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무인 자동차의 작동 원리


이미지 갤러리:컨셉트 카 Team-LUX의 마케팅 매니저가 런던의 과학 박물관에서 무인 자동차를 전시하고 있습니다. 더 많은 컨셉카 사진을 확인하세요. 크리스 영/AFP/게티 이미지

우리 모두는 그런 날을 겪었습니다. 서두르고, 심부름을 하려고 합니다. 당신은 마침내 드라이 클리닝을 맡았고, 이제 당신은 우체국이 닫기 전에 도착해야 합니다. 그래서 당신은 금속에 페달을 밟고 저녁 식사를 위해 식료품 점에서 무엇을 사야하는지 생각합니다. 정신이 딴 데 가 있는 동안 앞 차가 멈추고 뒤를 이었다.

무엇이 사고를 막을 수 있었습니까? 분명한 대답은 주의를 기울이면 얻을 수 있다는 것입니다. 그러나 그 대답은 그렇게 간단하지 않습니다. 운전자 과실은 교통사고의 가장 흔한 원인이며, 휴대전화, 차량 내 엔터테인먼트 시스템, 더 많은 교통량 및 더 복잡한 도로 시스템으로 인해 사라지지 않을 것 같습니다. 하지만 운전자들이 도로에 집중하지 않는다면 누가 될까요? 기술이 현재의 길을 계속 간다면 당신의 차는 당신을 위해 집중할 것입니다. 자동차 제조업체는 자동차가 스스로 운전할 수 있도록 하는 복잡한 시스템을 개발하고 있습니다. 그들은 또한 자동 주차 및 사전 안전 시스템과 같은 기존 기술을 발전시키고 있습니다. 오래된 clunker가 이미 일부 무인 기술을 사용하고 있다는 사실에 놀랄 수도 있습니다.

이 기사에서는 이러한 자동차가 생산에서 얼마나 멀리 떨어져 있고 로봇이 인계를 받도록 하는 것과 관련된 몇 가지 법적 문제를 포함하여 운전자의 최소한의 입력으로 작동할 수 있는 자동차 이면의 기술에 대해 알아볼 것입니다.

콘텐츠
  1. 무인 자동차의 여명
  2. 미래가 바로 지금입니다!
  3. 내일의 자동차. 아직 비행 중이 아닙니다.
  4. 합법적입니까? 괜찮나요?
  5. 미래의 무인 자동차

>무인 자동차의 여명


대부분의 자동차에 기본 탑재되는 잠금 방지 브레이크는 무인 기술의 기본 형태입니다. 2008 하우스터프웍스

무인 자동차에 정면으로 뛰어들 수는 없습니다. 그것이 바로 운전자 없는 재난을 위한 방법입니다, 친구. 최초의 무인 자동차 중 하나는 Stephen King의 "Christine"이었습니다. 기억하십시오. 따라서 이 아이디어가 문제가 해결되기 전에 시장에 출시되지 않은 것에 대해 모두 감사합시다.

1980년대에 무인 자동차를 향한 초기의 비살인적인 첫 번째 단계가 시작되었으며 오늘날에도 여전히 우리와 함께 합니다. 바로 잠금 방지 브레이크(ABS, 대시보드의 무시무시한 표시등에 따르면)입니다. 기술적으로 잠금 방지 브레이크가 작동하려면 운전자가 브레이크 페달을 밟아야 하지만, 예전에는 운전자가 스스로 해야 했던 기능을 수행합니다. 자동차가 세게 제동할 때 잠김 방지 브레이크가 없으면 바퀴가 잠기고 자동차가 통제 불능의 미끄러짐에 빠질 수 있습니다. 잠김 방지 브레이크가 없는 자동차에서 운전자는 바퀴가 잠기는 것을 방지하기 위해 브레이크 페달을 밟아야 합니다. 잠김 방지 브레이크를 사용하면 시스템이 펌핑을 자동으로 수행합니다. 휠의 속도 센서 덕분에 그 어느 때보다 더 빠르고 더 잘 작동합니다.

