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激光雷達不但使用與無人駕駛 還可解決交通堵塞

星之球科技 來源:西門子2016-12-22 我要評論(0 )   

西門子與英飛凌聯(lián)合開發(fā)的雷達技術將應用于德國交通最繁忙的高速公路之一以增強道路安全、改善交通狀況。同時,自主駕駛汽車的使用也將輔助這項技術的應用。 在一個陽光...

西門子與英飛凌聯(lián)合開發(fā)的雷達技術將應用于德國交通最繁忙的高速公路之一以增強道路安全、改善交通狀況。同時,自主駕駛汽車的使用也將輔助這項技術的應用。
在一個陽光明媚的周五下午,連接慕尼黑與紐倫堡的A9高速公路上,朝南行駛的車流緩慢地移動著。暑期剛剛拉開帷幕,整個德國的人似乎都涌向了地中海。然而,細心觀察便能發(fā)現(xiàn)在這條高速路上,五顏六色的汽車排成長龍,井然有序地向前行駛。所有汽車都與前車保持安全距離,行車速度平穩(wěn),也沒有任何一輛車做出任何危險的超車行為。
 
實際上,這是一幅未來圖景,但在2025年之前,它將可能化為現(xiàn)實。那時,幾乎所有汽車都將配備激光掃描器、攝像頭、雷達以及超聲傳感器——這些裝置讓自主駕駛成為可能。在交通擁堵的情況下,自動駕駛系統(tǒng)將代替駕駛員控制汽車行進。這些汽車可相互協(xié)調,并通過路邊的WiFi信號塔接收信號以在聯(lián)網后配合交通指揮中心的指令行動。
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在巴伐利亞州普法芬霍芬附近的A9高速公路上,一位試駕員在駕駛過程中以無線與另一輛車進行通信。擋風玻璃上的平板電腦指示駕駛員不要變更車道。
高速路上間隔部署的雷達傳感器已確定超過100公里內的應急車道都空無一車。前方沒有任何故障車、事故車,也沒有救護車、拖車或警車。這種情況下,交通指揮中心將允許汽車駛入應急車道。三分之一以上的車流正在其車載計算機的引導下,平穩(wěn)駛入應急車道,車輛流通將因此漸漸加快。

高速公路上的自動駕駛儀
 
專家認為,汽車行業(yè)即將發(fā)生天翻地覆的轉變。早已投入使用的汽車輔助系統(tǒng)正是這一轉變的先兆——比如ABS防抱死制動系統(tǒng)、接近巡航控制、自動泊車輔助和防撞系統(tǒng)等。現(xiàn)在,世界各地的汽車制造商都在設法將這些輔助系統(tǒng)合為一體,打造能夠自動駕駛的汽車。與此同時,交通規(guī)劃師打算開發(fā)一系列智能道路基礎設施,這不僅能夠響應汽車請求,為汽車指明前路,而且可以主動與汽車通信。這種緊密協(xié)作的關系使得汽車及相關基礎設施在開發(fā)初始就必須考慮到如何實現(xiàn)實時交互。
2015年,全球首個“數(shù)字化高速公路測試場”在巴伐利亞州A9高速公路上建成。
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德國聯(lián)邦交通部部長Alexander Dobrindt(左)和德國汽車工業(yè)協(xié)會(VDA)主席Matthias Wissmann出席數(shù)字化高速公路測試場創(chuàng)新章程的簽字儀式。
 
為此,2015年,德國聯(lián)邦交通與數(shù)字化基礎設施部(BMVI)在巴伐利亞州A9高速公路上建成了全球首個“數(shù)字化高速公路測試場”。這段高速路成為了在現(xiàn)實條件下測試自動駕駛情況下互聯(lián)交通的實驗室。BMVI選擇在高速公路而不是城市中做這些試驗主要有幾點考慮。首先,高速公路自成一體、井然有序。道路無交叉,車輛行駛方向一致。此外,高速公路上通常不會有騎車人和行人,避免了危險情況的發(fā)生。通過與汽車制造商及其他工業(yè)企業(yè)合作,BMVI在測試路段上部署了一系列數(shù)字化系統(tǒng),以積極引入和測試各種汽車—基礎設施(V2I)和汽車—汽車(V2V)通信功能。
 
