er slechts zes daadwerkelijk uit de startparachute zonder gek te worden. Degenen die het haalden, konden tussen 1,2 en 7,4 mijl (1,9 tot 11,9 kilometer) reizen voordat ze vast kwamen te zitten op een rots, tegen een hek aan rolden of een andere roemloze ondergang tegenkwamen. Die resultaten zijn zelfs nog meer waard als je bedenkt dat het parcours 142 mijl lang was [bron: Hooper].

Om eerlijk te zijn, de DARPA Grand Challenge gaat over het aanmoedigen van technologische vooruitgang, en op die manier stelde de race van 2005 niet teleur. Deze tijd kwamen 23 voertuigen binnen en vier wisten het parcours van 132 mijl binnen de tijdslimiet van 10 uur te halen. "Stanley", de auto van Stanford University, finishte als eerste met een tijd van zes uur, 53 minuten en 58 seconden. Het was een verbazingwekkende technologische prestatie, maar met een gemiddelde snelheid van 19,1 mijl per uur (30,7 kilometer per uur), was het niet bepaald de bloedstollende actie-racefans gewend zijn [bron: Hanlon].

De laatste DARPA-autorace zonder bestuurder was de Urban Challenge die in 2007 werd gehouden. Dit keer versloeg het team van Carnegie Mellon 10 andere concurrenten om de eerste prijs van $ 2 miljoen mee naar huis te nemen en voltooide het 60 mijl lange parcours 20 minuten voor de volgende finisher. Nogmaals, de snelheden waren laag: gemiddeld slechts 14 mijl per uur (22,5 kilometer per uur). Misschien wel het grootste minpunt voor racefans was dat de auto's werden beoordeeld op hoe goed ze de verkeersregels volgden. Wat voor soort ras is dat? [bron: Sofge]

Raceliefhebbers zullen blij zijn te weten dat ingenieurs nu werken aan raceauto's zonder bestuurder die veel, veel sneller kunnen gaan. De Audi TTS van Stanford University, bijgenaamd 'Shelley', heeft de laatste tijd veel aandacht gekregen - en met goede reden. In februari 2015 werd het de eerste raceauto zonder bestuurder die een coureur van een menselijke raceauto versloeg, waarmee hij de kampioen van amateur-touringcars David Vodden in het Thunderhill Raceway Park in Californië met 0,4 seconden versloeg [bron: Knapton].

Driverless Cars and Racing: A Match Made in Hollywood

Hoewel zelfrijdende auto's nog niet tegen andere auto's hebben geracet, heeft dat film- en televisieproducenten er niet van weerhouden zich voor te stellen hoe dat eruit zou zien. Een aflevering van "South Park" uit 2014 bevatte een race in de stijl van de animatieshow "Wacky Races" uit de jaren 60, en een van de concurrenten was een Japanse auto zonder bestuurder. Sony Pictures heeft zelfs een film in de maak met de titel "Driverless Car Race" die deze voertuigen laat zien die strijden op een route van Parijs naar Peking [bronnen: Montgomery en Ramsey].

Formule E is al best gaaf met coureurs. Stel je voor hoe de races eruit zouden zien als de auto's onbemand zijn tijdens Roborace! Jed Leicester / LAT / Formule E via Getty Images

Nadat ze hebben gehoord over de huidige staat van autoracen zonder bestuurder, denken motorsportfans waarschijnlijk: "Dat is best gaaf, maar wanneer gaan we ECHTE races zien?" Grote vraag. En u zult blij zijn te horen dat het antwoord binnenkort is.

In november 2015 kondigde de Formule E, een raceklasse voor elektrische auto's, Roborace aan, een internationaal racecircuit voor zelfrijdende elektrische voertuigen. Het plan is om deze races voor elk Formule E-evenement te houden, te beginnen met het seizoen 2016-2017. Roborace zal bestaan ​​uit 10 teams die identieke auto's gebruiken, dus de concurrentie komt eigenlijk neer op de verschillende sensoren en computeralgoritmen die teamingenieurs creëren om de auto autonoom te maken. En het beste nieuws voor racefans? Een van de oprichters van het evenement belooft snelheden tot 186 mijl per uur (299,3 kilometer per uur) [bron: Davies].

