Порше тества V2X комуникация с двеста
Комуникацията V2X (vehicle-to-everything) значи, че вашият автомобил може да приказва с други коли или с съвсем всичко друго, да вземем за пример със светофарите. Това би могло да бъде голямо усъвършенстване на сигурността, защото безусловно може да предотврати конфликтите на колите един в различен.
Но V2X изисква достъп до wi-fi мрежа и Porsche тества системата на равнище, което не сме виждали до момента. То желае да види по какъв начин скоростта на автомобила въздейства на честотната лента. То откри, че до 100 км/ч скоростта на предаване на данни остава много непрекъсната, като скоростта на качване е 150 мегабита в секунда.
При скорост от 200 км/ч скоростта на качване спада до 120 мегабита в секунда. И едвам при „ доста по-високи скорости “ скоростта в действителност понижава, само че съгласно Porsche скоростта на качване към момента е задоволителна за V2X връзка – 90 мегабита в секунда. Това значи, че V2X би трябвало да работи добре, когато обстановката е „ pedal to the metal “ и се движите по аутобана или си се движите по Тракия, само че си мислите, че сте на Аутобана.
Автомобилите на бъдещето ще споделят между тях и с околната среда. Тази връзка сред транспортните средства оказва помощ да се предотвратят катастрофи и тапи и да се реализира прогрес в самостоятелното шофиране.
Ето за какво Porsche Engineering създава V2X функционалности, подготвени за серийно произвеждане, само че към този момент работи върху функционалностите на бъдещето, основани на изкуствен интелект.
Ето и един образец
Препятствието се намира директно след завоя: огромен клон, който препречва пътя. Предната камера открива трудността, а обвързваният с нея логаритъм за оценка задейства алармата. Той класифицира клона като заплаха и стартира прекъсване.
В същото време рапортува позицията и типа на трудността на заоблачен сървър, като употребява мобилната мрежа. Другите водачи, които също се доближават към рисковата зона, към този момент виждат предупредителното известие „ Препятствие “ на таблото си, в това число дистанцията до клона на пътното платно. Това им дава опция да се приготвят за заплахата доста по-рано.
Предполага се, че този сюжет скоро ще стане действителност, защото връзката сред транспортните средства (Vehicle-to-X, V2X) напредва с бързи темпове. Само след няколко години транспортните средства би трябвало да поддържат непрекъсната връзка между тях и със заобикалящата ги среда. Тогава те ще могат да обменят информация със смарт телефоните на пешеходците или с набор от светофари.
Предполага се, че V2X ще спомогне за попречване на катастрофи, възстановяване на придвижването и повишение на успеваемостта на усъвършенстваните системи за подкрепяне на лидера (ADAS).
Разработване: Car Data Box е създаден от екип, управителен от Адриан Тимиш (отпред) и Думитру Котец (отзад) в инженерните обекти на Porsche в Клуж-Напока и Тимишоара, Румъния.
„ Автомобилът на бъдещето ще употребява освен личната си сензорна технология, само че и сензорните системи на другите участници в придвижването “, изяснява Паскуал Бьомсдорф, началник на плана за функционалността V2X в Porsche Engineering.
„ Това прави V2X значима стъпка напред по пътя към изцяло самостоятелно шофиране. “ Понастоящем Китай е пионер във връзка с V2X.
В мегаполиса Уси доста светофари са свързани с център за ръководство на трафика, който оповестява на водачите по кое време следва идната серия от зелени светлини.
Нещо повече, в метрополиса се тества свързването в мрежа на участниците в придвижването: Ако бордовите датчици на транспортното средство записват да вземем за пример, че пътната настилка е хлъзгава, то може да изпрати тази информация до централен сървър, който да я съобщи на други транспортни средства.
Porsche Engineering също към този момент организира интензивни проби в действителни условия с технологията V2X в развойния си център в Антинг покрай Шанхай.
Голям брой нови функционалности
Новата технология, която се употребява и в тези елементи, може да направи вероятни огромен брой потребни функционалности: по този начин да вземем за пример функционалността за информиране на светофарите в действително време може да бъде обвързвана с отдалечения круиз надзор и по този метод да трансформира скоростта, тъй че лидерът да би трябвало да чака на светофарите допустимо най-кратко време и по този метод да може да кара по-ефективно.
