Hoe zelfrijdende auto's zullen werken

Afbeeldingengalerij: conceptauto's De marketingmanager van Team-LUX toont een auto zonder bestuurder in het Science Museum in Londen. Bekijk meer foto's van conceptauto's. Chris Young / AFP / Getty Images

We hebben allemaal die dagen gehad: rondrennen, proberen om boodschappen gedaan te krijgen. Je hebt eindelijk de stomerij opgehaald en nu moet je naar het postkantoor voordat het sluit. Dus je gaat, pedaal op het metaal, denkend aan wat je nodig hebt om bij de supermarkt te komen voor het avondeten, wanneer het je raakt - of je raakt het. Terwijl je geest ergens anders was, stopte de auto voor je, en jij maakte er een eind aan.

Wat had het ongeval kunnen voorkomen? Het voor de hand liggende antwoord is dat u zou kunnen hebben - door op te letten. Maar dat antwoord is niet zo eenvoudig. Bestuurdersfouten zijn de meest voorkomende oorzaak van verkeersongevallen, en met mobiele telefoons, entertainmentsystemen in de auto, meer verkeer en meer gecompliceerde wegennetwerken zal het waarschijnlijk niet verdwijnen. Maar als chauffeurs zich niet op de weg concentreren, wie dan wel? Als de technologie zijn huidige koers voortzet, doet uw auto de concentratie voor u. Autofabrikanten ontwikkelen complexe systemen waarmee auto's zelf kunnen rijden. Ze bevorderen ook bestaande technologieën zoals zelfparkeren en pre-veilige systemen. Het zal je misschien zelfs verbazen te ontdekken dat je oude clunker al enkele technologieën zonder bestuurder gebruikt.

In dit artikel leren we over de technologie achter auto's die kunnen werken met minimale input van chauffeurs, inclusief hoe ver deze auto's verwijderd zijn van de productie en enkele van de juridische kwesties rond het overnemen van robots door de robots..

Inhoud

1. Dawn of the Driverless Car
2. De toekomst is nu!
3. Auto's van morgen. Nog steeds niet aan het vliegen.
4. Zijn ze legaal? Zijn ze zelfs in orde??
5. Auto's zonder bestuurder komen eraan

Antiblokkeerremmen, een standaardfunctie in de meeste auto's, zijn een basisvorm van zelfrijdende technologie. 2008

Je kunt niet zomaar met je hoofd in zelfrijdende auto's springen. Dat is een recept voor een ramp zonder bestuurder, mijn vriend. Een van de vroegste zelfrijdende auto's was Stephen King's 'Christine', onthoud, dus laten we allemaal dankbaar zijn dat het idee niet op de markt kwam voordat de eigenaardigheden waren uitgewerkt..

Een vroege - en niet-moorddadige - eerste stap in de richting van zelfrijdende auto's kwam in de jaren tachtig, en die is er nog steeds: antiblokkeerremmen (ABS, volgens dat angstaanjagende lampje op het dashboard). Technisch gezien hebben antiblokkeerremmen de bestuurder nodig om op het rempedaal te trappen om te kunnen werken, maar ze vervullen een functie die bestuurders vroeger zelf moesten doen. Wanneer een auto hard remt en geen antiblokkeerremmen heeft, kunnen de wielen blokkeren, waardoor de auto in een oncontroleerbare slip terechtkomt. In een auto zonder antiblokkeersysteem moet de bestuurder het rempedaal intrappen om te voorkomen dat de wielen blokkeren. Met antiblokkeerremmen doet het systeem het pompen voor u - en het doet het beter en veel sneller dan ooit tevoren, dankzij snelheidssensoren in de wielen.

Ongeveer tien jaar later gebruikten fabrikanten diezelfde sensoren om de volgende stap te zetten naar zelfrijdende auto's: tractie- en stabiliteitscontrole. Deze systemen zijn een stap op de verfijningsladder van ABS. Ze gebruiken de sensoren op de wielen om te detecteren wanneer een auto in een uit de hand gelopen slip of kantelt, en vervolgens gebruiken ze ABS en motormanagement om de auto op de weg en met de glanzende kant naar boven te houden. In tegenstelling tot een bestuurder kunnen deze systemen de remmen gebruiken en het vermogen van de afzonderlijke wielen vergroten of verkleinen, wat vaak beter is dan remmen of kracht die op alle vier de wielen wordt uitgeoefend door een menselijke voet die in blinde paniek het rempedaal indrukt. Zien? Uw auto is al een betere chauffeur dan u, en we zijn pas in 1995.