약 10년 후, 제조업체는 동일한 센서를 사용하여 무인 자동차를 향한 다음 단계인 견인력 및 안정성 제어를 수행했습니다. 이 시스템은 ABS에서 한 단계 업그레이드된 정교함입니다. 그들은 바퀴의 센서를 사용하여 차가 통제 불능 상태에 빠지거나 전복될 수 있는 시기를 감지한 다음 ABS와 엔진 관리를 사용하여 차가 도로에 있고 반짝이는 면을 위로 유지합니다. 운전자와 달리 이러한 시스템은 브레이크를 작동하고 개별 바퀴에 동력을 증가 또는 감소시킬 수 있습니다. 이는 종종 브레이크 또는 블라인드 패닉에서 브레이크 페달을 밟아 인간의 발이 네 바퀴 모두에 적용되는 동력보다 낫습니다. 보다? 이미 당신의 차는 당신보다 더 나은 운전자이며 우리는 1995년에 불과합니다.

DARPA 어반 챌린지

이 미래의 무인 자동차 기술 중 일부는 생각보다 가까이에 있을 수 있습니다. DARPA(Defense Advanced Research Projects Agency) Urban Challenge는 자율적으로 교통량을 협상할 수 있는 자동차를 만들기 위해 팀을 서로 경쟁합니다. 이 프로그램의 목표는 교통 사고와 혼잡을 줄이는 것 뿐만 아니라 전투를 위한 무인 차량을 생산하여 군인을 최전선에서 멀리 유지하는 것입니다.

>미래가 바로 지금입니다!


크루즈 컨트롤은 기본적인 무인 시스템입니다. 적응 형 크루즈 컨트롤은 스펙트럼의 공상 과학에 더 가깝습니다. Ye Liew/Dreamstime.com

그래서 우리는 적극적으로 당신을 죽이려는 무인 자동차 "Christine"에서 당신을 안전하게 지키고 싶어하는 1980 년대와 1990 년대의 자동차로 옮겼습니다. 공상 과학 소설이 일상인 21세기에는 고급 코린트식 가죽으로 덮인 25만 달러 자동차뿐만 아니라 사전 안전 시스템이 더 일반적입니다. 이 기술은 일상적인 가족용 자동차에서도 사용할 수 있습니다. 무엇이든 살이 포동포동하게 찐 종류는 sippy-cup 슬립업을 가장 잘 숨깁니다. 시스템은 차에 따라 다르지만 모두 공통점은 충돌을 예측하고 탑승자의 안전을 위해 차를 준비할 수 있다는 것입니다.

모퉁이를 돌다가 자신의 차선에 멈춰 있는 쓰레기 수거차를 발견했다고 가정해 보겠습니다. 사전 안전 시스템이 있는 자동차에서는 트럭의 악취가 나는 구렁이 근처에 있으면 경보가 울릴 수 있습니다. 당신이 선택한 욕설을 외쳤지만 여전히 아무 소용이 없는 동안, 사전 안전 시스템은 브레이크를 프라이밍하여 페달을 밟는 것만으로도 최대의 힘을 발휘할 수 있습니다. 브레이크를 밟을 마음의 존재를 발견한 경우 페달, 즉. 이 모든 일이 진행되는 동안 자동차는 엔진 출력을 줄여 자동차 속도를 늦추고 충돌이 발생할 경우 충돌의 심각성을 줄여줍니다. 이 시점에서 일부 고급 시스템은 일반적으로 특정 속도에서 스스로 차량을 완전히 멈출 수 있습니다. 마지막으로 시스템이 충돌을 피할 수 없음을 감지하면 에어백 전개를 준비하고 모든 안전 벨트를 조입니다. 정말 놀라운 것은 운전자가 단순히 브레이크를 밟는 것보다 더 짧은 시간에 이 모든 작업을 수행할 수 있다는 것입니다. 차가 한숨을 쉬고 당신의 운전 부적응에 대해 실망감을 표현하는 것은 시간 문제일 뿐입니다.

