Беспилотные транспортные средства реферат

Обновлено: 02.07.2024

Беспилотный транспорт - транспортное средство, передвигающееся без экипажа на борту при помощи специальной системы автономного управления.

Такой транспорт может передвигаться по специально выделенным полосам по заранее устанавливаемым маршрутам, либо участвовать в общем движении, будучи оснащенным комплексом датчиков, камер, радаров, и принимающим решения бортовым компьютером.

Началом автоматизации транспорта можно назвать первую половину двадцатого века, когда начались разработки и применение автопилота для самолетов. Беспилотным управление автопилотом нельзя было назвать до 1947 года, пока американский военно-транспортный самолет B-54 не совершил трансатлантический перелет полностью под управлением автопилота, который управлял не только полетом, но также взлетом и посадкой. Применение беспилотного транспорта в авиации до сих пор является наиболее многочисленным, т.к. движение происходит в пространстве с малым количеством препятствий.

По этой же причине применение автопилота является проблемным на дорогах. Исключением можно назвать железные дороги метрополитена. Уже в 1967 году в Лондоне открыли первую автоматизированную линию. В настоящее время метро Копенгагена является полностью беспилотным, где поезда без машинистов сами движутся по линиям и совершают высадку/посадку пассажиров.

Успешным освоением наземных дорог можно назвать сеть автоматического транспорта ULTra, открытую в 2010 году в аэропорту Хитроу. Система рассчитана на перевозку одного или нескольких пассажиров в режиме такси по личным маршрутам, в пределах выделенных полос для движения.

Отдельно стоит уточнить, что с первых дней автоматизации транспорта, в основе лежит безопасность движения. Автопилот всегда имеет возможность быстрого отключения, чтобы пилот, следящий за полетом, мог вмешаться в его работу. Системы Копенгагенского метро и такси ULTra всегда обслуживают несколько человек, следящих за работоспособностью системы, и готовых взять дистанционное управление в свои руки в случае непредвиденной ситуации.

Изначально транспорт оснащается бортовым компьютером с системой воздействия на элементы управления, который управляет транспортом на основе данных различных датчиков.

Для авиации такими датчиками служат: датчики курса (GPS), крена, тангажа, высоты, скорости, другие самолетные системы, данные наземных станций и многое другое.

Для автомобилей: видеокамеры, датчик LIDAR, радары, GPS.

В настоящее время происходит активное развитие автоматизации персонального и общественного транспорта, который будет двигаться по дорогам общего пользования. Такие гиганты как Tesla, Google, Uber все ближе к внедрению автоматических автомобилей в нашу жизнь.

Обычные автомобили оснащаются множеством датчиков, камер, радаров и обрабатывающим данные бортовым компьютером, который принимает решения исходя из анализа дорожной ситуации. Такие тесты всегда происходят под наблюдением водителя, а Tesla, внедрившая систему автопилота во все свои автомобили, предупреждает владельца о том, чтобы он следил за работой системы.

С каждым днём к нам приближается недалекое и так отчетливо видимое электронное будущее, которое принесет нам массу нововведений. Уже сегодня мы можем наблюдать за рождением новых, ярких идей и технологий. Одной из наиболее интересных, перспективных и массовых технологий является идея создания беспилотного автотранспорта.

В этой работе мы узнаем об основных причинах и целях создания и развития этой технологии, что она обещает дать человечеству, какие негативные факторы может устранить отсутствие человеческого фактора

