🧛🏼 🐮 🏬 السيارات المستقلة: مجموعة من التقنيات 🖕 ⚱️ 🌌

صناعة المركبات بدون طيار في مستوى من النضج مقارنة بصناعة السيارات التقليدية قبل 100 عام. أنتج هنري فورد في مصنع موديل T ليس فقط السيارة نفسها ، ولكن أيضًا العجلات ، بالإضافة إلى معظم المكونات والأجزاء الأخرى من إنتاجها الخاص. بعد مرور مائة عام ، يوفر العديد من الموردين الكبار ومئات الموردين الصغار 70٪ من مكونات السيارة النموذجية ، بينما تصنع شركات تصنيع السيارات 30٪ فقط من منتجاتها الخاصة.

نما إجمالي الإيرادات لأكبر 10 شركات فقط إلى 315 مليار دولار في عام 2017 ، واقتربت إيرادات أكبر 100 مورد حول العالم من 800 مليار دولار ، وفقًا لأخبار السيارات. وهذا منطقي: التفاصيل تحت غطاء المحرك لا تسمح عادةً لمصنّع السيارة بتمييزها عن المنافس ، أو بعبارة أخرى ، المستخدم النهائي - أي المالك / المشغل - لا يهتم عادةً أو ، كقاعدة عامة ، لا يلاحظ حتى إذا كان هناك مستشعر رادار نظام التحكم في السرعة التكيفي الذي صنعته Bosch أو Denso أو أي شخص آخر عندما يكون موثوقًا ويعمل.

يستمر الاتجاه في المركبات غير المأهولة بالسير في الاتجاه المعاكس. على سبيل المثال ، قامت شركة Waymo بتصميم وبناء ليدار خاص بها ، واشترت كروز شركة ليدار في عام 2017 ، ومؤخرًا ، استحوذت أورورا أيضًا على شركة ليدار. الأسباب بسيطة. يعتقد الجميع تقريبًا (باستثناء شخص واحد) أن الليدار ضرورية لتطوير نظام القيادة بدون طيار الأكثر أمانًا والأكثر موثوقية. وبعبارة أخرى ، تعتقد الشركات أنها ستحظى بميزة تنافسية إذا كانت ، في رأيها ، أساسية في هذا المجال. من ناحية أخرى ، فإن هذه الميزة على المدى القصير غير مؤكدة للغاية - هناك 70 شركة من هذا القبيل (لا تشمل الصينية) ، وليس من الواضح ما هي التقنيات التي ستسود في غضون عامين. ومرة أخرى ، كونك راكبًا لسيارة أجرة روبو في غضون عامين ،لا أزعج الشركة المصنعة للمكونات الفردية إذا كانت السيارة توفر رحلة آمنة ومريحة إلى الوجهة.

على المدى المتوسط والطويل (الممول بشكل رئيسي من صناديق رأس المال الاستثماري) ستشهد الشركات التي لديها مجموعة كاملة (أي أولئك الذين يحاولون تعظيم جميع المكونات - الأجهزة والبرامج - داخل الشركة) العاملة في مجال المركبات غير المأهولة ، أن ستزداد التكاليف والتعقيد بشكل كبير.

أخبرني مؤسس شركة كاملة الحجم (صغيرة نسبيًا) مؤخرًا أنها "تستطيع إنشاء مجموعة كاملة من تلقاء نفسها لأن سوقها القابلة للتحكم ستكون كبيرة جدًا." لست متأكدًا من أنه يفهم تمامًا اقتصاد هذا الحجم. يجذب السوق الكبير والمربح المزيد من المنافسين ، مما يؤدي في النهاية إلى خفض الأسعار. من الواضح أن المورد الذي يورد المنتجات إلى 10 شركات مصنعة يمكن أن يقدم تكلفة أقل. ومرة أخرى ، هذا هو بالضبط ما أدى إلى حقيقة أن موردي السيارات ساهموا بأكثر من 70 ٪ من تكلفة السيارة التقليدية.