約50家企業(yè)對在這條路段上測試新技術感興趣,并且現(xiàn)在已有若干項目正在進行中。其中一個項目涉及汽車自動駕駛儀。在這個項目中,奧迪、奔馳和寶馬等公司提供的測試車輛已使用車載計算機在A9高速公路的擁擠車流中規(guī)劃路線。這段高速路的通信網絡也在接受測試。由諾基亞網絡公司針對德國電信公司運營的LTE無線通信系統(tǒng)所開發(fā)的系統(tǒng)將確保汽車之間能夠完成信息交換。目前,一些公司正在測試這個系統(tǒng)能否在A9高速公路上的汽車試圖進行危險超車時,及時向其發(fā)出警報。此外,由弗勞恩霍夫通信系統(tǒng)研究所與汽車零部件供應商大陸集團共同開發(fā)的技術將允許前車在預備制動時向后車發(fā)出警示——信息甚至可以在剎車燈亮起前就傳達出去。所有這些聯(lián)網特性旨在為汽車駕乘人員提供替代路線并提前發(fā)出危險警示。從這個意義上來看,數(shù)字化高速公路測試場將為新交通模式的開辟做出貢獻,汽車也將成為家庭和辦公室之后的第三個生活中心點。
 
引導汽車駛入安全之地
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據(jù)德國汽車協(xié)會(ADAC)稱,如果2015年德國報告的所有交通擁堵路段連接起來,總長可以繞地球28圈。
西門子積極投入到全新交通方式的建立中。西門子交通集團攜手汽車雷達系統(tǒng)領先提供商英飛凌,研發(fā)出了一款新的雷達技術。這些雷達均使用由英飛凌77 GHz微芯片控制的傳感器。自2015年9月以來,西門子已成功在柏林對汽車—基礎設施通信系統(tǒng)的初步研究成果進行了測試。該系統(tǒng)攜帶的雷達傳感器能夠識別空車位,并通過應

用軟件給駕駛員發(fā)送信息。
 
現(xiàn)在,研究人員正在進一步開發(fā)這項技術以應用于高速公路。雷達傳感器將安裝在隔離欄、反光標志牌桿、柱子和路標塔架上。這些傳感器經專門設計,可以監(jiān)測并改善交通狀況,防止事故發(fā)生。很快,這一系統(tǒng)便能通過預警前方突發(fā)道路擁擠、路怒、逆流行駛和動物闖入行車道等情況,提升道路安全性。它們也可以通過監(jiān)測交通密度以提高道路安全。然而,系統(tǒng)需要先確定應急車道是否空無一車,然后將這一信息發(fā)送給交通指揮中心和聯(lián)網車輛。如果應急車道上有其它汽車或物體,交通指揮中心將立即得到通知,并能采取適當舉措。除此以外,這項技術可以在交通嚴重擁堵時幫忙辟出一條額外車道——A9高速公路已借助電子道路指示牌實現(xiàn)了該項功能。
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Marcus Zwick是西門子交通集團的技術孵化負責人。
 
如有必要,雷達傳感器還可以即時引導汽車駛入應急車道內的緊急停車帶。比如,當汽車的傳感器系統(tǒng)發(fā)生故障時,雷達傳感器可以引導汽車駛入安全地帶,而無需緊急制動。與此同時,傳感器將發(fā)送信號,警告其他車輛保持安全距離。這一功能可以避免故障車對交通流造成干擾。
 
當然,如今的汽車已經配備多項傳感器技術。“但在未來,系統(tǒng)將普遍智能化,”西門子交通集團的技術孵化負責人Marcus Zwick這樣解釋道。汽車及相關基礎設施的數(shù)據(jù)融合將為路況預測和采取恰當應對措施創(chuàng)造條件,從而避免交通堵塞和各種潛在危險。沿高速公路部署的雷達傳感器就像一條項鏈上的珍珠,帶來了諸多益處。首先,它們可以輕松地安裝到現(xiàn)有隔離欄、柱子或道路指示牌桿上。其次,它們不記錄圖像,因而避免了潛在的隱私問題。另外一大優(yōu)勢是,雷達傳感器不受諸如雨、雪或霧等天氣狀況的影響。待項目完成后,西門子和英飛凌將以開源的形式發(fā)布所有測試數(shù)據(jù)。Zwick表示:“此舉意在讓汽車行業(yè)、數(shù)字領域和科學界的創(chuàng)新人才使用在這個項目中產生的數(shù)據(jù)來研發(fā)出更多創(chuàng)新交通解決方案。”

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激光雷達無人駕駛傳感器技術
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