우리 차를 운전하는 하찮은 인간을 슬프게 만드는 또 다른 이유가 무엇인지 아십니까? 우리의 끔찍한 주차 능력, 특히 평행 주차. 여러 제조업체는 SUV에서 소형차 및 하이브리드에 이르기까지 모든 차량에 자동 주차 시스템을 제공합니다. 이 시스템은 차량 주변의 센서를 사용하여 평행 주차 공간으로 차량을 안내합니다. 사람의 입력이 필요하지 않습니다. 작동하기 전에 운전자는 주차 공간을 찾고 그 옆에 차를 배치하고 내비게이션 화면을 사용하여 차량이 어디로 가야 하는지 알려야 합니다. 그래도 자율 주차 시스템은 무인 자동차 기술의 큰 성과입니다. 이를 통해 차는 운전자처럼 행동합니다. 주변 지역을 읽고 그에 따라 반응하며 A 지점에서 B 지점으로 안전하게 이동합니다. 밤 동안 차가 집으로 운전하는 동안 편안히 앉아 휴식을 취하는 것과는 다릅니다. 그 방향으로 가는 첫걸음입니다.

자동 주차 아우디

Audi RS7 Sportback SUV는 자동 주차 전쟁에서 한 걸음 더 나아갑니다. 당신이 연석에 서서 기다리는 동안 스스로 주차합니다. 2013년 국제 소비자 전자 박람회에서 시연된 것처럼 운전자는 빈 공간에 차를 위치시킨 다음 스마트폰 앱을 사용하여 차량에 스스로 주차하도록 명령합니다. 떠날 준비가 되면 주차 공간을 나와 기다리고 있는 곳으로 차를 세우라고 명령할 수 있습니다.

>내일의 자동차. 아직 날지 않습니다.


HSW 2008

좋아, 멍청이들. 우리는 그것을 얻는다. 하늘을 나는 자동차가 있을 거라고 생각했지만 그렇지 않습니다. 우리가 무엇을 가지고 있는지 알아? 지붕에 기괴한 장치와 함께 더 큰 샌프란시스코 메트로 지역을 운전하는 자동차 무리! 똑같이 굉장하죠?

어쩌면 태어날 때부터 능력이 있는 슈퍼맨보다 배트맨 DIY에 더 가깝습니다. 하지만 작동합니다. Google은 2009년부터 무인 자동차를 보유하고 있으며 충돌 없이 50만 마일(804,672km) 이상을 운전했습니다. 인간 운전자는 미국에서 평균적으로 약 804,672km마다 사고를 당하므로 Google 자동차가 출시되거나 아니면 다시 인간을 추월하게 될 것입니다.

여러 제조업체에서 무인 자동차를 개발하고 있지만 모든 곳에서 Google이 이 프로젝트에 뛰어들었기 때문에 자동차 작동 방식에 대해서도 (일종의) 더 적극적입니다. 그들이 부르는 대로 Chauffeur 시스템은 빛 감지 및 거리 측정의 약자이며 사자와 호랑이인 라이거와 관련이 없는 라이더를 사용합니다. Lidar는 레이더 및 소나처럼 작동하지만 훨씬 더 정확합니다. 초당 백만 개 이상의 측정을 수행하는 64개의 회전 레이저 빔을 사용하여 공간의 점을 매핑하여 센티미터 단위로 정확한 컴퓨터 두뇌의 3D 모델을 형성합니다. 사전 로드된 지도는 신호등, 횡단보도, 전신주 등 정지된 물건이 어디에 있는지 시스템에 알려주고 라이더는 사람과 같은 움직이는 물체로 풍경을 채웁니다. 또한 일반 레이더, 카메라 및 GPS가 있어 도움이 됩니다.

