Újgenerációs autó érkezik az önvezető autóversenyzésbe

Három év és több mint 11 ezer kilométernyi versenyzést követően az Indy Autonomous Challenge (IAC) egy felfrissített platformmal és szoftverekkel kezdi meg negyedik szezonját. Az önvezető versenyautók második generációjának fénypontjai között szabadalmaztatás előtt álló és most először alkalmazott részletek is vannak.

„A 2020-as kezdő szezonunk óta számos kiemelkedő mérföldkövet értünk már el” – mondta az IAC elnöke, Paul Mitchell. Az elért eredmények között olyan adatokat találunk, mint az autonóm versenyzésben végrehajtott leggyorsabb előzés (273 kilométer/óra), az önvezető autóval elért legnagyobb szárazföldi sebesség rekordja (309,3 kilométer/óra), valamint az autonóm autóval teljesített legnagyobb egykörös átlagsebesség (289,68 kilométer/óra). Mitchell állítása szerint az IAC-t az ipar és a tudomány alkalmazott kutatási platformjának tartják, a nagy sebességű önvezetés fejlesztésének céljából.

A világ tizennyolc egyeteme vesz részt az IAC 2024-es évadában. A mezőny kilenc csapatból áll, amelyek mindegyike egytől négyig terjedő számú egyetemet foglal magába. A versenyautókat az IAC látja el szenzorokkal, GPS-szel és központi számítógéppel, azonban a programozást a csapatok végzik. „Ez egy szoftveres kihívás a csapatok számára” – mondta Mitchell. Állítása szerint a verseny célja a mesterséges intelligenciával működő pilóta létrehozása, amit más néven önvezető szoftvercsomagként is hívnak. „Minden csapat maga dönti el, hogy mikor kell kormányozni, fékezni, és hogy a gázpedálnak milyen állásban kell lennie” – tette hozzá a sorozat elnöke.

Minden csapat ugyanazt a hardvert használja, azonban a szárnyak pozícióján és a leszorítóerő mértékén van lehetőség változtatni. Az autók karosszériáját és a beszállítóktól származó alkatrészeket az IAC és társvállalatai kezelik.

Precízebb lett az új versenyautó

Az IAC 2024-es, AV-24 névre keresztelt platformja a fejlesztett alkatrészek miatt jelentősen különbözik az eredeti 2021-es AV-21-től. Mitchell kifejtette, hogy „a LiDAR és a radar technológiák, valamint a fedélzeti számítógép jobbá vált, mivel az ipar ilyen gyorsan fejlődik.” Az AV-21 alkatrészeit kicserélték, de nem amiatt, mert elavultak lettek volna, hanem mert újdonságok is elérhetőek.

Például az AV-24-ben egy, még szabadalmaztatás előtt álló rendszerre cserélték az előző generáció előre legyártott, mechanikai kapcsolat nélküli kormányművét és fékrendszerét (drive-by-wire). Az új kormánymű egy nagy teljesítményű motort használ a gyorsabb kormánymozdulatokhoz, ami kezesebbé teszi a versenyautót. Az új autók fékrendszerébe lineáris aktuátorokat építettek az előd szervomotorjai helyett. Az egymástól függetlenül működő első és hátsó főfékmunkahengereket érzékeny fékerő-érzékelőkkel szerelték fel, így az aktuátorokba szerelt helyzetérzékelő szenzor akár két mikronos pontossággal is képes megállapítani a fék pozícióját. „Az első és a hátsó fékrendszerek külön lineáris aktuátorokat kaptak, ami lehetővé teszi a fékerőelosztás autonóm és dinamikus változtatását” – mondta el Janam Sanghavi, az IAC mérnöki és járműintegrációs vezetője.

Az olaszországi Politecnico di Milano egyetem és a két egyesült államokbeli iskola, az Alabamai Egyetem és a Michigani Állami Egyetem részvételével működő PoliMOVE-MSU Autonomous Racing versenycsapat irányítási mérnöke, Rodrigo Senofieni elmondta, hogy az új, fékezésért és kormányzásáért felelős aktuátorok, valamint a teljesen ráncfelvarrott szenzorcsomag eddig nem elérhető programozási tulajdonságokat tesznek lehetővé. Senofieni szerint az új automatizált versenyirányítási rendszerrel még többet tudnak kihozni az önvezető szoftvercsomagból, amit a jobb szenzoroknak és a gyorsabb aktuátoroknak köszönhetnek.