На казалось бы сложный и объемный вопрос, с чего зародилась сама идея, история даёт достаточно простой ответ - все началось с тормозов. Первой "атакой" автомобильных конструкторов на водительские амбиции стало массовое применение антиблокировочной системы тормозов ABS. Создатели системы посчитали, что человек за рулем не способен справляться с блокировкой колес настолько эффективно, как это делает электроника. И, если первые подобные системы были несовершенны, то сейчас электроника намного эффективнее человека и уже никто не спорит о пользе ABS. Разобравшись с тормозами, конструкторы взялись за двигатель. Сначала на автомобилях появились антипробуксовочные системы, которые способны "сдерживать" мотор, если его мощность избыточна и приводит к пробуксовке ведущих колес. Затем появилась система стабилизации ESP, которой "подчиняются" не только двигатель, но и тормоза. В результате, ESP смогла самостоятельно бороться со сносами и заносами, выборочно подтормаживая колеса и регулируя тягу двигателя. Вскоре, разработчики электронных систем безопасности добрались до рулевого управления. Оказалось, что "рулить" автоматика тоже может лучше человека. Например, система VDIM, способна доворачивать руль на несколько градусов, если того требует дорожная ситуация. Проще говоря, водитель-человек не способен провести автомобиль между конусами по идеальной траектории. Он не может воспроизвести один и тот же маневр с абсолютной точностью и т.д.

В наше время развитие беспилотного автотранспорта разделилось на 3 основных направления:

-потребительское (личное авто, такси, городская авто транспортная сеть)

-промышленное (специализированная техника)

-военное (боевые машины различного спектра задач)

В данный момент развитие беспилотного транспорта идет по всем перечисленным направлениям. Однако именно развитие потребительского беспилотного автотранспорта является основной задачей для общества. Давайте постараемся выяснить, почему именно это направление заслуживает особого внимания. Также сравним, какая конкретная модель добилась более наглядных результатов, вне зависимости от направления развития и цели использования.

1. Описание базовой технологии

Развитие беспилотного автотранспорта для общества – должно быть приоритетной задачей для человечества

Дорожно-транспортный травматизм – одна из основных проблем общественного развития и здравоохранения. Ожидается, что масштаб этой проблемы в ближайшие годы значительно увеличится. Ежегодно около 1,2 миллиона человек во всем мире погибают в результате дорожно-транспортных аварий. Это составляет более 2,1% всех случаев смерти в мире и сравнимо с числом смертей, вызванных такими главными "убийцами", как малярия и туберкулез. Еще больше число людей получают травмы и часто остаются инвалидами на всю жизнь. Дорожно-транспортный травматизм в основном уносит молодые жизни. Дорожно-транспортный травматизм – вторая лидирующая причина смерти среди лиц в возрасте 5–25 лет. В этой возрастной группе вероятность погибнуть или получить травму на дороге у молодых мужчин – пешеходов, велосипедистов, мотоциклистов, неопытных водителей и пассажиров – примерно в три раза выше, чем у молодых женщин.

Создание Беспилотного автотранспорта в потребительской сфере:

-Исключит злоупотребление скоростью:

Скорость – основной фактор риска дорожно-транспортного травматизма в большинстве стран. Молодые водители-мужчины особенно склонны не соблюдать соответствующий скоростной режим. Снижение средней скорости на 1 км/час приводит к уменьшению числа аварий со смертельным исходом на 4–5%. Снижение скорости движения транспорта также является защитным фактором для пешеходов.

-Исключит вождение в нетрезвом состоянии

Автомобиль не позволит человеку сесть за руль самому, если тот находится в нетрезвом виде. Употребление алкоголя за рулем повышает как вероятность аварии, так и тяжесть травм. Вероятность попадания в аварию у мужчин-водителей подросткового возраста как минимум в пять раз выше, чем у водителей в возрасте 30 лет и старше при всех уровнях алкоголя в крови, превышающих нулевой.

-Поможет Службам неотложной помощи и поможет сократить объем и количество пробок в мегаполисах:

Машины научаться общаться друг c другом. Многие жертвы дорожных аварий умирают до поступления в больницу из-за невозможности вовремя доехать до больного или довести его до больницы. Улучшение работы служб неотложной помощи, начиная с места происшествия до медицинского учреждения, повышает шансы на выживание тех, кто попал в дорожно-транспортную аварию, и позволит избежать длительного лечения травм и инвалидности. Основу развития "общения машин", уже заложили разработчики из Nissan, поставив перед собой задачу, научить автомобиль эффективно и безопасно двигаться в потоке своих "сородичей". Вдохновившись искусным полетом шмеля, они представили в 2008 г. робот-автомобиль Biomimetic Car Robot Drive "BR23C". Продолжив наблюдать за живой природой, в которой конструкторы испокон веков черпали силы для творчества и находили готовые технические решения, японские инженеры создали концептуальный EPORO. Эту разработку, шесть симпатичных роботов, Nissan показал в 2009 г. на токийской выставке CEATEC JAPAN.

