Решения Bosch для точного определения местоположения беспилотных автомобилей

Автоматическое вождение — это больше, чем датчики, блоки управления и высокая вычислительная мощность. Важную роль играют смарт-сервисы, без которых транспортным средством никогда не получится управлять автономно. «Смарт-сервисы столь же важны для автоматизированного вождения, как аппаратное и программное обеспечение», — говорит член руководящего совета компании Bosch Дирк Хохайсел. «Мы должны развивать эти три направления одновременно, чтобы безопасно использовать беспилотные автомобили на наших дорогах». Беспилотные транспортные средства могут двигаться безопасно только в случае, если с точностью до сантиметра определяют свое местоположение в любой момент времени. Для этого Bosch предлагает комплексное решение: аппаратное, программное обеспечение и смарт-сервис для точного определения положения транспортного средства.

Аппаратное оборудование

Компания Bosch разработала технологию, которая позволяет безпилотным транспортным средствам точно определять их позицию: датчик движения и датчик положения автомобиля. Он включает в себя высокопроизводительный приемный блок, улавливающий сигналы глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS), и тем самым помогает автоматизированному транспортному средству определить его точное местоположение. Спутники GNSS вращаются вокруг Земли на расстоянии 25 000 километров со скоростью 4000 метров в секунду. Доходя до земли, сигналы проходят через ионосферу и слои облаков в тропосфере, рассеиваясь от этих «препятствий», вследствие чего снижается точность данных. Хотя получаемой таким образом информации достаточно для современных навигационных систем, она не отвечает требованиям автоматического вождения. Поэтому Bosch сотрудничает с компаниями, которые корректируют спутниковые данные, и в 2017 году создала совместное предприятие Sapcorda. Сеть наземных станций коррекции данных сможет исправлять ошибки в информации, полученной от GNSS и передавать их автомобилям через облачные или геостационарные спутники. Кроме этого, автомобиль пользуется датчиками скорости вращения колеса и угла поворота рулевого колеса. Эти технологии, подобно человеческим органам чувств, показывают, куда направляется автомобиль и как быстро он движется. Более того, датчик движения и положения автомобиля имеет встроенные инерционные датчики, сравнимые с внутренним ухом у людей. Как сигналы от органов осязания и равновесия помогают человеку в передвижении, так и датчики сообщают системе о направлении движения автомобиля.

Программное обеспечение

Датчик движения и местоположения транспортного средства объединяет сигналы от GNSS, откорректированные данные и информацию, полученную с сенсоров. Однако этого недостаточно — данные должны быть обработаны с помощью интеллектуального программного обеспечения. Только в этом случае беспилотный автомобиль проанализирует дорожною обстановку в нескольких метрах вокруг себя и рассчитает верную траекторию движения. Если спутниковая связь пропадает, например, во время движения в туннеле, датчик движения и положения может в течение нескольких секунд работать самостоятельно. Он рассчитывает положение транспортного средства относительно последней известной точки его пребывания. В случае, если сигнал GNSS прерывается на более длительный период времени, беспилотный автомобиль для получения информации о местоположении ссылается на данные карты движения Bosch.



Смарт-сервис

Карта движения Bosch — это служба определения местоположения беспилотного автомобиля, которая основана на работе датчиков транспортных средств. Видеоданные и радиолокационные датчики на автомобилях обнаруживают и запоминают неподвижные дорожные объекты, такие, как дорожные знаки и ограждения. Радиолокационные датчики имеют большое преимущество, поскольку — в отличие от камер — они могут различать дорожные характеристики в темноте или в условиях плохой видимости. Спектр распознавания датчиков в целом шире, чем радиус видимости камер. Коммуникационный модуль автомобиля отправляет обнаруженные данные в смарт-сервис через облако. Эти характеристики используются для создания различных уровней данных, из которых складывается высокоточная карта движения. Эта карта, в свою очередь, позволяет беспилотным автомобилям, сверяясь с ней, определять, соответствуют ли данные на дороге данным на карте. Это сравнение позволяет автомобилям с точностью до сантиметра определять нужное положение в полосе движения.