Hvordan førerløse biler vil fungere

Bildegalleri: Concept Cars Markedssjefen for Team-LUX stiller ut en førerløs bil på Science Museum i London. Se flere konseptbilbilder. Chris Young / AFP / Getty Images

Vi har alle hatt de dagene: å skynde oss rundt, prøve å få ærend gjort. Du tok til slutt renseriet, og nå må du komme til postkontoret før det stenger. Så du går, tråkker til metall, og tenker på hva du trenger å få til i matbutikken til middag, når den treffer deg - eller når du treffer den. Mens tankene var et annet sted, stoppet bilen foran deg, og du endte den bakover.

Hva kunne ha forhindret ulykken? Det åpenbare svaret er at du kunne ha det - ved å ta hensyn. Men det svaret er ikke så enkelt. Driverfeil er den vanligste årsaken til trafikkulykker, og med mobiltelefoner, underholdningssystemer i bilen, mer trafikk og mer kompliserte veisystemer, er det ikke sannsynlig at den vil forsvinne. Men hvis sjåførene ikke skal konsentrere seg om veien, hvem er det? Hvis teknologien fortsetter på sin nåværende kurs, vil bilen din konsentrere seg for deg. Bilprodusenter utvikler komplekse systemer som lar biler kjøre selv. De fremmer også eksisterende teknologier som selvparkering og pre-safe systemer. Du kan til og med bli overrasket over å finne ut at din gamle clunker allerede har noen førerløse teknologier.

I denne artikkelen skal vi lære om teknologien bak biler som kan operere med minimale innspill fra sjåfører, inkludert hvor langt unna disse bilene er fra produksjon og noen av de juridiske problemene rundt å la robotene ta over.

innhold

1. Dawn of the Driverless Car
2. Fremtiden er nå!
3. Cars of Tomorrow. Fortsatt ikke Fly.
4. Er de lovlige? Er de til og med OK?
5. Driverløse biler å komme

Låsebremser, en standardfunksjon i de fleste biler, er en grunnleggende form for førerløs teknologi. 2008

Du kan ikke bare hoppe førstehånds inn i førerløse biler. Det er en oppskrift på førerløs katastrofe, min venn. En av de tidligste førerløse bilene var Stephen King's "Christine", husk, så la oss alle være takknemlige for at ideen ikke fikk den til å markedsføre før quirks hadde blitt utarbeidet.

Et tidlig - og ikke-mordisk - første skritt mot førerløse biler kom på 1980-tallet, og det er fortsatt med oss ​​i dag: låsebremser (ABS, i henhold til det skremmende lyset på dashbordet). Teknisk sett trenger antisperre bremser føreren å trå på bremsepedalen for å fungere, men de utfører en funksjon som sjåførene pleide å måtte gjøre selv. Når en bil bremser hardt og ikke har låsebremser, kan hjulene låse seg og sende bilen inn i en uten kontroll. I en bil uten låsebremser må sjåføren pumpe bremsepedalen for å forhindre at hjulene låser seg. Med anti-låsebremser gjør systemet pumpingen for deg - og det gjør det bedre og mye raskere enn du noen gang kunne takket være fartssensorer i hjulene.

Cirka ti år senere brukte produsentene de samme sensorene for å ta neste steg mot førerløse biler: trekkraft og stabilitetskontroll. Disse systemene er et skritt oppover raffinementstigen fra ABS. De bruker sensorene ved hjulene for å oppdage når en bil kan gå inn i en ut-av-kontroll skli eller rulle over, og deretter bruker de ABS og motorstyring for å holde bilen på veien og den blanke siden opp. I motsetning til en bilfører, kan disse systemene bruke bremsene og øke eller redusere effekten til individuelle hjul, noe som ofte er bedre enn bremser eller kraft som brukes på alle fire hjul ved en menneskelig fot som mester bremsepedalen i en blind panikk. Se? Allerede bilen din er en bedre sjåfør enn deg, og vi er bare i 1995.