Рис 1. Концептуальные EPORO

Создавая EPORO, японцы "подсматривали" за шмелями и рыбами. И те, и другие легко, эффективно и безаварийно умеют летать (плавать) организованной группой (косяком). Насекомым и рыбам в этом деле помогают инстинкты, а роботам EPORO — инновационное оборудование.

EPORO пока что не могут перевозить людей; эти роботы созданы для демонстрации поведения будущих "ниссановских" автомобилей: безопасную маневренность и эффективные навыки движения в потоке. У EPORO есть специальное "лазерное" зрение. Датчики и компьютерная программа помогают роботу определять направление движения, а также "видеть" и анализировать траекторию "соседей" по трафику. Двигаясь всей "стаей", такие роботы "разговаривают" друг с другом посредством специальных коммуникационных систем. "Обмениваясь информацией об окружающей обстановке с другими участниками движения, несколько EPORO могут безопасно перемещаться вместе, при необходимости изменяя конфигурацию группы", — поясняет принцип работы инновационных устройств главный инженер проекта Тосиюки Андо.(16)

На данный момент времени уже создано несколько прототипов-моделей беспилотного авто заслуживающих особого внимания:

2. Описание конкурирующих технологий

Volkswagen Стенли (позже проект получил имя Junior)

В 2005 году измененный Volkswagen, получивший название Стенли, превратил научную фантастику в реальность. Это технологическое чудо, построенное командой из Стэнфорда, проехало по маршруту длиной больше 150 километров по пустыне полностью автономно. В транспортном средстве не было никаких людей, и никто не передавал инструкции снаружи. (1)

Рис 2. Volkswagen Стенли

Стенли пришёл первым в гонке 23 транспортных средств, названной "Grand Challenge", которая спонсировалась управлением перспективных исследовательских программ (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)), военным исследовательским агентством, ранее обеспечившим финансирование сети, которая выросла в Интернет. (7)

Топ скорость регулируется электронным способом на 130,00 миль в час. (3)

Рис 3.Победа Volkswagen Стенли

В ноябре 2007 года аналогичные соревнования автомобилей-роботов под эгидой DARPA будут проходить уже в городских условиях и получат название DARPA Urban Challenge. Самоуправляемые автомобили должны будут продемонстрировать способность ориентироваться в реальных условиях уличного движения. Команда Стэнфордского университета, поддержку которой оказывает корпорация Intel, специально для данных гонок разработала новый проект под названием "Junior.

Гонки DARPA Urban Challenge будут проходить в условиях, имитирующих поток транспорта в городе. Участникам придется отслеживать перемещения других автомобилей и не только соблюдать рутинные правила дорожного движения, но и учитывать право преимущественного проезда, а также в режиме реального времени разбираться в других сложных дорожных ситуациях.

Сердцем сложнейшего навигационно-вычислительного комплекса робота-автомобиля являются блэйд-системы на базе двухъядерных процессоров Intel Core 2 Duo и стоечные системы на основе четырехъядерных процессоров Intel Core 2 Quad. Благодаря такой "начинке", Junior сможет обрабатывать гораздо больше информации и осуществлять это существенно быстрее, чем его предшественники. Предположительно Junior окажется примерно в четыре раза "умнее" победителя гонки DARPA Grand Challenge 2005. (2)

Лимузин Hongqi HQ3 от Китайского автопроизводителя FAW

Беспилотный Hongqi HQ3 был представлен публике на местном автошоу в Китае. Автомобиль смог разогнаться до 60 километров в час, однако, по словам создателей, его расчетная максимальная скорость достигает 150 километров в час. (4)