في الآونة الأخيرة ، تطورت الشراكات في مجال القيادة بدون طيار ، والتي لم تكن مرئية من قبل. رفضت فولكس فاجن العقد مع Aurora واستثمرت بدلاً من ذلك في Argo ، وقدمت حتى Argo مع شركتها الفرعية AID غير المأهولة للسيارات كجزء من الصفقة. تنضم BMW و Daimler إلى أقسام تطوير الطائرات بدون طيار ، ويشاع أن أودي ستنضم أيضًا.

نعتقد أن هذه مجرد خطوة وسيطة. في نهاية المطاف ، ستشهد صناعة القيادة بدون طيار نفس التحول. أسميها تحلل مكدس سيارات بدون طيار. المكدس بأكمله كبير للغاية ومعقد للغاية ومكلف للغاية ومكثف للموارد بالنسبة لمعظم الشركات لتطويره بمفرده. وهذا يشمل العديد من التخصصات والمهارات المختلفة.

تتكون مجموعة السيارات غير المأهولة من خمس مجموعات رئيسية: الأجهزة والبرامج الخارجية والبيانات والبرامج الثابتة والمنهجيات المختلفة التي تؤدي معًا إلى تطوير المنتج.

1. مكدس الأجهزة

يتكون مكدس الأجهزة من منصة مركبة ، غالبًا ما تكون قابلة للتخصيص أو قابلة للتخصيص لتطبيق معين ، والذي يحتوي على واجهات للمشغلات ، أي أنظمة النقل والفرامل وأنظمة التوجيه ، بالإضافة إلى الإلكترونيات. بالإضافة إلى ذلك ، تشمل المكونات جهاز (أجهزة) كمبيوتر على متن الطائرة ، ونظام الاتصالات داخل السيارة ، بالإضافة إلى السحابة ، بالإضافة إلى مكونات تسجيل وتخزين البيانات. تتضمن المستشعرات GNSS ، ومستشعرات الحركة ، والليدار ، والرادار ، والكاميرا ، وأحيانًا الموجات فوق الصوتية.

2. البرامج الخارجية

تتضمن البرامج والبيانات الخارجية خرائط (مع طبقات مختلفة ، انظر ، على سبيل المثال ، وثيقة Lancelet 2 للحصول على التفاصيل). يجب إنشاء الخرائط ، والتعليق عليها باستخدام المعلومات الوصفية ، وتحديثها وتوزيعها - أيضًا في أجزاء - مع الحفاظ على الاتساق عبر قاعدة بيانات الخرائط بالكامل. غالبًا ما يتم تشغيل المركبات ذاتية الحكم كجزء من الأسطول ، الأمر الذي يتطلب إدارة الأسطول وتوجيه الأسطول والتشغيل عن بُعد والتشخيص الذاتي والبعيد للمركبات غير المأهولة. تولد مستشعرات مركبة مستقلة ما يصل إلى 64 جيجابايت / ثانية (أو 8 جيجابايت / ثانية ، أو 480 جيجابايت / دقيقة ، أو 28 تيرابايت / ساعة ، أو 560 تيرابايت / يوم ، أو 200 بيتاب / سنة). من الواضح أن الأسطول يخلق العديد من هذا. يجب تسجيل هذه الكمية من البيانات وحفظها والتعليق عليها ،تحليلها وإدارتها. يحتاج مطورو البرمجيات إلى بيئة تطوير برمجيات توفر الإنتاجية. تشمل الأدوات إعادة إنتاج البيانات وتصور البيانات والقدرة على نمذجة البيانات على مستويات مختلفة.

3. المنهجيات

في عملية التطوير ، يتم استخدام منهجيات مختلفة ، بما في ذلك تصميم النظام وتصميم هندسة البرمجيات وتصميم الأجهزة وتصميم التفاعل. يجب تطوير الاختبارات على جميع المستويات ، بما في ذلك وحدة البرنامج والانحدار والتكامل و SIL و HIL واختبارات المركبات. وتشمل الجوانب الأخرى السلامة الوظيفية ، والقواعد ، والتوافق ، والأمن ، والحماية ، والتحقق ، والتحقق من الصحة.

