Informazioni sull'autore Chris Jacobs è entrato a far parte di ADI nel 1995. Durante il suo incarico presso Analog Devices, Jacobs ha ricoperto varie posizioni nell'ingegneria del design, nella gestione del design e nella gestione aziendale all'interno di apparecchiature di consumo, comunicazioni, industria e automotive. Chris Jacobs è attualmente vicepresidente della Business Unit Autonomous Transportation and Vehicle Safety di Analog Devices. In precedenza, Jacobs è stato direttore generale della sicurezza automobilistica, direttore dei prodotti e della tecnologia dei convertitori di precisione e direttore della linea di prodotti per i convertitori ad alta velocità e i prodotti di isolamento. La guida tradizionale potrebbe presto essere considerata arcaica. Uno sviluppo dirompente si sta spostando dai veicoli a propulsione umana ai veicoli autonomi che richiedono un ecosistema globale per stimolare lo sviluppo e creare una trasformazione strutturale monumentale di un'alta percentuale dell'economia globale. Tuttavia, la sicurezza rimane un ostacolo importante per superare questo ecosistema prima che l'esistenza senza conducente diventi realtà. Ogni giorno nel mondo muoiono più di 3.000 incidenti stradali. Rimuovere gli esseri umani dall'equazione è un modo per risolvere questo problema. Di conseguenza, i fornitori di tecnologia, i principali fornitori, i produttori di apparecchiature originali (OEM) e le case automobilistiche stanno abbracciando nuovi modelli di business e scommettendo molto sull'accelerazione della maturazione delle tecnologie indipendenti. il tasto. tecnologie di guida. L'obiettivo è raggiungere la visione zero, che mira a prevenire la perdita di vite umane causata dai veicoli, quindi le implementazioni autonome sperano di raggiungere il loro pieno potenziale.
Le tecnologie dei sensori di base aiutano a ottenere una gamma più ampia di veicoli.
L'intelligenza del veicolo è spesso espressa in livelli di autonomia. I livelli 1 e 2 sono in gran parte sistemi di allarme, dove, dal livello 3, il veicolo può agire per prevenire gli incidenti. Man mano che il veicolo passa al livello 5, il volante viene rimosso e l'auto funziona autonomamente. Nelle prime generazioni di sistemi, quando i veicoli iniziano ad avere funzionalità di livello 2, i sistemi di sensori funzionano in modo autonomo. Per raggiungere veicoli cognitivi completamente autonomi, il numero di sensori è notevolmente aumentato. Anche le sue prestazioni e i tempi di risposta dovrebbero essere notevolmente migliorati. I veicoli dotati di sensori esterni possono essere più consapevoli dell'ambiente circostante e quindi più sicuri. Le tecnologie critiche nei sistemi di intelligenza artificiale in grado di navigare in un veicolo autonomo includono telecamere, LiDAR, RADAR, sistemi microelettromeccanici (inerzia MEMS), ultrasuoni e GPS. Oltre a supportare i sistemi di percezione e navigazione di un veicolo autonomo, questi sensori consentono un migliore monitoraggio delle condizioni meccaniche (pressione dei pneumatici, variazione di peso, ecc.), così come altri fattori di manutenzione che possono influenzare le funzioni del motore come la frenata e la manovrabilità. Sebbene tali sensori e algoritmi di fusione dei sensori possano contribuire alla realizzazione della visione zero, è necessario tenere conto di diversi fattori, il primo dei quali è la classificazione degli oggetti. I sistemi attuali non possono raggiungere la corretta risoluzione richiesta per la classificazione degli oggetti, ma il RADAR, date le sue capacità di micro-Doppler, funziona meglio in quest'area. Sebbene attualmente sia una caratteristica principale nei veicoli autonomi, il RADAR diventerà sempre più comune man mano che il mandato AEM (Automatic Emergency Braking) diventerà una realtà all'inizio del 2020. LiDAR, da parte sua, non è una caratteristica standard nelle auto oggi a causa del suo costo e del livello di prestazioni non giustificano un'adozione più ampia. Tuttavia, LiDAR offrirà una risoluzione dell'immagine 10 volte quella del RADAR, necessaria per discernere scene ancora più sfumate. Il raggiungimento di una soluzione di alta qualità e alta sensibilità con bassa corrente di buio e bassa capacità è la tecnologia chiave per abilitare il mercato LiDAR a 1500 nm, che potrebbe portare alla sua ulteriore adozione. Una tecnologia chiave in quest'area è il monitoraggio del fascio di semiconduttori, poiché è necessaria una tecnologia di fotorilevamento ad alta sensibilità e ad alto costo per far avanzare il mercato a 1500 nm.