Az autó „érzékszervei” is fejlődtek

Az AV-24-es a világ első olyan önvezető autója, ami 360 fokos, nagy hatótávú LiDAR rendszerrel rendelkezik, négy darab Luminar Iris szenzornak köszönhetően. Riccardo Poli, a PoliMOVE-MSU érzékelésért felelős mérnökének elmondása szerint az AV-21-ben használt Luminar H3-as szenzorok százötven méteres látótávval rendelkeznek, míg az új Iris érzékelők akár 250 méterre is ellátnak. Három nagy hatótávú szenzort a pilótafülkében helyeztek el az első és az oldalsó szemszögekért, egy harmadik pedig a hátsó szárny mellől biztosítja a hátsó nézetet.

A nagy hatótávú LiDAR szenzorok alkalmazása számos mérnöki kihívást állított a csapatok elé. Ezeket az akadályokat egy külön érzékelő egység kifejlesztésével küzdötték le. „Ez a speciális egység hatékonyan dolgozza fel és hasznosítja a szenzorokból származó információkat, így biztosítja a nagy hatótávú LiDAR adatok optimális felhasználását” – mondta Poli, megjegyezve, hogy ez az egyedi megoldás pontos és megbízható járműészlelést tesz lehetővé, amit a versenyhelyzet meg is követel. A LiDAR rendszer és több kamera mellett az AV-24-en egy elől és egy hátul elhelyezett, Continental gyártmányú radar is helyet kapott. Poli kijelentette, hogy „a szenzorok egy robosztus és sokrétű érzékelőrendszert biztosítanak a versenyautó számára.”

A szabadalmaztatás előtt álló, moduláris robotikus rendszer cserélhetőséget és több, nagy és kis sebességű platformon átívelő integrációs lehetőséget biztosít. Sanghavi elmondása szerint a szabadelvűen tervezett adaptív robotikai csomag nem csak megkönnyíti a részletes teszteléseket, hanem növeli a szoftver robosztusságát és kikövezi az utat a tömegpiacra szánt önvezető megoldások fejlesztése előtt is. Az AV-24 moduláris robotikai rendszere a karbantartásokat, az alkatrészek és teljes rendszerek cserélést, valamint a fejlesztéseket is segíti.

Új eszköz a versenyszimulációkért

Az önvezető verseny rajtja után a csapatok lényegében nézőkké válnak, mivel legfeljebb a telemetriai adatokban látott veszélyekre reagálhatnak biztonsági utasítások kiadásával. Senofieni magyarázata szerint a konkrét utasításokat, például a követendő sebességet és az irányváltoztatásokat a gyakorlások és tesztelések alatt táplálják be az autókba.

A csapatok 2021 óta a saját maguk, vagy egy kereskedelmi partner által fejlesztett eszközökkel végeztek szimulációkat, azonban a más csapatok elleni versenyzés a szimulációk közben eddig jelentősen korlátolt volt, mivel nem minden csapat használta ugyanazt az eszközt. Mitchell bejelentése szerint a következő hónapokban a csapatok rendelkezésére bocsátják a dSPACE névre hallgató szimulációs eszközt, amivel az MI -pilóták képzése és fej fej melletti küzdelem is lehetséges lesz.

Színes versenynaptár vár a résztvevőkre

Az IAC 2024-es versenyéve a januári, Las Vegasban megrendezett Consumer Electronics Show (CES) közben lezajló eseménnyel kezdődött meg. Az idénre tervezett további események az Egyesült Királyságban, a júliusban megtartandó goodwoodi Festival of Speeden, szeptemberben az egyesült államokbeli Indianapolis Motor Speedway-en, valamint a milánói Formula-1-es versenypályán, egyelőre be nem jelentett időpontban lesznek megtartva – tudósít a SAE International.