Рис 4. Презентация Лимузина Hongqi HQ3

"Интеллектуальная" модификация модели Hongqi HQ3 умеет останавливаться на перекрестах, выполнять поворот и держаться в границах дорожной разметки полос. За дорогой следят две бортовые камеры, благодаря которым автомобиль способен учитывать свое взаимное расположение с другими авто, изменения естественного освещения, "понимает" тени деревьев и мостов. (5)

Беспилотный внедорожник Chevrolet Tahoe

Создан в "лабораториях" General Motors. Работа велась, само собой, ещё до кризиса. Успешные результаты тестирования этого автомобиля позволяли компании делать громкие заявления о том, что к 2018 г. беспилотный Tahoe запустят в серию. Теперь другие времена: вопрос производства не только этого, но и остальных прогрессивных моделей концерна GM находится под вопросом. Но "джиэмовский" автомобиль-робот стоит того, чтобы рассказать о нем подробнее.

Похожие страницы:

Военно-промышленный комплекс СССР в 1920–1950-е годы: темпы экономического роста, структура, организация производства и управление

. г. начали создавать образцы реактивной беспилотной авиационной техники. Под руководством . 1953 году. Наряду с реактивными беспилотными самолетами Фау-1, являвшимися прообразами . выше данных не относятся средства автотранспорта и так называемая «фондируемая .

Комплексная эколого-геохимическая оценка урболандшафтов Волгоградской агломерации

Лекции по Транспорту (1)

. областях страны созданы производственные объединения автотранспорта (облавтотрансел) ЖД- объединяет . управления: -пилотируемый летчиком -беспилотный КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕРТОЛЕТОВ По грузоподьемности: . состава Координацию работы автотранспорта с другими видами .

Страхование гражданской ответственности перевозчика (1)

. ответственности. страхование гражданской ответственности владельцев автотранспорта. страхование гражданской ответственности перевозчика. страхование . и планеры и аэростаты, воздушные шары, авиамодели и беспилотные аппараты, а также судна на воздушной .

Обзор экономики Чехии

. со стандартами НАТО; - разработку беспилотных летательных аппаратов; - выпуск и . на маршрутах движения международного автотранспорта. Чешское законодательство сегодня . пользование автодорогами грузовым автотранспортом грузоподъемностью свыше 12 тонн .


С каждым днём к нам приближается недалекое и так отчетливо видимое электронное будущее, которое принесет нам массу нововведений. Уже сегодня мы можем наблюдать за рождением новых, ярких идей и технологий. Одной из наиболее интересных, перспективных и массовых технологий является идея создания беспилотного автотранспорта.

В этой работе мы узнаем об основных причинах и целях создания и развития этой технологии, что она обещает дать человечеству, какие негативные факторы может устранить отсутствие человеческого фактора

В наше время развитие беспилотного автотранспорта разделилось на 3 основных направления:

  • потребительское (личное авто, такси, городская автотранспортная сеть);
  • промышленное (специализированная техника);
  • военное (боевые машины различного спектра задач).

В данный момент развитие беспилотного транспорта идет по всем перечисленным направлениям. Однако, именно развитие потребительского беспилотного автотранспорта является основной задачей для общества. Давайте постараемся выяснить, почему именно это направление заслуживает особого внимания. Также сравним, какая конкретная модель добилась более наглядных результатов, вне зависимости от направления развития и цели использования.

Доверили бы вы свою жизнь беспилотному автомобилю?

Беспилотные автомобили

Беспилотный автомобиль (также, робомобиль) — транспортное средство, оборудованное системой автоматического управления, которое может передвигаться без участия человека.

Обычно устанавливаемые датчики:

  • LIDAR — дальномер оптического распознавания;
  • Система стереозрения;
  • Система глобального позиционирования (GPS, Глонасс);
  • Гиростабилизатор.

Программное обеспечение беспилотного автомобиля может включать машинное зрение и нейросети.