Maar zal iemand ernaar kijken? Dat is de grote vraag die door veel critici van Roborace wordt opgeworpen. Deze twijfelaars zijn van mening dat als je het menselijke element uit het racen haalt, het minder interessant wordt en misschien niet eens kwalificeert als een sport. Het zijn de strategische misrekeningen en de crashes waarop mensen afstemmen om te zien, dus wat gebeurt er als computers worden verfijnd om deze fouten te voorkomen? Wat zal racen zijn zonder de emotionele vieringen van de coureurs in de cirkel van de winnaar? Er is zelfs enige bezorgdheid dat zelfrijdende auto's zo goed worden in racen dat menselijke coureurs overbodig worden.

Maar niet iedereen is het daarmee eens. Voorstanders beweren dat dit soort wedstrijden de sport veel aantrekkelijker zal maken door een nieuw type fan aan te trekken die voorheen niet echt om racen gaf. En wat het menselijke element betreft, Roborace-voorstanders zien dat ook niet verdwijnen. Ze hopen dat de ingenieurs die rol op zich zullen nemen en eindelijk wat van de schijnwerpers zullen genieten nadat ze een groot deel van hun carrière in een laboratorium hebben gezeten [bron: Fagnan].

Uiteindelijk ziet het hoofd van de Formule E zijn Roborace niet als het einde van de motorsport. Hij wil eerder dat fans en concurrenten enthousiast worden over innovatie - en misschien een beetje plezier hebben in het proces [bron: Khorounzhiy].

Je bent teruggepakt

Op 31 maart 2012 kondigde Google een samenwerking aan met NASCAR om Google Racing op te richten, een racedivisie voor zelfrijdende auto's. Als die timing u niet verdacht is, zou dat zo moeten zijn. De volgende dag kondigde de internetzoekgigant aan dat het hele ding een grap was van April Fool's Day [bron: Google].

Opmerking van de auteur: hoe autoracen zonder bestuurder werken

Ik heb terloops gevolgd wat er gebeurt met auto's zonder bestuurder, maar het idee om ermee te racen is een nieuw en ongetwijfeld geweldig concept voor mij. Tijdens het onderzoeken van dit artikel merkte ik dat ik werd afgeleid door YouTube-video's van de vroege DARPA-races en andere avonturen in autonoom racen. Nu ik weet dat er een nieuwe raceserie zonder coureurs komt, ben ik er erg in geïnteresseerd om die te zien. Ik denk dat ik daardoor een van die nieuwe fans ben die racepromotoren hoopte te trekken naar de sport!

gerelateerde artikelen

  • 10 kenmerken die we willen zien in zelfrijdende auto's
  • Bieden zelfrijdende auto's een veiliger, goedkoper en efficiënter transport??
  • Hoe zelfrijdende auto's zullen werken
  • Wat is de DARPA Urban Challenge?
  • Hoe zullen raceauto's eruit zien in 2025?

Meer geweldige links

  • YouTube: DARPA Grand Challenge 2004
  • YouTube: "Shelley", Stanfords Robotic Car, Hits the Track
  • TED Talk: The Future Race Car - 240 km / u en geen bestuurder