Възможно е и цифрово разширение на предупредителния триъгълник: Ако транспортното средство спре с включени спешни светлини, околните участници в придвижването ще бъдат осведомени посредством директна връзка на къси дистанции.
Предупреждението за заплаха би могло да се препрати към централен сървър, тъй че да се обезпечи достъп и на участници в придвижването, които не са в непосредствена непосредственост.
По принцип има две механически концепции, които се употребяват за свързване на транспортните средства. Едната е стандартът 802.11p, който е вид на Wi-Fi. Той разрешава на транспортните средства да споделят непосредствено между тях. Ако те се намират на повече от 200-300 метра едно от друго, са нужни крайпътни устройства (RSU) по пътя, които да предават сигналите.
Инсталирането на тези маршрутизатори е скъпо, само че освен това състояние Wi-Fi се смята за изцяло развита технология. Вторият вид е да се употребява съществуващата клетъчна мрежа. Съответният стандарт се назовава C-V2X (буквата „ C “ значи „ клетъчна “).
Първоначално той се основаваше на клетъчния стандарт 4G/LTE и всички данни трябваше да се изпращат благодарение на базова станция. Най-новата версия, основана на 5G, разрешава и директна връзка сред транспортните средства (с помощта на така наречен sidelink/PC5 интерфейс).
Първоначално Европа и Съединени американски щати бяха избрали стандарта 802.11p, само че преди две години американският регулатор FCC изтегли нужните радиочестоти от стандарта. От своя страна Китай напредва в построяването на мрежи, основани на 5G: До 2025 година се чака всеки втори нов автомобил в Народната република да бъде непрекъснато онлайн.
„ Автомобилът на бъдещето ще употребява освен личната си сензорна технология, само че и сензорните системи на другите участници в придвижването. “
Паскуал Бьомсдорф, началник на плана V2X Functions в Porsche Engineering
„ Ето за какво допускам, че за V2X ще доминира система, основана на мобилни връзки “, споделя Томас Преч, старши управител „ Свързаност “ в Porsche Engineering.
Внедряването на нова функционалност V2X стартира с създаването на програмен продукт. В случая с предизвестието за трудности, което беше разказано при започване на тази публикация, това включва потреблението на изкуствен интелект (AI): Невронна мрежа се образова посредством записи на действителни пътни обстановки, с цел да може да разпознава и класифицира трудностите – и това продължава, до момента в който не може да разграничи действителните рискове (например пешеходци или клони) от безобидните обекти (листа, найлонови торбички) със стопроцентова сигурност.
Тъй като постоянно има малко действителен образователен материал, изключително за рисковите обстановки, той се добавя със синтетични данни.
„ Ние виртуално променяме действителната обстановка на шофиране “, изяснява доктор Йоахим Шапер, старши управител „ ИИ и огромни данни “ в Porsche Engineering. Инструментът, който се употребява за това, се назовава PEVATeC (Porsche Engineering Virtual ADAS Testing Center).
Той възпроизвежда тъкмо физическата среда – освен забележимата околна среда с пътища и транспортни средства, само че и данните от датчиците, които биха били налични в рейса на автомобила в съответната обстановка. Това дава опция да се премине през рисковата обстановка „ клон на пътното платно “ в безчет разновидности: с отблясъците на слънцето на назад във времето, когато е мрачно или когато вали мощен дъжд. В последна сметка ИИ би трябвало да класифицира обекта вярно при всички условия.
Многостепенни ограничения за противопоставяне
След образованието инженерите копират невронната мрежа в съставния елемент, наименуван Car Data Box. Този развоен компютър, който е създаден в инженерната база на Porsche в Клуж-Напока и Тимишоара, Румъния, се конфигурира в тестовия автомобил и може да започва всяка ADAS стратегия. CDB употребява невронната мрежа за оценка на действителните данни от камерата и датчиците за предизвестие за трудности.
Специален логаритъм дефинира дали даден обект надвишава прага на заплаха и инициира контрамерки в сходство с многостепенна система: От нормално известие на таблото до звуков сигнален сигнал или, най-после, самостоятелно прекъсване.