De DARPA Urban Challenge

Een deel van deze toekomstige autotechnologie zonder bestuurder is misschien dichterbij dan u denkt. De DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) Urban Challenge zet teams tegen elkaar op om auto's te maken die autonoom door het verkeer kunnen onderhandelen. Het doel van het programma is echter niet alleen om verkeersongevallen en opstoppingen te verminderen: het is ook om zelfrijdende voertuigen te produceren voor gevechten, waardoor soldaten ver van de frontlinies blijven..

Cruise control is een basissysteem zonder bestuurder. Adaptieve cruisecontrol komt dichter bij het sci-fi-uiteinde van het spectrum. Ye Liew / Dreamstime.com

-Dus verhuisden we van "Christine", een auto zonder bestuurder die je actief wilde vermoorden, naar de auto's uit de jaren 80 en 90 die je veilig wilden houden. In de 21e eeuw, waar sciencefiction het dagelijkse leven is, komen pre-safe-systemen vaker voor, en niet alleen in auto's van een kwart miljoen dollar die zijn bekleed met rijk Corinthisch leer. Deze technologie is zelfs beschikbaar in alledaagse gezinsauto's; het soort bekleed met wat het beste verbergt voor slip-ups met drinkbekers. De systemen verschillen afhankelijk van de auto, maar wat ze allemaal gemeen hebben, is dat ze kunnen anticiperen op ongevallen en de auto kunnen voorbereiden om de inzittenden veilig te houden.

Stel dat je om een ​​hoek komt en alleen een vuilniswagen tegenkomt die in je baan is gestopt. In een auto met een pre-safe-systeem kan een alarm afgaan als u in de buurt van de geur van de vrachtwagen komt. Terwijl je de scheldwoorden van je keuze schreeuwt, maar nog steeds niets nuttigs doet, kan het pre-safe-systeem de remmen beginnen te vullen, zodat alleen al het aanraken van het pedaal hun volle kracht zal uitoefenen - als je ooit de tegenwoordigheid van geest vindt om op de rem te trappen pedaal, dat is. Terwijl alles aan de hand is, zal de auto het motorvermogen verminderen, wat de auto zal vertragen en de ernst van de aanrijding zal verminderen, als er een komt. Op dit punt zijn sommige van de geavanceerde systemen in staat om de auto helemaal zelf te stoppen, meestal bij een bepaalde snelheid. Als het systeem tot slot detecteert dat een aanrijding niet kan worden vermeden, worden de airbags klaargemaakt voor gebruik en worden alle veiligheidsgordels gespannen. Wat echt verbazingwekkend is, is dat het alles in minder tijd doet dan de bestuurder nodig heeft om gewoon op de rem te trappen. Het is slechts een kwestie van tijd voordat de auto zucht en zijn teleurstelling uit over uw rijonbekwaamheid.

Weet je wat onze auto's nog meer verdrietig maakt voor de nietige mensen die erin rijden? Onze vreselijke parkeermogelijkheden, vooral parallelparkeren. Verschillende fabrikanten bieden automatische parkeersystemen aan voor alles, van SUV's tot compacte auto's en hybrides. De systemen gebruiken sensoren rondom de auto om hem naar een parallelle parkeerplaats te leiden - geen menselijke tussenkomst vereist. Voordat het kan werken, moet de bestuurder een parkeerplaats vinden, de auto ernaast plaatsen en het navigatiescherm gebruiken om de auto te vertellen waar hij heen moet. Toch is het zelfparkeersysteem een ​​grote prestatie in de technologie van zelfrijdende auto's. Hiermee gedraagt ​​de auto zich als een bestuurder: hij leest het gebied eromheen, reageert dienovereenkomstig en gaat veilig van punt A naar punt B. Hoewel het niet hetzelfde is als achterover leunen en ontspannen terwijl je auto je 's nachts naar huis brengt, het is de eerste stap in die richting.

Een zelfparkerende Audi

De Audi RS7 Sportback SUV gaat nog een stap verder in de automatische parkeeroorlogen - hij parkeert zichzelf terwijl u op de stoep staat en wacht. Zoals op de International Consumer Electronics Show 2013 werd aangetoond, plaatst de bestuurder de auto op de lege plek en geeft hij de auto het bevel om zichzelf te parkeren met behulp van een smartphone-app. Als je klaar bent om te vertrekken, kun je hem opdracht geven de parkeerplaats te verlaten en te stoppen waar je wacht.

HSW 2008

Prima, nerds. We begrijpen het. We dachten dat we vliegende auto's zouden hebben, maar dat is niet zo. Weet je wat we hebben? Een stelletje auto's rijden rond in het grotere metrogebied van San Francisco met bizarre constructies op het dak! Dat is net zo geweldig, toch?

Misschien is het een beetje meer Batman DIY dan Superman met krachten bij de geboorte. Maar het werkt. Google heeft sinds 2009 een vloot van zelfrijdende auto's en ze hebben meer dan een half miljoen mijl (804.672 kilometer) gereden zonder een crash. In de Verenigde Staten krijgen menselijke chauffeurs gemiddeld ongeveer elke half miljoen mijl (804.672 kilometer) een ongeval, dus ofwel de Google-auto's komen eraan, of ze zullen weer mensen achter zich laten.

Verschillende fabrikanten hebben zelfrijdende auto's in de maak, maar aangezien Google van alle plaatsen de sprong maakt voor dit project, zijn ze ook meer (soort van) openhartig over hoe hun auto's werken. Het chauffeursysteem, zoals ze het noemen, maakt gebruik van lidar, wat staat voor lichtdetectie en bereikbaarheid en is niet gerelateerd aan de lijger, dat is een leeuw en een tijger. Lidar werkt als radar en sonar, maar is veel nauwkeuriger. Het brengt punten in de ruimte in kaart met behulp van 64 roterende laserstralen die meer dan een miljoen metingen per seconde uitvoeren om een ​​3D-model in zijn computerbrein te vormen dat tot op de centimeter nauwkeurig is. Vooraf geladen kaarten vertellen het systeem waar het stilstaande spul zich bevindt - verkeerslichten, oversteekplaatsen, telefoonpalen - en de lidar vult het landschap met bewegende objecten zoals mensen. Het heeft ook gewone oude radar, een camera en GPS om te helpen.

Maar klik dat slaapmasker niet over uw ogen en leun de bestuurdersstoel nog niet helemaal naar achteren. Chauffer heeft je soms nog nodig om het over te nemen, zoals het uit of in je garage en oprit rijden of over lastige knooppunten op de snelweg rijden. Zelfs een robotauto kan de afritten van de linkerrijstrook niet begrijpen.

Het systeem van Google is niet noodzakelijkerwijs getrouwd met de Prius, hoewel dat tot nu toe de meest gebruikte auto's zijn tijdens het testen. Die grote beugel kan op elke auto worden vastgeschroefd met de sensoren en software om ermee om te gaan - en het geld. De prijs van de chauffeur zal moeten dalen uit de buurt van $ 75.000 om door de meeste chauffeurs te worden geadopteerd. Google verwacht het in 2018 klaar en - met de vingers gekruist - goedkoop genoeg te hebben zodat mensen het zich kunnen veroorloven.

Zelfrijdende auto's in de popcultuur

Het idee van een zelfrijdende auto is niets nieuws. Van de Batmobile tot KITT, auto's die zelfstandig kunnen rijden, hebben tot de verbeelding van mensen gesproken. De technologie om deze auto's werkelijkheid te laten worden, is niet zo ver weg als je misschien denkt.

HSW 2008

Halfautonome auto's, in het jargon van de dag, zijn tot nu toe alleen legaal om te testen - niet voor particuliere eigenaren - op vier plaatsen: Californië, Nevada en Florida, plus het District of Columbia. (Nevada heeft een oneindigheidsteken toegevoegd aan de kentekenplaten van halfautonome auto's.) De National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) heeft enkele voorgestelde richtlijnen vrijgegeven, die even niet juridisch bindend zijn als het klinkt.

Er zullen niet alleen nieuwe wetten moeten worden opgesteld, maar onze oude wetten zullen ook een aantal serieuze herformuleringen nodig hebben, aangezien mensen in de donkere eeuwen van zelfrijdende auto's (eigenlijk elk jaar eerder) aannamen dat er een bestuurder zou zijn met zijn of haar handen aan het stuur en voeten op het pedaal - en niet alleen voor de show. De wet van New York zegt meteen dat je een hand aan het stuur moet hebben terwijl het voertuig in beweging is. Chauffeur en zijn semi-autonome vrienden hebben geen handen.

Er is zelfs een Conventie van Genève over het wegverkeer, die het Amerikaanse Congres in 1950 bekrachtigde. Dit is wanneer auto's vinnen hadden, geen roterende lasers en lidar. Mensen hadden toen geen auto verwacht die zelf kon rijden. Toch anticipeerden ze op die vliegende auto's. Ze hadden het in veel dingen mis. Hoe dan ook, volgens deze Conventie van Genève moet de bestuurder van elk voertuig, of het nu een auto is of een door paarden getrokken wagen, de controle hebben. En ze gaan ervan uit dat de chauffeur een persoon is, niet K.I.T.T. De Europese Unie neemt dit heel serieus: vanaf nu moet een menselijke bestuurder te allen tijde de controle hebben over een voertuig. geen robots toegestaan.

Naarmate de technologie vordert, zullen de juridische kwesties volgen. Als de laserarray van uw halfautonome auto een voetganger overslaat terwijl u sluimert en uw auto hem raakt, heeft u dan een fout? Heeft Google een fout gemaakt? Is de lidar-fabrikant? Is de voetganger? Omdat hij eigenlijk naar je auto had moeten staren, vol ontzag voor zijn futuristische mogelijkheden en goed op de hoogte van de locatie - tenminste genoeg om er niet onder te staan. De tijd zal het leren. Maar het zal waarschijnlijk niet de schuld van de voetganger zijn dat hij niet voldoende verbaasd was over uw auto.

Urban Light Transport is een revolutionaire zelfrijdende taxi. Het valt nog te bezien of de massa vertrouwen zal stellen in zelfrijdende auto's. ATS Ltd / BWP Media / Getty Images

Google is niet de enige game in de stad als het gaat om semi-autonome auto's. Er zitten er verschillende in de pijplijn voor het komende decennium of zo:

• De 2014 BMW X5 met het Traffic Jam-systeem kan al grotendeels zelf rijden tot 25 mijl per uur (40,2 kilometer per uur), al moet de bestuurder nog steeds een leidende hand aan het stuur houden.
• Tesla zegt dat het tegen 2016 een auto zal hebben die 90 procent van de tijd op de automatische piloot werkt, vergelijkbaar met de chauffeur van Google - als deze twee systemen tegen die tijd legaal zijn, dat wil zeggen.
• Mercedes-Benz bracht zijn zelfrijdende S500 Intelligent Drive-auto naar het autosalon van Frankfurt in 2013 en beloofde in 2020 een versie op de markt te brengen..
• Een Audi A6 Avant op de International Consumer Electronics Show 2013 gebruikte het Mobileye-systeem om zelf te rijden met snelheden tot 37 mijl per uur (59,6 kilometer per uur). Het zou in 2020 de showrooms moeten bereiken.
• Nissan heeft een volledig elektrische LEAF uitgerust met een reeks lasers en sensoren, zodat hij zelf kan rijden. Het hoofd van Nissan, Carlos Ghosn, voorspelt dat dit de eerste semi-autonome auto op de markt zal zijn - in 2020.

Het eerste automatische parkeersysteem

Herinner je je die commercials in het midden van de jaren 2000 waar de grote zwarte sedan tussen twee torens met champagneglazen parkeerde? Dat was de eerste auto met een automatisch parkeersysteem, de 2007 Lexus LS460. Maar zelfs in een grote auto met geavanceerde technologie werd het systeem te omslachtig geacht, en Lexus bood het na het model van 2012 niet meer aan..

Opmerking van de auteur: hoe zelfrijdende auto's werken

Dit is het soort artikel dat aanvoelt alsof de informatie en technologie sneller gaan dan mijn vingers kunnen typen. Ook al zit ik bovenop autotechnologie - of ik waan mezelf in ieder geval te zijn - was ik verrast om te horen dat een BMW die over vijf minuten beschikbaar is, zichzelf al op lage snelheden rijdt. Toegegeven, het kan niet solo vliegen, maar het is dichtbij. Het feit dat de concurrentie zo ogenschijnlijk hevig is, deed me al afvragen waarom we zelfrijdende auto's belangrijk vinden. Ik kwam tot de conclusie dat het niet komt omdat we te lui zijn om zelf te rijden; het is omdat we het te druk hebben. Er zijn een miljoen dingen die we liever doen dan autorijden, zoals een film kijken. Of foto's maken van het landschap terwijl we passeren. Of slapen. Of onze moeders bellen. Autorijden is niet de sleutel tot vrijheid die het vroeger was. Bandbreedte is.

gerelateerde artikelen

• Hoe tractiecontrole werkt
• Hoe antiblokkeerremmen werken
• 10 problemen die auto's zelf kunnen diagnosticeren
• Hoe automatische remsystemen werken