DARPA Urban Challenge

Noen av denne fremtidige førerløse bilteknologien kan være nærmere enn du tror. DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) Urban Challenge kaster lag mot hverandre for å lage biler som kan forhandle om trafikk autonomt. Målet med programmet er ikke bare å redusere trafikkulykker og trafikkstopp, men det er å produsere førerløse kjøretøy for kamp, ​​holde soldater langt fra frontlinjene.

Cruisekontroll er et grunnleggende førerløst system. Adaptiv cruisekontroll faller nærmere sci-fi-enden av spekteret. Ye Liew / Dreamstime.com

-Så vi flyttet fra "Christine", en førerløs bil som aktivt ønsket å drepe deg, til bilene på 1980- og 1990-tallet som ønsker å holde deg trygg. I det 21. århundre, der science fiction er hverdagen, er pre-safe systemer mer vanlig, og ikke bare i biler med en kvart million dollar polstret i rikt korinterskinn. Denne teknologien er tilgjengelig selv i hverdagslige familiebiler; den typen som er polstret i hva som helst som skjuler sippy-cup-slip-ups. Systemene avviker avhengig av bilen, men det som alle har til felles er at de kan forutse krasjer og forberede bilen til å holde beboerne trygge.

Si at du bare kommer rundt et hjørne for å finne en søppelbil som er stoppet i banen. I en bil med et pre-safe system kan det hende at alarmen går når du er i nærheten av truckens luktfrie maw. Mens du skriker sværordene du velger, men fremdeles ikke gjør noe nyttig, kan det pre-trygge systemet begynne å primere bremsene, slik at bare berøring på pedalen bruker sin fulle kraft - hvis du noen gang finner nærværet til å stemple bremsen pedal, altså. Mens alt som skjer, vil bilen redusere motorkraften, noe som vil bremse bilen og redusere alvorlighetsgraden av krasjet, hvis det er en som kommer. På dette tidspunktet er noen av high-end-systemene i stand til å stoppe bilen helt, helt av seg selv, vanligvis under en viss hastighet. Til slutt, hvis systemet oppdager at det ikke kan unngås et krasj, vil det forberede kollisjonsputene for utplassering og stramme alle sikkerhetsbeltene. Det som virkelig er fantastisk er at det vil gjøre alt det på kortere tid enn det tar føreren å bare smelle på bremsene. Det er bare et spørsmål om tid før bilen sukker og uttrykker sin skuffelse over din kjøreløshet.

Du vet hva annet som gjør bilene våre triste for de tunge menneskene som kjører dem? Våre forferdelige parkeringsevner, spesielt parallellparkering. Flere produsenter tilbyr automatiske parkeringssystemer på alt fra SUV-er til kompakte biler og hybrider. Systemene bruker sensorer rundt bilen for å lede den inn i en parallell parkeringsplass - ingen menneskelige innspill kreves. Før den kan fungere, må sjåføren finne en parkeringsplass, plassere bilen ved siden av og bruke navigasjonsskjermen for å fortelle bilen hvor den skal gå. Fortsatt er selvparkeringssystemet en stor prestasjon innen førerløs bilteknologi. Med den oppfører bilen seg som en sjåfør kan - leser området rundt den, reagerer deretter og går trygt fra punkt A til punkt B. Selv om det ikke er det samme som å lene deg tilbake og slappe av mens bilen kjører deg hjem om natten, det er det første trinnet i den retningen.

En selvparkerende Audi

Audi RS7 Sportback SUV går et skritt videre i de automatiske parkeringskrigene - den parkerer seg selv mens du står på fortauskanten og venter. Som demonstrert på International Consumer Electronics Show 2013, plasserer sjåføren bilen på det tomme stedet og beordrer deretter kjøretøyet til å parkere seg ved hjelp av en smarttelefon-app. Når du er klar til å forlate, kan du beordre den til å forlate parkeringsplassen og trekke deg dit du venter.

