自動連接的車輛如何能夠提高安全性并節(jié)省交通能源

連接巡航控制使用車輛到車輛的通信，讓自動車輛一次響應(yīng)多輛車，以節(jié)省能源和提高安全性。

美國密歇根大學(xué)的研究人員已經(jīng)證明在公共道路上的有效性，即使只是一個自動化的車輛被人駕駛車輛中移動。

車對車通信或V2V是指汽車實時無線共享數(shù)據(jù)的能力，包括其速度和位置。連接巡航控制可以根據(jù)通過V2V獲得的信息調(diào)整車輛的速度。它與自適應(yīng)巡航控制的不同之處在于它可以跟蹤更多的車輛，而不僅僅是前面的車輛。

公路上的測試顯示了自動駕駛汽車和傳統(tǒng)汽車之間的連接巡航控制和V2V如何在一個共同的交通場景中執(zhí)行 - 由一輛汽車在其他幾個汽車的頭部引起的鏈條反應(yīng)制動和重新加速。使用連接式巡航控制系統(tǒng)的自動駕駛車輛能夠以人力駕駛員的汽車所需的G力減少60%。

從制動到加速的平穩(wěn)過渡使配備V2V的自動車輛的能效提高了19%。它也超過了沒有V2V運(yùn)行的其他自動駕駛汽車的性能。結(jié)果最近發(fā)表在“ 運(yùn)輸研究 ”雜志上。

“使用V2V數(shù)據(jù)的自動駕駛汽車不僅性能更好，而且還可以營造更友好的環(huán)境，在這種情況下，很少有安全隱患可以進(jìn)入交通狀態(tài)，并且所有汽車都可以提高效率，”機(jī)械碩士副教授Gabor Orosz說。負(fù)責(zé)研究的工程師。

自動駕駛汽車即將到來，但在與人力車輛共用道路時將面臨許多挑戰(zhàn)。車載傳感器無法看到拐角處或看到公共汽車和卡車。如果汽車突然出現(xiàn)在傳感器視野內(nèi)，那么自動駕駛汽車幾乎沒有時間做出響應(yīng)，可能需要制動以避免潛在的碰撞 - 就像人類駕駛員一樣。

同樣，如果車輛前方有幾輛車觸發(fā)一連串制動，車載傳感器只會告訴自動車在前方車輛踩剎車時做出響應(yīng)。沒有超越直接視線意味著在駕駛中遇到很多驚喜。

雖然經(jīng)驗豐富的駕駛員經(jīng)常預(yù)見到潛在的安全隱患，無法順利駕駛并保持安全，但如果車載傳感器是其唯一的信息來源，自動駕駛汽車仍有很長的路要走。

“隨著通用汽車，大眾汽車和豐田等主要汽車制造商在新車上部署此類通訊設(shè)備，道路上將有大量汽車在未來幾年內(nèi)配備V2V通訊設(shè)備，”奧羅斯說。

“這些汽車中的大多數(shù)仍然是人為驅(qū)動的，但他們會廣播他們的運(yùn)動信息，如位置，速度和加速度。當(dāng)自動駕駛汽車在路上遇到這些信號時，它可以隨時獲取這些V2V數(shù)據(jù)并查看交通狀況超出車載傳感器范圍的情況。“

該研究小組在密歇根州東南部的公路上進(jìn)行了一系列實驗，自動駕駛汽車從前方接收了多達(dá)六輛人力車輛的運(yùn)動信息。

在實驗中，Orosz的團(tuán)隊記錄了制動變得越來越嚴(yán)重的情況，同時沿著人力驅(qū)動的車輛連鎖。當(dāng)速度從55英里/小時降到幾乎為零，然后再次達(dá)到55時，一些人大幅減速至0.8G，發(fā)送任何沒有彎曲的東西飛向擋風(fēng)玻璃。然而，基于V2V的自動駕駛算法保持了更穩(wěn)定的速度曲線，在快速變化的交通漣漪中滑行。自動車輛的減速度保持低于0.3G，不會從滿杯咖啡中溢出。

奧羅斯說：“V2V數(shù)據(jù)允許自動駕駛汽車預(yù)測一旦有人開始制動前方幾輛車，前方車流量可能會減慢。” “基于V2V的連接式巡航控制裝置可以減輕燃?xì)獠?zhǔn)備好早期剎車，在自動駕駛汽車經(jīng)過走走停停的交通波浪時，可以避開重?fù)簟?/p>

“相比之下，基于傳感器的自適應(yīng)巡航控制裝置只會在車輛立即開始制動后開始制動，在減速后的幾秒鐘內(nèi)由V2V廣播。在密集的車輛行駛中，這幾秒鐘是至關(guān)重要的“。

安全性和舒適性并不是自動駕駛汽車從附近的人力車駕駛V2V信息中獲得的唯一好處。Orosz的小組還發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的基于傳感器的算法相比，基于V2V的自動駕駛算法可以節(jié)省停止走走的流量。畢竟，更穩(wěn)定的速度意味著制動浪費(fèi)的能量更少，一加侖燃料或一包電池的里程更高。由于速度更加平穩(wěn)，即使是采用自動駕駛汽車的人力驅(qū)動汽車也可以節(jié)省高達(dá)7%的能源。

該研究的標(biāo)題是“人力驅(qū)動車輛中連接自動車輛設(shè)計的實驗驗證”。該研究由Mcity資助，這是一個由UM領(lǐng)導(dǎo)的公私合作伙伴關(guān)系，致力于加速先進(jìn)的移動性車輛和技術(shù)。