Immagine di credito: Shutterstock (Immagine: © Shutterstock) I sistemi di telecamere, comunemente usati nei nuovi veicoli, sono la pietra angolare dell'autonomia di livello 2. Tuttavia, questi sistemi non funzionano bene in tutti i casi d'uso (ad esempio, diciamo notte e maltempo). In definitiva, queste tecnologie di rilevamento sono necessarie per fornire il set di dati più completo per i sistemi progettati per garantire la sicurezza degli occupanti dei veicoli. Sebbene spesso trascurate, le IMU si basano sulla gravità, che è costante indipendentemente dalle condizioni ambientali. In quanto tali, sono molto utili per calcolare le uccisioni. In assenza temporanea di un segnale GPS, la resa dei conti utilizza dati provenienti da fonti come tachimetri e UMI per rilevare la distanza percorsa e la direzione e li sovrappone. mappe ad alta definizione. Ciò mantiene il veicolo cognitivo sulla traiettoria corretta fino a quando non è possibile recuperare un segnale GPS. La fusione dei sensori può integrare gli svantaggi dei sistemi di rilevamento percettivo. Ciò richiede un equilibrio intelligente tra l'elaborazione di base e l'elaborazione avanzata per passare i dati al motore di unione. Le telecamere e i sensori LiDAR offrono un'eccellente risoluzione laterale, ma anche i migliori algoritmi di apprendimento automatico richiedono circa 300 ms per eseguire il rilevamento del movimento laterale con bassi tassi di falsi allarmi. Nei sistemi attuali, sono necessari circa 10 frame successivi per un rilevamento affidabile con tassi di falsi allarmi sufficientemente bassi. Questo dovrebbe essere ridotto a 1-2 frame successivi per dare al veicolo più tempo per prendere le necessarie misure preventive. Nuove tecnologie, che consentono capacità di percezione avanzate ad alte velocità, devono essere sviluppate e sviluppate per consentire una guida completamente autonoma sia in condizioni urbane che autostradali. Tuttavia, più ci lavoriamo sopra, più identificheremo i casi d'uso complessi che verranno coperti. Inoltre, la navigazione inerziale sarà un aspetto essenziale dei veicoli autonomi per il futuro, poiché questi sistemi sono insensibili alle condizioni ambientali e necessari per integrare i sensori di percezione, che possono essere modificati in determinate situazioni.
Il ruolo di ADAS e la piena autonomia.
Un altro importante fattore non tecnico da considerare per raggiungere l'obiettivo Vision Zero è trovare un equilibrio tra ciò che la tecnologia può fare e ciò che farà la legislazione. Oggi, i leader del settore stanno seguendo due percorsi: Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) e veicoli completamente autonomi. Sebbene l'industria automobilistica ritenga che ADAS sia più sicuro dei veicoli completamente autonomi, la tecnologia ADAS non è ancora perfetta. I fornitori e i fornitori automobilistici di livello 1 si stanno attualmente concentrando sull'autosufficienza di livello 2 o 3 perché vedono lì buone opportunità commerciali. La legislazione per i veicoli altamente autonomi deve ancora essere definita e altre aree, come l'assicurazione e la regolamentazione, devono essere ulteriormente sviluppate per stabilire un quadro adeguato. I taxi robot, ad esempio, stanno per debuttare in diverse città degli Stati Uniti. È probabile che questi veicoli vengano aggiunti alle più ampie applicazioni Tier 2 o 3 esistenti. Rimane ancora molto da fare per migliorare le prestazioni di tecnologie di rilevamento specifiche come radar e LiDAR, nonché vari algoritmi che attivano auto e condizioni. Quando arriveremo al 2020 e oltre, quando l'AEB diventerà una caratteristica standard nelle auto, inizieremo ufficialmente a passare all'autonomia di livello 3. Tuttavia, sono necessari ulteriori miglioramenti per arrivare da dove si trovano le case automobilistiche a dove dovrebbero essere.
Immagine di credito: Shutterstock (Immagine: © Shutterstock) Gli OEM stanno davvero abbracciando la dinamica bidirezionale. Ad esempio, con i robot-taxi, ritengono che l'economia di questa azienda sia totalmente diversa da quella del mercato automobilistico, in quanto si tratta di servizi di car sharing. Una delle altre dinamiche di questo mercato specifico consente agli OEM di utilizzare tecnologie avanzate in questi veicoli per sviluppare hardware, software e il framework di fusione dei sensori. Mentre gli OEM hanno più fiducia negli ADAS, ci sono più casi in cui sono state create società separate per tenere conto di gamme di veicoli più lunghe. Tuttavia, alcuni OEM non hanno il capitale di ricerca e sviluppo per seguire questo corso, collaborando invece con altre società specializzate in tecnologie di guida autonoma. Al centro di questo sistema a due vie c'è il livello di autonomia 3+. Sebbene non sia completamente autonomo, il Livello 3+ è più avanzato dei sistemi ADAS esistenti, combinando caratteristiche prestazionali avanzate con caratteristiche pratiche. Sono necessari sensori molto migliori per supportare le applicazioni di livello 3+ come il pilota automatico ad alta velocità e l'AEB+ quando il veicolo frena ma anche sterza per evitare incidenti. Il livello 3+ presenta tecnologie altamente autonome, inclusa una struttura di sensori critici che getta le basi per i futuri veicoli completamente autonomi. Sebbene non abbiamo raggiunto la totale autonomia, l'automazione di Level 3+ ci avvicina all'obiettivo di Vision Zero, che unisce funzionalità e prestazioni, unendo gli sviluppi dei due. Modi per sviluppare un ecosistema di trasporto sicuro. Questo è il punto di svolta in cui la tecnologia indipendente diventa molto più capace e disponibile al pubblico.