4. البرامج الثابتة

تتكون مجموعة البرامج المضمنة من نظام تشغيل (آمل في الوقت الحقيقي لأنظمة الأمان الحرجة للمهمة ، وليس فقط Linux) ، والذي يتكون في حد ذاته من نواة ومجدول وبرامج تشغيل. على رأس نظام التشغيل (على الأقل في نظام مصمم جيدًا) بنية برمجية تستخلص من العديد من المكونات المذكورة أعلاه ، مثل نظام التشغيل ، وأجهزة الكمبيوتر ، وواجهات اللمس ، وتسجيل البيانات ، والتشغيل ، والتصور ، والبرامج الوسيطة. يجب أن توفر الدعم للأمان والحماية والتشخيص. ROS ، نظام تشغيل الروبوت ، هو في الواقع الإطار القياسي ، ومجموعة ROS 2 من المقالات حول التصميم توفر نظرة عامة أكثر تفصيلاً للمكونات المدرجة في الإطار الآلي. هنا في Apex.AI ، قمنا بتطوير إعلان تجاري ،قريبًا شوكة أمان معتمدة من ROS 2 ، والتي نسميها Apex.OS. في الجزء العلوي من الإطار توجد مكونات خوارزمية. يشير التصور إلى معالجة المعلومات من أجهزة الاستشعار في نموذج بيئي موجز. التوطين هو موقع السيارة بالنسبة للممر والطريق والعالم الموضح على الخرائط. إن فهم المشهد يخترق الفهم الدلالي للعالم المدرك. يتم اتخاذ قرارات القيادة بناءً على عدد من الأهداف واعتمادًا على البيئة ، يتم تخطيط حركة السيارة المطلوبة وإرسالها إلى مشغلات السيارة عبر جهاز التحكم. يتم تنفيذ العديد من هذه المكونات الخوارزمية باستخدام الأساليب الحديثة للذكاء الاصطناعي (AI) ، والتي يمكن أن تحقق دقة مماثلة لتلك البشرية ،ولكن فرض مطالب جديدة على أجزاء كثيرة من المكدس.

5. المنتج

يجب دمج جميع المكونات في المنتج ، والذي يشير هنا إلى التطبيق الذي يتفاعل مع المستخدم / المشغل. تم تكييف التطبيق للاستخدام المقصود ، وتم تكوينه لقدرات المكدس الذي يدعمه ، وتم إصداره. تكامل النظام للعمل المستقل للغاية هو تعاون مع العديد من اللاعبين ، ومع مجموعة جيدة التصميم ، يمكن أن يمر بسرعة بالتعريف والتكوين والاختبار والإصدار.

يُمَكِّن مُمكّن المكدس المعياري والموسّع بنية شائعة. زودتنا ROS ببنية موحدة ومفتوحة وتنفيذ مفتوح المصدر تديره المؤسسة. قمنا بتوسيع نموذج ROS إلى حزمة التطبيقات وأصبحنا مؤخرًا أحد مؤسسي مؤسسة Autoware. تقوم مؤسسة Autoware بتطوير بنية وظيفية للقيادة الذاتية وبناء هذه البنية وتنفيذ مرجع مفتوح المصدر بالكامل. انضمت بالفعل أكثر من 35 شركة ومنظمة إلى مؤسسة Autoware. انضم إلى هذه المجموعة القوية للمساعدة في إنشاء المعيار.

لن يكون Waymo متقدمًا على الجميع إذا كانوا ينتظرون تطوير تحلل المكدس ، لكن هذا عبء رائد. كل من يحاول اللحاق بالركب سيفعل ذلك بشكل أسرع وأرخص ، ويدعم تحلل المكدس ، ويساعد على وضع المعايير واختيار الشركاء المناسبين ، على أمل ألا يستغرق الوصول إلى المستوى التالي من النضج في الصناعة المستقلة 100 سنة.

حول ITELMA

- automotive . 2500 , 650 .

, , . ( 30, ), -, -, - (DSP-) .

, . , , , . , automotive. , , .

اقرأ المزيد من المقالات المفيدة:

السيارات المستقلة: مجموعة من التقنيات

1. مكدس الأجهزة

2. البرامج الخارجية

3. المنهجيات

4. البرامج الثابتة

5. المنتج

More articles: