Высокий

К

Опубликовано

Беспилотные электромобили по-прежнему сталкиваются с крутыми холмами на пути к надежности. Исследователи из Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики и Университета Западного Мичигана работают вместе над созданием решений, находящихся за пределами автомобиля: датчики и обработка данных, встроенные в дорожную инфраструктуру.

Исследователи ORNL позволили стандартным приподнятым дорожным знакам передавать информацию GPS, которая помогает функциям автономного вождения лучше работать в отдаленных районах или в плохую погоду. Фото: Карлос Джонс/ORNL, Министерство энергетики США.

Работая с партнерами, инженеры ORNL размещают маломощные датчики в отражающих приподнятых маркерах тротуара, которые уже используются, чтобы помочь водителям определять полосы движения. Согласно статье, опубликованной в журнале IEEE Sensors исследователем ORNL Али Экти и ведущим автором Сачином Шармой из WMU, микрочипы внутри маркеров передают проезжающим машинам информацию о форме дороги. Они эффективны даже в тех случаях, когда камеры транспортных средств или дистанционное лазерное зондирование, называемое LiDAR, ненадежны из-за тумана, снега, яркого света или других препятствий.

«Мы работаем над тем, чтобы сделать функции автономного вождения точными и безопасными в более отдаленных районах», — сказал Экти. «И мы делаем это, превращая фиктивную часть инфраструктуры во что-то, имеющее гораздо больше возможностей».

Эта технология не только предоставляет более точную информацию о среде вождения, но также переносит часть вычислительной нагрузки с программного обеспечения автомобиля на инфраструктуру. Это экономит заряд аккумулятора электромобиля, увеличивает запас хода и способствует более широкому внедрению электромобилей. По сравнению с ведущей камерой и технологией автономного вождения на основе LiDAR, маркеры тротуара с поддержкой чипов могут снизить потребление навигационной энергии до 90%, сообщают авторы в техническом документе.

У этой технологии есть потенциал для использования не только с беспилотными транспортными средствами завтрашнего дня, но и с сегодняшними распространенными функциями автономного вождения, такими как ассистент движения по полосе.

Эти усилия являются частью более крупного проекта, возглавляемого WMU, который объединяется с исследовательскими и отраслевыми партнерами для разработки соответствующих сенсорных технологий и технологий автономного вождения, таких как радиолокационные ретро-отражатели, картографирование высокой четкости, вычислительная разгрузка и определение погоды. Исследователи WMU также используют транспортное средство, движущееся по замкнутому маршруту, чтобы измерить снижение потребления энергии транспортным средством, которое обеспечивается этими технологиями, сказал Закари Ашер, доцент кафедры механической и аэрокосмической техники и директор Лаборатории энергоэффективных и автономных транспортных средств WMU.

Исследователи ORNL экспериментировали, чтобы найти наилучшую комбинацию приемопередатчика, аккумулятора и антенны для сенсорного блока внутри стандартных дорожных указателей, а также тех, которые разработаны, чтобы выдерживать воздействие снегоочистителей. Затем они использовали протокол связи, который предполагает переключение по определенному радиочастотному спектру до 50 раз в секунду. «Его трудно обнаружить, он хорошо защищает от помех, имеет низкую стоимость и не потребляет много энергии», — сказал Экти. Регулировка оборудования может гарантировать, что его батарея прослужит тот же цикл замены, что и маркеры, обычно год.

Команда Экти создала алгоритмы, которые выполняют триангуляцию GPS-координат разметки полосы движения для восстановления изображения проезжей части. Один алгоритм встроен в микрочип внутри дорожного знака, а алгоритм декодирования встроен в программное обеспечение автомобиля.

Исследователи ORNL протестировали сенсорную платформу в различных погодных условиях и в отдаленном национальном парке в Монтане, где нет беспроводного доступа. Они обнаружили, что он более чем в пять раз превышает первоначальную 100-метровую цель.

«Удивительно, как далеко он может передавать информацию — над холмами, по снегу. Это большое дело», — сказал Ашер. «На каждом этапе мы удивляемся тому, насколько хорошо работает эта технология, и находим несколько действительно интересных способов ее интеграции».

Датчики также могут сигнализировать о временном изменении полос движения или закрытии зон строительства, когда карты высокого разрешения могут устареть. По словам Экти, маркерные датчики в конечном итоге смогут передавать информацию о температуре, влажности и интенсивности движения. Команда проекта планирует работать со студентами над созданием микрочипа меньшего размера для маркеров в качестве замены более дорогим готовым продуктам.