Bronnen

• Ashley, Steven. "Slimme auto's en geautomatiseerde snelwegen." Werktuigbouwkunde Magazine. Mei 1998. (2 oktober 2013) http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/may98/features/smarter/smarter.html
• Carroll, Rory. "Tesla doet een race om een ​​zelfrijdende auto te bouwen." Reuters. 17 september 2013. (2 oktober 2013) http://www.reuters.com/article/2013/09/18/us-tesla-selfdriving-idUSBRE98H01720130918
• Consumer Reports News. "BMW Traffic Jam Assistant brengt zelfrijdende auto dichterbij dan je denkt." Yahoo! Autos. 11 juni 2013. (2 oktober 2013) http://autos.yahoo.com/news/bmw-traffic-jam-assistant-puts-self-driving-car-200016961.html
• Del-Colle, Andrew. "De 12 belangrijkste vragen over zelfrijdende auto's." Populaire mechanica. (8 oktober 2013) http://www.popularmechanics.com/cars/news/industry/the-12-most-important-questions-about-self-driving-cars-16016418
• Fischer, Adam. "Inside Google's Quest om zelfrijdende auto's populair te maken." Populaire wetenschap. 19 september 2013. (2 oktober 2013) http://www.popsci.com/cars/article/2013-09/google-self-driving-car
• Greene, Kate. 'Stanfords nieuwe auto zonder bestuurder.' Technology recensie. 15 juni 2007. (2 oktober 2013) http://www.technologyreview.com/news/408059/stanfords-new-driverless-car/
• Guizzo, Erico. "Hoe de zelfrijdende auto van Google werkt." IEEE Spectrum. 18 oktober 2011. (6 oktober 2013) http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/art Artificial-intelligence/how-google-self-driving-car-works
• Healey, James R. en Mays, Kelsey. "Welke auto's parkeren zichzelf het beste? Uitdagingsresultaten." USA Today. 6 december 2012. (8 oktober 2013) http://www.usatoday.com/story/money/cars/2012/12/06/self-parking-cars-challenge/1743199/
• Howard, Bill. "Frankfurt Auto Show: Mercedes pronkt met volledig autonome S-Klasse, productieauto's die in 2020 komen." ExtremeTech. 16 september 2013. (2 oktober 2013) http://www.extremetech.com/extreme/166598-frankfurt-auto-show-mercedes-shows-off-fully-autonomous-s-class-production-cars -komend tegen 2020
• Innovatieve transporttechnologieën. "ParkShuttle." (2 oktober 2013) http://faculty.washington.edu/jbs/itrans/parkshuttle.htm
• Krishner, Tom. "GM onderzoekt zelfrijdende auto's." MSNBC. 6 januari 2008. (2 oktober 2013) http://www.msnbc.msn.com/id/22529906/
• Markoff, John. "Op hoge snelheid, op weg naar een toekomst zonder bestuurder." De New York Times. 27 mei 2013. (2 oktober 2013) http://www.nytimes.com/2013/05/28/science/on-the-road-in-mobileyes-self-driving-car.html
• New York Daily News. "Audi pronkt met zelfrijdende, zelfparkerende A6 Avant en RS7 Sportback." 28 januari 2013. (2 oktober 2013) http://www.nydailynews.com/autos/audi-shows-self-driving-cars-article-1.1249419
• Squatriglia, Chuck. "GM zegt dat auto's zonder bestuurder in 2018 op de weg zouden kunnen zijn." Wired Magazine. 7 januari 2008. (2 oktober 2013) http://blog.wired.com/cars/2008/01/gm-says-driverl.html
• Strauss, Eric. "CES 2008: een SUV zonder bestuurder geeft een rondleiding door de toekomst." ABC nieuws. (2 oktober 2013) http://abcnews.go.com/Technology/GadgetGuide/story?id=4101838
• Taylor, Alex III. "Nissan gaat groots op het gebied van zelfrijdende auto's." CNN Money. 4 september 2013. (2 oktober 2013) http://money.cnn.com/2013/09/04/autos/nissan-360-irvine.fortune/index.html
• Tierney, John. "In de toekomst zullen slimme mensen hun auto de controle laten overnemen." De New York Times. 4 december 2007. (2 oktober 2013) http://www.nytimes.com/2007/12/04/science/04tier.html
• Trillan, Calvin. "Park, zei hij." De New York Times. 26 januari 2007. (2 oktober 2013) http://www.nytimes.com/2007/01/26/opinion/26trillin.html