Некоторые системы полагаются на инфраструктурные системы (например, встроенные в дорогу или около неё), но более продвинутые технологии позволяют имитировать присутствие человека на уровне принятия решений о изменении положения руля и скорости, благодаря набору камер, сенсоров, радаров и систем спутниковой навигации.

Причины и цели создания беспилотных автомобилей

Развитие беспилотного автотранспорта для общества должно быть приоритетной задачей для человечества.

Создание Беспилотного автотранспорта в потребительской сфере:

  1. Исключит злоупотребление скоростью:
    • Скорость – основной фактор риска дорожно-транспортного травматизма в большинстве стран. Молодые водители-мужчины особенно склонны не соблюдать соответствующий скоростной режим. Снижение средней скорости на 1 км/час приводит к уменьшению числа аварий со смертельным исходом на 4–5%. Снижение скорости движения транспорта также является защитным фактором для пешеходов.
  2. Исключит вождение в нетрезвом состоянии:
    • Автомобиль не позволит человеку сесть за руль самому, если тот находится в нетрезвом виде. Употребление алкоголя за рулем повышает как вероятность аварии, так и тяжесть травм. Вероятность попадания в аварию у мужчин-водителей подросткового возраста как минимум в пять раз выше, чем у водителей в возрасте 30 лет и старше при всех уровнях алкоголя в крови, превышающих нулевой.
  3. Поможет Службам неотложной помощи и поможет сократить объем и количество пробок в мегаполисах:
    • Машины научаться общаться друг c другом. Многие жертвы дорожных аварий умирают до поступления в больницу из-за невозможности вовремя доехать до больного или довести его до больницы. Улучшение работы служб неотложной помощи, начиная с места происшествия до медицинского учреждения, повышает шансы на выживание тех, кто попал в дорожно-транспортную аварию, и позволит избежать длительного лечения травм и инвалидности.

Преимущества и недостатки беспилотных автомобилей

  • кардинальная минимизация ДТП и практически полное исключение человеческих жертв (по крайней мере, среди пассажиров находящихся внутри автомобиля), отсюда значительное снижение расходов на страхование и медицину быстрого реагирования;
  • снижение стоимости транспортировки грузов и людей за счёт экономии на заработной плате и времени отдыха водителей, а также экономии топлива;
  • повышение эффективности использования дорог за счёт централизованного управления транспортным потоком;
  • снижение потребности в индивидуальных автомобилях за счет развития систем типа каршеринга;
  • повышение пропускной способности дорог за счёт сужения ширины дорожных полос (в более отдаленной перспективе).
  • появляется возможность самостоятельно перемещаться на роботизированном автомобиле для людей без водительских прав, возможно, включая несовершеннолетних;
  • экономия времени, ныне затрачиваемого на управление ТС, позволяет заняться более важными делами (например приступить к работе за компьютером уже во время поездки в автомобиле) или отдохнуть.

Прочие преимущества:

  • перевозка грузов в опасных зонах, во время природных и техногенных катастроф или военных действий;
  • в более отдалённой перспективе снижение глобальной экологической нагрузки как за счет количественной оптимизации парка автомобилей, так и за счет более широкого использования для их передвижения альтернативных видов энергии.
  • Ответственность за нанесение ущерба (зависит от режима вождения) ;
  • Утрата возможности самостоятельного вождения автомобиля. Возможно для любителей непосредственного вождения автомобиля будут выделяться специальные дороги с дополнительными мерами по обеспечению безопасности по типу нынешних автомотогоночных трасс, но отделённые от общей сети дорог для передвижения автономных автомобилей;
  • Ненадёжность ПО, уязвимого, в том числе, к взлому и слежке;
  • Потеря приватности ;
  • Минирование беспилотных автомобилей ;
  • Потеря рабочих мест людьми, чья работа связана с вождением транспортных средств ;
  • Отсутствие опыта вождения у водителей в критической ситуации ;
  • Этический вопрос о наиболее приемлемом числе жертв, аналогичный проблеме вагонетки, стоящий перед компьютером автомобиля при неизбежном столкновении .