Bronnen

  • Armstrong, James. "Hoe werken zelfrijdende auto's?" De Telegraaf. 11 februari 2015. (15 januari 2016) http://www.telegraph.co.uk/motoring/motoringvideo/11308777/How-do-driverless-cars-work.html
  • Bogost, Ian. "De geheime geschiedenis van de robotauto." De Atlantische Oceaan. November 2014. (15 januari 2016) http://www.theatlantic.com/magazine/archive/2014/11/the-secret-history-of-the-robot-car/380791/
  • DARPA. "Urban Challenge: Welkom." 2007. (15 januari 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge/index.html
  • Davies, Alex. "Racen met zelfrijdende auto's zullen wegen voor iedereen veiliger maken." Bedrade. 2 december 2015. (15 januari 2016) http://www.wired.com/2015/12/roborace-autonomous-vehicle-racing/
  • Fagnan, Rene. "Advies: 10 redenen om Roborace niet te ontslaan." Motorsport.com. 13 december 2015. (14 januari 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/opinion-10-reasons-not-to-dismiss-roborace/
  • Fia Formule E-kampioenschap. "Formula E en Kinetik kondigen Driverless Support Series aan." 27 november 2015. (11 januari 2016) http://www.fiaformulae.com/en/news/2015/november/formula-e-kinetik-announce-roborace-a-global-driverless-championship.aspx
  • Google. "Google Racing." 31 maart 2012. (13 januari 2016) https://archive.google.com/racing/
  • Google. "Maandelijks rapport van Google Self-Driving Car Project." December 2015. (15 januari 2016) https://static.googleusercontent.com/media/www.google.com/en//selfdrivingcar/files/reports/report-1215.pdf
  • Hanlon, Mike. "Stanford University wint DARPA Grand Challenge Race for Robots - Five Complete Course." Gizmag. 9 oktober 2005. (15 januari 2016) http://www.gizmag.com/go/4720/
  • Hooper, Joseph. "Van DARPA Grand Challenge 2004 DARPA's Debacle in the Desert." Populaire wetenschap. 4 juni 2004. (12 januari 2016) http://www.popsci.com/scitech/article/2004-06/darpa-grand-challenge-2004darpas-debacle-desert
  • Khorounzhiy, Valentin. "Driverless Championship zal het einde van de motorsport niet betekenen - Agag." Motorsport.com. 27 november 2015. (14 januari 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/driverless-championship-won-t-signal-end-of-motorsport-agag/
  • Knapton, Sarah. "Driverless Car Beats Racing Driver voor de eerste keer." De Telegraaf. 13 februari 2015. (11 januari 2016) http://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/11410261/Driverless-car-beats-racing-driver-for-first-time .html
  • Montgomery, Kevin. "South Park zet de absurde transportoorlog van Tech neer." Valleywag. 16 oktober 2014. (15 januari 2016) http://valleywag.gawker.com/south-park-takes-down-techs-absurd-transportation-war-1647173429
  • Edel, Jonathan. "Zelfrijdende auto's voor wegen en niet voor racecircuits, zegt Wolff." Motorsport.com. 26 december 2015. (11 januari 2016) http://www.motorsport.com/formula-e/news/driverless-cars-for-roads-not-race-track-says-wolff-664866/
  • Ramsey, Lydia. "Autorace zonder bestuurder van Parijs naar Peking 'zou bijna onmogelijk zijn.'" Populaire wetenschap. 19 februari 2015. (11 januari 2016) http://www.popsci.com/theres-going-be-movie-about-self-driving-car-races
  • Shipley, Don. "DARPA plant een grote uitdaging voor robotachtige grondvoertuigen." DARPA. 2 januari 2003. (15 januari 2016) http://archive.darpa.mil/grandchallenge04/media/announcement.pdf
  • Sofge, Erik. "Carnegie Mellon en GM's Boss wint DARPA Urban Challenge." Populaire mechanica. 2007. (15 januari 2016) http://www.popularmechanics.com/technology/gadgets/a2250/4229973/
  • Vanderbilt, Tom. "Autonome auto's door de eeuwen heen." Bedrade. 6 februari 2012. (13 januari 2016) http://www.wired.com/2012/02/autonomous-vehicle-history/
  • Weber, Marc. "Waarheen? Een geschiedenis van autonome voertuigen." Computer History Museum. 2014. (15 januari 2016) http://www.computerhistory.org/atchm/where-to-a-history-of-autonomous-vehicles/



Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.

De meest interessante artikelen over geheimen en ontdekkingen. Veel nuttige informatie over alles
Artikelen over wetenschap, ruimte, technologie, gezondheid, milieu, cultuur en geschiedenis. Duizenden onderwerpen uitleggen, zodat u weet hoe alles werkt