HSW 2008

Fint, nerder. Vi forstår det. Vi trodde vi skulle ha flyvende biler, men det har vi ikke. Vet du hva vi har? En haug med biler som kjører rundt i større metroområde i San Francisco med bizarro-kontraster på taket! Det er like fantastisk, ikke sant?

Kanskje det er litt mer Batman DIY fremfor Superman med krefter ved fødselen. Men det fungerer. Google har hatt en flåte av førerløse biler siden 2009, og de har kjørt over en halv million miles (804.672 kilometer) uten krasj. Menneskelige sjåfører kommer i gjennomsnitt i en ulykke omtrent en halv million mil (804.672 kilometer) i USA, så enten er Google-bilene på grunn, eller så vil de utkjøre mennesker igjen.

Flere produsenter har førerløse biler i verkene, men siden Google alle steder har hoppet på dette prosjektet, er de også mer fremtidige (slags) om hvordan bilene deres fungerer. Chauffeur-systemet bruker, som de kaller det, lidar, som står for lysdeteksjon og rekkevidde og ikke er relatert til ligeren, som er en løve og en tiger. Lidar fungerer som radar og ekkolodd, men det er langt mer nøyaktig. Den kartlegger punkter i rommet ved hjelp av 64 roterende laserstråler som tar mer enn en million målinger per sekund for å danne en 3D-modell i datamaskinens hjerne som er nøyaktig til centimeteren. Forhåndsladede kart forteller systemet hvor de stasjonære tingene befinner seg - trafikklys, crosswalks, telefonstenger - og lidaren fylles i landskapet med bevegelige gjenstander som mennesker. Den har også vanlig ol 'radar, et kamera og GPS for å hjelpe deg.

Men ikke klikk den søvnmasken over øynene og lene førersetet helt tilbake ennå. Chauffer trenger deg fremdeles til å ta over noen ganger, som å trekke ut av eller inn i garasjen og innkjørselen eller forhandle om vanskelige motorvei-veksler. Ikke engang en robotbil kan forstå avkjørsler til venstre.

Googles system er ikke nødvendigvis gift med Prius, selv om det har vært bilene som ble brukt oftest under testing så langt. Den store beslaget kan festes på hvilken som helst bil med sensorer og programvare for å håndtere det - og pengene. Chauffers pris vil måtte komme ned fra 75 000 dollar-området som blir adoptert av de fleste sjåfører. Google regner med å ha den klar og - fingrene krysset - billig nok til at folk har råd til innen 2018.

Driverløse biler i popkultur

Ideen om en førerløs bil er ikke noe nytt. Fra Batmobile til KITT har biler som kan operere på egen hånd fanget folks forestillinger. Teknologien for å bringe teserbiler til virkelighet er ikke så langt unna som du kanskje tror.

HSW 2008

Semiautonomous biler, i dagens lingo, er lovlige for testing bare - ikke for private eiere - på fire steder så langt: California, Nevada og Florida, pluss District of Columbia. (Nevada la et uendelig skilt til lisensplatene til semiautonomiske biler.) National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) ga ut noen foreslåtte retningslinjer, som er så ikke-juridisk bindende som det høres ut.

Ikke bare vil det måtte utarbeides nye lover, men våre gamle lover vil trenge litt alvorlig omformulering, siden folk i mørke tider av førerløse biler (hvert år før denne, egentlig) antok at det ville være en sjåfør med eller hendene på rattet og føttene på pedalen - og ikke bare for show. New York-loven sier rett opp at du må ha en hånd på rattet mens kjøretøyet er i bevegelse. Chauffer og dets semiautonome venner har ikke hender.

Det er til og med en Genève-konvensjon om veitrafikk, som den amerikanske kongressen ratifiserte i 1950. Det var da biler hadde fener, ikke roterende lasere og lidar. Folk forutså da ikke en bil som kunne kjøre seg selv. Likevel forutså de de flygende bilene. De tok feil om mange ting. Uansett, i henhold til denne Geneve-konvensjonen, må sjåføren av ethvert kjøretøy, enten det er en bil eller en hestevogn, ha kontroll. Og de antar at sjåføren er en person, ikke K.I.T.T. EU tar dette ganske alvorlig - per nå må en menneskelig sjåfør alltid ha kontroll over et kjøretøy. Ingen roboter tillat.

Når teknologien utvikler seg, vil de juridiske problemene følge. Hvis din halvutonomiske bilens lasersamling hopper over en fotgjenger mens du snooze og bilen din treffer ham, er du da skyld? Er Google feil? Er lidarprodusenten? Er fotgjenger? Fordi han virkelig burde ha stirret på bilen din, i ærefrykt for dens futuristiske evner og godt klar over beliggenheten - i det minste nok til å ikke finne seg selv under den. Bare tiden vil vise. Men det vil sannsynligvis ikke være fotgjengerens skyld at han ikke ble tilstrekkelig overrasket av bilen din.

Urban Light Transport er en revolusjonerende førerløs taxis. Det er ennå ikke sett om massene vil sette tillit til førerløse biler. ATS Ltd / BWP Media / Getty Images

Google er ikke det eneste spillet i byen når det gjelder semi-autonome biler. Det er flere i rørledningen for det neste tiåret eller så:

• BMW X5 fra 2014 med Traffic Jam-systemet kan allerede for det meste kjøre seg selv opptil 25 mil i timen (40,2 kilometer i timen), selv om sjåføren fremdeles trenger å holde en guiderende hånd på rattet.
• Tesla sier at den vil ha en bil som kjører på autopilot 90 prosent av tiden, noe som tilsvarer Googles Chauffeur, innen 2016 - hvis disse to systemene er lovlige da, er det.
• Mercedes-Benz brakte sin selvkjørende S500 Intelligent Drive-bil til Frankfurt Auto Show i 2013, og lovet å ha en versjon på markedet i 2020.
• En Audi A6 Avant på International Consumer Electronics Show 2013 i 2013 brukte Mobileye-systemet til å kjøre seg selv i hastigheter opptil 37 mil i timen (59,6 kilometer i timen). Den skal nå utstillingslokaler innen 2020.
• Nissan har utstyrt en allelektrisk LEAF med en rekke lasere og sensorer slik at den kan drive seg selv. Sjefen for Nissan, Carlos Ghosn, spår at den vil være den første semiautonome bilen som markedsføres - i 2020.

Det første automatiske parkeringssystemet

Husker du de reklamefilmene på midten av 2000-tallet der den store svarte sedanen parkerte mellom to tårn med champagneglass? Det var den første bilen som hadde et automatisk parkeringssystem, 2007 Lexus LS460. Men selv i en stor bil med avansert teknologi ble systemet ansett for tungvint, og Lexus tilbød det ikke lenger etter 2012-modellen.

Forfatterens merknad: Hvordan sjåførløse biler vil fungere

Dette er den artikkelen som føles som om informasjonen og teknologien beveger seg raskere enn fingrene mine kan skrive. Selv om jeg er på topp med bilteknologi - eller jeg har lyst til å være det - var jeg overrasket over å høre at en BMW som er tilgjengelig omtrent fem minutter fra nå, allerede kjører seg selv i lave hastigheter. Gitt, det kan ikke fly solo, men det er nært. At konkurransen er så tilsynelatende hard allerede gjorde at jeg lurte på hvorfor vi bryr oss om selvkjørende biler. Jeg kom til den konklusjon at det ikke er fordi vi er for late til å drive tingene selv; Det er fordi vi er for opptatt. Det er en million ting vi helst vil gjøre enn å kjøre bil, som å se en film. Eller ta bilder av landskapet når vi passerer. Eller sove. Eller ringer mammaene våre. Å kjøre er ikke nøkkelen til frihet som det pleide å være. Båndbredde er.