Хронологическая лента

Заключение

Итак, представим себе недалекое будущее: закончив работу, вы подходите к автомобилю, нажимаете кнопку и, сообщив адрес пункта назначения, спокойно начинаете заниматься своими делами — читаете книжку, смотрите фильм или же просто хотите немного вздремнуть. Заманчиво, не правда ли? Особенно если предстоит пробираться с черепашьей скоростью по вечерним пробкам.

В это же время, где в другом месте идет работа в карьере, в опасном для человека месте. Здесь 24 часа в сутки и семь дней в неделю беспилотный самосвал показывает едва ли не вдвое большую производительность в сравнении с прошлыми (машины нашего времени) аналогичными машиной, управляемой людьми.

Таким образом, развитее беспилотного автотранспорта поможет уменьшить те страшные цифры жертв погибших и получивших травмы в автокатастрофах.

Увеличит добычу сырья на предприятиях, исключив вынужденный труд человека во вредных для организма условиях. Все это приведёт к увеличению гуманизации уровня жизни.

Остается только понять, какую роль в мире будущего станут играть сотрудники ГИБДД, ведь очевидно, что штрафовать роботов, правила дорожного движения, которого прошиты еще на заводе, будет просто не за что. А вот автожурналистам придется основательно подумать над форматом тест-драйвов будущего.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Министерство науки и образования РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Кафедра "Автоматизированные системы управления и информационные технологии" Реферат

по теме "Беспилотный автотранспорт" Москва 2009

1. Описание базовой технологии

2. Описание конкурирующих технологий

3. Сравнительная таблица

Выводы по сравнительной таблицы

Введение С каждым днём к нам приближается недалекое и так отчетливо видимое электронное будущее, которое принесет нам массу нововведений. Уже сегодня мы можем наблюдать за рождением новых, ярких идей и технологий. Одной из наиболее интересных, перспективных и массовых технологий является идея создания беспилотного автотранспорта.

В этой работе мы узнаем об основных причинах и целях создания и развития этой технологии, что она обещает дать человечеству, какие негативные факторы может устранить отсутствие человеческого фактора

На казалось бы сложный и объемный вопрос, с чего зародилась сама идея, история даёт достаточно простой ответ - все началось с тормозов. Первой "атакой" автомобильных конструкторов на водительские амбиции стало массовое применение антиблокировочной системы тормозов ABS. Создатели системы посчитали, что человек за рулем не способен справляться с блокировкой колес настолько эффективно, как это делает электроника. И, если первые подобные системы были несовершенны, то сейчас электроника намного эффективнее человека и уже никто не спорит о пользе ABS. Разобравшись с тормозами, конструкторы взялись за двигатель. Сначала на автомобилях появились антипробуксовочные системы, которые способны "сдерживать" мотор, если его мощность избыточна и приводит к пробуксовке ведущих колес. Затем появилась система стабилизации ESP, которой "подчиняются" не только двигатель, но и тормоза. В результате, ESP смогла самостоятельно бороться со сносами и заносами, выборочно подтормаживая колеса и регулируя тягу двигателя. Вскоре, разработчики электронных систем безопасности добрались до рулевого управления. Оказалось, что "рулить" автоматика тоже может лучше человека. Например, система VDIM, способна доворачивать руль на несколько градусов, если того требует дорожная ситуация. Проще говоря, водитель-человек не способен провести автомобиль между конусами по идеальной траектории. Он не может воспроизвести один и тот же маневр с абсолютной точностью и т.д.

В наше время развитие беспилотного автотранспорта разделилось на 3 основных направления:

-потребительское (личное авто, такси, городская авто транспортная сеть)

-промышленное (специализированная техника)

-военное (боевые машины различного спектра задач)

В данный момент развитие беспилотного транспорта идет по всем перечисленным направлениям. Однако именно развитие потребительского беспилотного автотранспорта является основной задачей для общества. Давайте постараемся выяснить, почему именно это направление заслуживает особого внимания. Также сравним, какая конкретная модель добилась более наглядных результатов, вне зависимости от направления развития и цели использования. 1. Описание

Читайте также: