Inteligentne technologie komunikacji samochodowej pomagają w harmonizacji systemów jazdy autonomicznej
Wypadki drogowe i zatory komunikacyjne to poważne problemy dotyczących wszystkich światowych systemów transportowych. Każdego roku w wypadkach drogowych traci życie ponad milion osób. Ponadto transport drogowy znacząco przyczynia się do zmiany klimatu, zanieczyszczenia środowiska i spadku produktywności. Pojazdy połączone i autonomiczne (CAV) mają ogromny potencjał w zakresie poprawy bezpieczeństwa i efektywności transportu drogowego, nie są jednak pozbawione wad. Zespół projektu COSAFE, finansowanego ze środków programu działań „Maria Skłodowska-Curie”, zaproponował innowacyjne rozwiązanie w postaci współpracujących ze sobą pojazdów autonomicznych. „Nasze podejście wykorzystuje komunikację samochodową i technologie jazdy autonomicznej do współdzielenia zasobów i współpracy w celu sprostania wyzwaniom związanym z transportem drogowym przy jednoczesnej poprawie bezpieczeństwa i efektywności na drogach”, mówi Jianhua He, koordynator projektu i profesor na Uniwersytecie w Essex. Projekt był realizowany przez międzynarodowe konsorcjum zrzeszające wiodące instytucje akademickie, wybitnych partnerów przemysłowych i decydentów. Wspólnie połączyli oni siły, aby opracować innowacyjne technologie i zastosowania CAV, w oparciu o nowatorskie systemy komunikacji pojazdów i współdzielenie zasobów. „COSAFE to jeden z pierwszych projektów badawczych skupiających się na nowatorskich technologiach i zastosowaniach CAV”, podkreśla He. Jak twierdzi He, zaproponowane systematyczne, wielowarstwowe podejście do projektowania umożliwiło zespołowi sprostanie złożonym wyzwaniom w terenie.
Wykorzystać synergię między pojazdami i ich otoczeniem
Ważnym elementem działań COSAFE była koncepcja systemów kooperatywnego wykrywania i przetwarzania (CSC), czyli takich, które utrzymują wysoką wydajność percepcji poprzez efektywne wykorzystanie zasobów. Te współdzielone zasoby i dane o otoczeniu gromadzone w czasie rzeczywistym pozwalają każdemu pojazdowi podejmować bardziej świadome decyzje. System CSC wykorzystuje innowacje z warstw bazowych, takich jak zaawansowana komunikacja typu vehicle-to-everything (V2X), przetwarzanie brzegowe, inteligentne zarządzanie zasobami itp. Współdzielenie zasobów obejmuje różne elementy, w tym pojazdy i infrastrukturę przydrożną, które współpracują ze sobą w celu wykorzystania zasobów, takich jak dane, przepustowość sieci i miejsce na drodze. „Dzięki wykorzystaniu tego efektu synergii system COSAFE zapewnia bezpieczne i efektywne środowisko jazdy odznaczające się lepszą percepcją i koordynacją. Nie tylko optymalizuje on wykorzystanie wspólnych zasobów, ale także zapewnia bezpieczeństwo na drodze i efektywność ruchu za sprawą zaawansowanych mechanizmów komunikacyjnych i obliczeniowych”, dowodzi He. Dzięki powiązaniu pojazdów i infrastruktury transportowej z rozległą siecią połączonych ze sobą czujników i komputerów, zasoby te – pod warunkiem skutecznego wykorzystania przez współpracujące inteligentne pojazdy – mogą znacznie poprawić bezpieczeństwo i efektywność na drogach. Współpraca ta umożliwia dzielenie się istotnymi informacjami, np. dotyczącymi torów jazdy, poruszających się obiektów w obszarach przeznaczonych do jazdy, semantyki sceny (sygnalizacja świetlna, znaki i oznakowanie drogowe) oraz różnych manewrów jazdy, takich jak skręcanie i ustępowanie pierwszeństwa. Połączone inteligentne pojazdy zyskują całościowy ogląd otoczenia, co poprawia bezpieczeństwo transportu.
Technologie komunikacyjne nowej generacji w pojazdach autonomicznych
Zespół opracował model kanału milimetrowego 5G na potrzeby technologii V2X i algorytmów transmisji. Zbadał też szerokopasmową detekcję widma w celu umożliwienia dynamicznego dostępu do radio (zasoby częstotliwości „white space”), co dodatkowo zwiększa przepustowość i niezawodność komunikacji. Przeanalizowano techniki komunikacji za pomocą światła widzialnego jako rozwiązanie do bezpiecznej koordynacji ruchu pojazdów autonomicznych na rondach. W efekcie zespół zaprezentował ekonomiczne, elastyczne i skalowalne stanowisko testowe, które wykorzystuje radio programowalne i dedykowaną komunikację krótkiego zasięgu do komunikacji między pojazdami. „Proponowane technologie w zakresie komunikacji komórkowej, obliczeń brzegowych i inteligencji oraz percepcji opartej na współpracy mają bezpośredni wpływ na jazdę autonomiczną, inteligentne miasta, internet rzeczy i szerszą społeczność naukową. Ponadto mogę mieć istotne implikacje dla komunikacji naukowej, transportu, ekonomii i społeczeństwa”, dodaje He.
Słowa kluczowe
COSAFE, współdzielenie zasobów, połączone pojazdy autonomiczne, V2X, bezpieczeństwo drogowe, radio programowalne, vehicle-to-everything