5G в Нардо
На последния стадий функционалността се тества в действителни условия. Техническият център в Нардо (NTC) предлага идеални условия за това, защото целият терен от 700 хектара е оборудван с частна 5G мрежа.
Именно там инженерите могат да ревизират дали един път издадено предупредително известие надеждно доближава до получателите си и в действителни условия. „ Връзката сред скоростта на автомобила и пропускателната дарба на данните е от решаващо значение в този случай “, изяснява Луиджи Мацарела, специалист по телекомуникации в NTC.
През лятото на 2022 година инженерите тестват какъв брой бързо се популяризират данните при висока скорост на придвижване. Няколко автомобила вършат обиколки на 12,6-километровата високоскоростна писта, до момента в който техните Car Data Boxes изпращаха данни.
Резултатът: при скорост до 100 км/ч скоростта на предаване на данни остава съвсем непрекъсната – 1 гигабит в секунда за евакуиране и към 150 мегабита в секунда за качване.
При скорости над 200 км/ч скоростта на качване леко понижава до 120 мегабита в секунда, до момента в който скоростта на приемане не се трансформира. Пропускателната дарба понижава единствено при доста по-високи скорости, само че въпреки всичко остава задоволителна – 90 мегабита в секунда за качване на данни.
Тестовете демонстрираха, че както широчината на честотната лента, по този начин и закъснението в мрежата 5G са задоволителни за автомобилни приложения. Прехвърлянето, т.е. прекосяването от една базова станция към идната, също беше интензивно тествано.
При по-ранните генерации безжични мрежи връзката можеше да се прекъсне, само че 5G подсигурява, че предаването е надеждно даже при високи скорости. За създаването на функционалностите V2X експертите от Porsche Engineering към този момент не би трябвало да пътуват до тестовата писта в Апулия.
Актуалната версия на Car Data Box е оборудвана с 5G модул, който дава опция за отдалечено инсталиране на тестови стратегии.
„ Ние променяме действителната обстановка на шофиране виртуално. “Д-р Йоахим Шапер, старши управител AI и Big Data в Porsche Engineering
След или по време на тестовото шофиране Car Data Box употребява 5G, с цел да изпрати всички данни назад към облака, където те могат да бъдат оценени и обогатени.
„ По този метод шофирането, от една страна, и оценката и внедряването, от друга, са самостоятелни от времето и местоположението “, споделя Шапер одобрително.
Отдалеченият достъп ще разреши на новите функционалности – в това число тези за обвързваното шофиране – в бъдеще безусловно да стигнат по-бързо до пътя.
Кутията за данни на автомобила
Car Data Box (CDB) е развоен компютър, обвързван с шината за данни и сензорната технология на тестовия автомобил. Той е идеално подобаващ за внедряване на нови системи за подкрепяне на лидера, за които общоприетите ECU не са задоволително мощни.
Ядрото на CDB е графичен процесор (GPU) на производителя NVIDIA, който е изключително добър в приложенията за машинно образование.
Тестовият компютър е план, реализиран от инженеринговите центрове на Porsche в Клуж-Напока и Тимишоара (Румъния), които създават и нужния програмен продукт. Инженерите от местоположението в Прага отговаряха за хардуерната страна на нещата. Първата версия на CDB е показана през юни 2020 година и от този момент тя е в развой на непрестанно развиване. От 2021 година да вземем за пример модул 5G усъвършенства връзката с облака.
Интегрирането на роботизираната операционна система (ROS) също улеснява работата по създаването: ROS преобразува данните от камери, радарни или лидарни датчици във формат, който не зависи от съответната технология.
Например, в случай че в изпитвателния автомобил се конфигурира нова камера с по-висока разграничителна дарба, съществуващите логаритми за оценка могат да продължат да се употребяват. Така отпада нуждата от нова разработка.
Заключение
Само след няколко години транспортните средства би трябвало да останат в непрекъснат контакт между тях и със заобикалящата ги среда (V2X). За създаване на функционалностите V2X Porsche Engineering употребява виртуални способи за разработка, които дават опция за проиграване на обстановки в безчет разновидности. Важен инструмент за разработка тук е Car Data Box, който може да извършва всяка функционалност V2X. Тестовете се организират и в 5G мрежата в NTC, която е основана особено за тази цел.
