1150
0,3
2014-09-25
V2V, V2I, технологии и возможное будущее автомобильного транспорта
«Если бы я спросил людей, чего они хотят, они бы попросили более быструю лошадь»
Генри Форд об анализе требований заказчика
Современный автомобиль вещь довольно консервативная в базовых своих характеристиках. Несмотря на многочисленные электронные навороты он остается средством передвижения повышенной опасности, управляемым исключительно в ручном режиме при помощи странного биологического процессора, расположенного между рулевым колесом и водительским креслом. Но времена меняются, и технологический прогресс в последние годы серьезным образом подпирает шаткую плотинку здравого смысла. Так что же нам ждать от отрасли в ближайшие пять лет?
Автоматический транспорт
Об инициативах Google тут все, безусловно, знают. Лупастый автомобильчик с бешено вращающейся на крыше камерой вполне успешно справляется с задачей автоматического вождения на испытательных трассах. В город его пока не пускают, но не из-за неэффективности «железа», а из-за проблем с законами, оберегающими жизнь и здоровье людей. Но все в автомобильной отрасли прекрасно понимают, что выход автоматического транспорта на дороги всего лишь дело времени. Эксперты называют 2020 год, и на пути у этой даты не технологии, а только и исключительно законы. Ну, и вполне понятный страх перед страшными роботами-убийцами, управляемыми хакерами-социопатами :)Эксперты GM видят следующие этапы на пути к автоматическому управлению автомобилем, многие из которых уже стали реальностью:
- Информирование водителя без перехвата управления
- Перехват управления в экстренных случаях
- Возможность ограниченной передачи управления (автоматизированный режим)
- Возможность полной передачи управления по инициативе водителя
- Полностью автоматический автомобиль
Технические специалисты в один голос говорят пока что только одно — для начала желательно, чтобы все автомобили на дорогах были связаны друг с другом сетью передачи данных.
Связанные автомобили
Современные коммуникации V2V (автомобиль — автомобиль) базируются на стандартной технологии DSRC (Dedicated short-range communications) aka IEEE 802.11N, хорошо зарекомендовавшей себя в системах электронного взимания дорожных сборов. Эксперименты показывают, что автомобиль, на котором установлено оборудование V2V со встроенной антенной, может держать уверенную связь с другими автомобилями в радиусе 800 м. Со стационарными объектами (V2I) — до 1000 м.Антенны для наружной установки, для установки на лобовом стекле и для скрытой установки в автомобиле
Антенны подключаются к бортовому оборудованию, к которому также могут быть подключены датчики автомобиля через стандартную шину (CAN и т.п.)
Бортовое и придорожное оборудование DSRC
В итоге, имеем энное количество источников данных автомобильной телематики, которые могут содержать позицию автомобиля на основании GPS, данные одометра, акселерометра, признаки торможения, данные от других датчиков, а также данные, принятые по цепочке от других автомобилей. Сразу проблемы:
- Отсутствие стандартов V2V прикладного уровня. В американской рабочей группе IEEE 1609 и в европейской рабочей группе TC204 пока разработаны стандарты нижних уровней. Прикладная тематика в области V2V находится на этапе проектирования.
- Вопросы приватности и защиты системы от преднамеренных манипуляций (что в условиях интенсивного скоростного движения чревато)
- При большом скоплении связанных автомобилей имеет место лавинообразное нарастание количества исходных данных для анализа, что приводит к ошибкам и тормозам бортовых устройств. До конца не проработаны способы эффективной фильтрации данных без ущерба базовым сценариям управления.
Почему DSRC?
Во-первых, на текущий момент отлажена технологическая основа, модель OSI проработана вплоть до уровня приложений. Разработаны протоколы, включая высокоуровневые. Приложения, отлаженные и стандартизированные в настоящий момент в Европе следующие:- Взимание платы (ISO 14906). Во время проезда автомобиля под антенной организуется защищенный канал связи и формируется транзакция проезда — структура данных, достаточная для расчета размера платы и списания средств.