그러나 수면 마스크를 눈 위에 씌우지 말고 운전석을 완전히 뒤로 젖히십시오. Chauffer는 차고와 진입로에서 나가거나 진입로로 진입하거나 까다로운 고속도로 인터체인지에서 협상하는 것과 같이 때때로 당신이 인계받아야 할 필요가 있습니다. 로봇 자동차도 좌회전 출구를 이해할 수 없습니다.

Google의 시스템은 Prius와 반드시 연결되어 있지는 않지만 지금까지 테스트 중에 가장 자주 사용된 자동차였습니다. 그 큰 브래킷은 센서와 소프트웨어를 사용하여 모든 자동차에 볼트로 고정할 수 있습니다. Chauffer의 가격은 대부분의 운전자가 채택하기 위해 $75,000 지역에서 내려야 합니다. Google은 2018년까지 사람들이 감당할 수 있을 만큼 저렴하게 준비되어 있을 것으로 기대하고 있습니다.

대중문화 속의 무인자동차

무인 자동차에 대한 아이디어는 새로운 것이 아닙니다. 배트모빌부터 KITT까지 스스로 움직이는 자동차가 사람들의 상상력을 사로잡았습니다. 이러한 자동차를 현실로 만드는 기술은 생각만큼 멀리 있지 않습니다.

>합법적입니까? 그들은 괜찮습니까?


HSW 2008

반자율 자동차는 현재까지 캘리포니아, 네바다, 플로리다, 콜롬비아 특별구의 4개 지역에서 개인 소유주가 아닌 테스트만 허용됩니다. (네바다주는 반자율주행 자동차의 번호판에 무한대 기호를 추가했습니다.) 미국고속도로교통안전국(NHTSA)은 들리는 것처럼 법적 구속력이 없는 몇 가지 제안된 지침을 발표했습니다.

새로운 법이 제정되어야 할 뿐만 아니라 우리의 오래된 법도 진지하게 다시 말해야 할 것입니다. 왜냐하면 무인 자동차의 암흑기(정말로 올해 이전)의 사람들은 자신의 또는 그녀의 손은 바퀴에, 발은 페달에 있습니다. 단지 보여주기 위한 것이 아닙니다. 뉴욕 법에 따르면 차량이 움직이는 동안 핸들을 손으로 잡아야 합니다. Chauffer와 반자율적인 친구들은 손이 없습니다.

1950년 미국 의회가 비준한 도로 교통에 관한 제네바 협약도 있습니다. 이때는 자동차에 회전하는 레이저와 라이더가 아닌 지느러미가 있었습니다. 당시 사람들은 스스로 운전할 수 있는 자동차를 기대하지 않았습니다. 그러나 그들은 하늘을 나는 자동차를 예상했습니다. 그들은 많은 부분에서 틀렸습니다. 어쨌든 이 제네바 협약에 따르면 자동차든 마차든 모든 차량의 운전자는 통제권을 가져야 합니다. 그리고 그들은 운전자가 K.I.T.T가 아니라 사람이라고 가정합니다. 유럽 ​​연합은 이것을 매우 심각하게 받아들이고 있습니다. 현재로서는 인간 운전자가 항상 차량을 제어해야 합니다. 로봇이 허용되지 않습니다.

기술이 발전함에 따라 법적 문제가 따를 것입니다. 당신의 반자율주행 자동차의 레이저 어레이가 당신이 졸고 있는 동안 보행자를 건너뛰고 당신의 차가 보행자를 치면 당신의 잘못이 있습니까? 구글이 잘못인가? 라이더 제조사인가요? 보행자인가? 그는 정말로 당신의 차를 응시했어야 했고, 미래의 능력에 대한 경외심과 차의 위치를 ​​잘 알고 있었기 때문에 적어도 차 밑에 자신을 발견하지 못할 정도로. 단지 시간이 말해 줄 것이다. 그러나 보행자가 당신의 차에 충분히 놀라지 않은 것은 아마도 보행자의 잘못이 아닐 것입니다.