relaterte artikler

• Hvordan Traction Control fungerer
• Hvordan anti-låsebremser fungerer
• 10 problemer biler kan diagnostisere av seg selv
• Slik fungerer automatiske bremsesystemer

kilder

• Ashley, Steven. "Smarte biler og automatiserte motorveier." Mekanisk ingeniørmagasin. Mai 1998. (2. oktober 2013) http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/may98/features/smarter/smarter.html
• Carroll, Rory. "Tesla går i løpet for å bygge selvkjørende bil." Reuters. 17. september 2013. (2. oktober 2013) http://www.reuters.com/article/2013/09/18/us-tesla-selfdriving-idUSBRE98H01720130918
• Forbrukerrapporter Nyheter. "BMW Traffic Jam Assistant setter selvkjørende bil nærmere enn du tror." 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 viktigste spørsmålene om selvkjørende biler." Populær mekanikk. (8. oktober 2013) http://www.popularmechanics.com/cars/news/industry/the-12-most-important-questions-about-self-driving-cars-16016418
• Fischer, Adam. "Inne i Googles søken etter å popularisere selvkjørende biler." Populærvitenskap. 19. september 2013. (2. oktober 2013) http://www.popsci.com/cars/article/2013-09/google-self-driving-car
• Greene, Kate. "Stanfords nye førerløse bil." Technology Review. 15. juni 2007. (2. oktober 2013) http://www.technologyreview.com/news/408059/stanfords-new-driverless-car/
• Guizzo, Erico. "Slik fungerer Googles selvkjørende bil." IEEE Spektrum. 18. oktober 2011. (6. oktober 2013) http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/artificial-intelligence/how-google-self-driving-car-works
• Healey, James R. og Mays, Kelsey. "Hvilke biler parkerer seg best? Utfordringsresultater." USA Today. 6. desember 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 viser frem helt autonome S-klasse, produksjonsbiler som kommer innen 2020." Extremetech. 16. september 2013. (2. oktober 2013) http://www.extremetech.com/extreme/166598-frankfurt-auto-show-mercedes-shows-off-fully-autonom-s-class-production-cars -Kommer-by-2020
• Innovative transportteknologier. "ParkShuttle." (2. oktober 2013) http://faculty.washington.edu/jbs/itrans/parkshuttle.htm
• Krishner, Tom. "GM som forsker på førerløse biler." MSNBC. 6. januar 2008. (2. oktober 2013) http://www.msnbc.msn.com/id/22529906/
• Markoff, John. "I høy hastighet, på vei til en førerløs fremtid." New York Times. 27. mai 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 viser frem egenkjøring, selvparkering A6 Avant og RS7 Sportback." 28. januar 2013. (2. oktober 2013) http://www.nydailynews.com/autos/audi-shows-self-driving-cars-article-1.1249419
• Squatriglia, Chuck. "GM sier førerløse biler kunne være på vei innen 2018." Kablet magasin. 7. januar 2008. (2. oktober 2013) http://blog.wired.com/cars/2008/01/gm-says-driverl.html
• Strauss, Eric. "CES 2008: En førerløs SUV gir tur til fremtiden." ABC Nyheter. (2. oktober 2013) http://abcnews.go.com/Technology/GadgetGuide/story?id=4101838
• Taylor, Alex III. "Nissan går stort på selvkjørende biler." CNN-penger. 4. september 2013. (2. oktober 2013) http://money.cnn.com/2013/09/04/autos/nissan-360-irvine.fortune/index.html
• Tierney, John. "I fremtiden vil smarte mennesker la bilene sine ta kontroll." New York Times. 4. desember 2007. (2. oktober 2013) http://www.nytimes.com/2007/12/04/science/04tier.html
• Trillan, Calvin. "Park, sa han." New York Times. 26. januar 2007. (2. oktober 2013) http://www.nytimes.com/2007/01/26/opinion/26trillin.html