- Контроль исполнения правил взимания платы (ISO 12813). То же, что и оплата, только другие крипто-ключи и другая информация, поступающая от бортового устройства. Например, госномер, количество осей, информация о контракте, история изменения уровней сигналов, лог качества связи и т.п. (поля можно выбирать)
- Помощь в позиционировании (ISO 13141). Во время проезда в поле действия антенны DSRC в память бортового устройства записывается идентификатор антенны и дополнительная информация о ее местоположении. Крайне полезная фича для случаев, где опираться на данные GPS нельзя, но при этом необходимо получить информацию о том, что автомобиль проехал в определенном месте — в тоннелях, на горных серпантинах, на сложных развязках.
Устройства DSRC используют лицензированный спектр частот, специально выделенный для нужд безопасности дорожного движения. Протокол ориентирован на работу на больших скоростях (устройство быстро просыпается и устанавливает соединение), отвечает всем требованиям по информационной безопасности и хорошо работает в условиях множественных источников сигнала, что является обычным делом в потоке машин.
Спектр DSRC. На нужды V2V выделен сервисный канал 172.
Приложения V2V и V2I. Немного научной фантастики
В рамках короткой заметки трудно достаточно полно раскрыть тему возможностей, которые открывают «умные» автомобили. Сейчас машина, оснащенная радаром, кажется каким-то инопланетным чудом, что уж говорить о по-настоящему связанных автомобилях. Но мечтать не вредно, и далее я перечислю те приложения и сервисы, которые эксперты развивают уже сейчас и которые мы увидим на дорогах в ближайшие пять-семь лет.Особое значение имеет безопасность. Сразу оговорюсь, теоретики пока не знают толком, что делать в ситуации когда на дороге соседствуют автоматизированные, связанные и обычные автомобили. Поэтому сервисы предполагают значительное (или подавляющее) превосходство связанных автомобилей на дороге.
Сервисы безопасности V2V (автомобиль — автомобиль)
- Избежание столкновения с впереди следующим автомобилем
- Электронные стоп-сигналы. Резко тормозящий автомобиль сигнализирует о применении экстренного торможения, у всех приближающихся сзади включается сигнал или даже перехват управления автоматикой. Сейчас есть аналогичные системы с использованием мерцающих «стопарей» и оптического сенсора
- Предупреждение об автомобиле в слепой зоне. Сейчас есть аналоги на базе радара
- Помощь при смене полосы. Аналогично слепой зоне, но с большим количеством параметров. Индикатор показывает, что перестроение безопасно
- Предупреждение об опасности обгона (см. рисунок ниже)
- Предупреждение о возможных столкновениях на перекрестках (на стендах демонстрируют сценарий выезда на главную дорогу в условиях ограниченного обзора)
- Предупреждение о движении по встречке
- Кооперативный адаптивный круиз-контроль (aka «паровозик»)
Разрабатывается также ряд сервисов V2I (автомобиль — придорожная инфраструктура) в части светофорного регулирования, предупреждения о сложных метеорологических условиях, дорожных работах, поездах на переезде и т.п. О коммерческих сервисах V2V и V2I нужно говорить отдельно и посвятить этому отдельную заметку.
В идеальном мире все перечисленное выше вполне жизнеспособно. Но в реальности светлую картину омрачают «непродвинутые» автомобили, перемещающиеся по той же дороге, «непродвинутые» мотоциклисты и гордые обладатели мопедов, конных повозок и велосипедов. Инженерное и экспертное сообщество в настоящий момент копит экспериментальную базу и разрабатывает комплексные сценарии внедрения технологий V2V, которые позволили бы получить хоть немного реальных преимуществ от прекрасно проработанного технологического бэкграунда. Нам же с вами остается затаив дыхание следить за развитием данного направления. Может быть, даже поучаствовать в его развитии.
Источник: habrahabr.ru/post/237447/
В Китае создали самую точную в мире систему распознавания лиц и строят на ее основе платежную систему
Квадрокоптеры снялись в фильме Цирка Дю Солей и ФТИ Цюриха