>무인 자동차의 등장


Urban Light Transport는 혁신적인 무인 택시입니다. 대중이 무인 자동차를 신뢰할 수 있을지는 아직 알 수 없습니다. ATS Ltd/BWP 미디어/게티 이미지

Google은 반자율 자동차에 관한 유일한 게임이 아닙니다. 향후 10년 정도를 위한 파이프라인에 몇 가지가 있습니다.

  • 트래픽 잼 시스템이 탑재된 2014년형 BMW X5는 이미 시속 25마일(40.2km)의 속도로 스스로 주행할 수 있지만 운전자는 여전히 운전대를 잡고 있어야 합니다.
  • Tesla는 2016년까지 90%의 시간 동안 자동 조종 장치로 작동하는 자동차를 갖게 될 것이라고 밝혔습니다. 이는 Google의 Chauffeur와 유사합니다. 이 두 시스템이 그때까지 합법화된다면 말입니다.
  • Mercedes-Benz는 2013년 프랑크푸르트 모터쇼에서 자율 주행 S500 Intelligent Drive 자동차를 선보였으며 2020년에 출시될 것이라고 약속했습니다.
  • 2013년 국제 소비자 가전 전시회에서 Audi A6 Avant는 Mobileye 시스템을 사용하여 최대 시속 37마일(시속 59.6km)의 속도로 자체 주행했습니다. 2020년까지 전시장에 도착해야 합니다.
  • Nissan은 자체적으로 운전할 수 있도록 일련의 레이저와 센서를 갖춘 순수 전기 LEAF를 장착했습니다. Nissan의 사장인 Carlos Ghosn은 2020년에 출시될 최초의 반자율 자동차가 될 것이라고 예측합니다.

최초의 자동 주차 시스템

2000년대 중반에 샴페인 잔으로 된 두 개의 타워 사이에 큰 검은색 세단이 주차된 광고를 기억하십니까? 그것은 자동 주차 시스템을 갖춘 최초의 자동차인 2007년형 Lexus LS460이었습니다. 하지만 첨단 기술이 적용된 대형차에서도 시스템이 너무 번거롭다고 여겨져 2012년 모델 이후 렉서스는 더 이상 제공하지 않았다.

>더 많은 정보

저자 노트:무인 자동차의 작동 원리

정보와 기술이 내 손가락으로 타이핑할 수 있는 것보다 빠르게 움직이는 것처럼 느껴지는 종류의 기사입니다. 비록 내가 자동차 기술의 선두에 있지만(아니면 어쨌든 나는 내 자신이 그렇게 생각하지만) 지금부터 약 5분 후에 출시되는 BMW가 이미 저속으로 스스로를 운전한다는 사실을 알고 놀랐습니다. 물론 단독으로 날 수는 없지만 가깝습니다. 경쟁이 너무 치열해 보인다는 사실을 보면 우리가 왜 자율주행차에 관심을 갖는지 벌써부터 궁금해졌다. 우리가 스스로 운전하기에는 너무 게으르기 때문이 아니라는 결론에 도달했습니다. 우리가 너무 바쁘기 때문입니다. 영화를 보는 것과 같이 차를 운전하는 것보다 우리가 하고 싶은 백만 가지가 있습니다. 또는 우리가 지나갈 때 풍경의 사진을 찍는다. 또는 자고 있습니다. 또는 우리 엄마에게 전화하십시오. 운전은 예전과 같은 자유의 열쇠가 아닙니다. 대역폭은 입니다.

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  • 잠금 방지 브레이크의 작동 원리
  • 자동차가 스스로 진단할 수 있는 10가지 문제
  • 자동 제동 시스템의 작동 원리

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