"Pojazdy autonomiczne i systemy transportu autonomicznego"

Spis treści

Przedmowa 10

Wstęp 12

Literatura 17

1. Wybrane systemy transportu autonomicznego. Systemy PRT. Systemy torowe i ich ewolucja 18

1.1. Klasyczne systemy PRT 19

1.2. Problemy symulacji i algorytmy sterowania systemu PRT 23

1.2.1. Realizacja modelu 28

1.2.2. Optymalizacja sieci PRT. Efektywność transportowa 33

1.2.3. Przykładowe wyniki symulacji 34

1.3. Rozwiązanie układu sterowania 39

1.4. Ewolucja systemów PRT 40

1.4.1. Polska propozycja systemu 41

Literatura 44

2. Technologie informatyczne – software dla pojazdów autonomicznych 48

2.1. Problem SLAM 49

2.1.1. Zadania SLAM 49

2.1.2. Własności SLAM w nawigacji 52

2.1.3. Sformułowanie problemu SLAM 53

2.1.4. Filtracja 57

2.1.5. Estymacja i metoda maksimum wiarygodności 60

2.1.6. Lokalizacja 62

2.1.7. Mapowanie 65

2.1.8. Równoczesna lokalizacja i mapowanie 66

2.1.9. Skojarzenie danych i korekta wsteczna 68

2.2. Metoda punktów orientacyjnych i jej narzędzia 73

2.2.1 Filtr Kalmana 73

2.2.2. Nieliniowy model kinematyki pojazdu 76

2.2.3. Rozszerzony filtr Kalmana dla obiektów nieliniowych 78

2.2.4. Filtry cząsteczkowe (Partilce Filters – PF SLAM) 82

2.2.5. KF & EKF SLAM (Extendet Kalman Filter) 86

2.2.6. FastSLAM z filtrem cząsteczkowym opartym na twierdzeniu Rao-Blackwella 89

2.2.7. Podstawowy algorytm SLAM z grupy landmark map 97

2.3. DP-SLAM 100

2.3.1. Motywacja 100

2.3.2. Algorytm 104

2.4. Mapy w technologii Tomtom RoadDNA Roadside 109

2.4.1. Mapy 3D 109

2.4.2. TomTom DNA Roadmapping 110

2.4.3. Mapa RoadDNA Roadside 111

2.4.4. Zastosowanie 113

2.5. Zastosowanie głębokich konwolucyjnych sieci neuronowych CNN do wykrywania i klasyfikacji obiektów środowiska drogi 115

Literatura 117

3. Sensoryka dla pojazdów autonomicznych 122

3.1. Kamery wideo 124

3.2. Radary 129

3.3. Lidary 134

3.3.1. Lidary obserwujące 137

3.3.2. Lidary skanujące 138

3.4. Czujniki podczerwieni 148

Literatura 149

4. Czynnik ludzki w pojazdach i systemach zautomatyzowanych i autonomicznych 152

4.1. Postrzeganie technologii automatycznych (autonomicznych) pojazdów wśród użytkowników 159

4.2. Poziomy automatyzacji a rola kierowcy 168

4.3. Wpływ wybranych czynników psychospołecznych na funkcjonowanie kierowcy w pojazdach zautomatyzowanych 172

4.3.1. Uwaga, nieuwaga i rozproszenie uwagi 173

4.3.2. Świadomość sytuacyjna 175

4.3.3. Obciążenie psychiczne 179

4.3.4. Zaufanie 181

4.3.5. Samozadowolenie 182

4.3.6. Umiejętności 183

4.4. Badania dotyczące transferu kontroli między kierowcą a pojazdem 185

4.5. Interfejs kierowcy w zautomatyzowanych i autonomicznych pojazdach 193

4.6. Skutki wdrażania technologii zautomatyzowanego i autonomicznego transportu w aspekcie czynnika ludzkiego 201

4.7. Podsumowanie 205

Literatura 206

5. Automotive Internetworking jako element pojazdów autonomicznych i połączonych 216

5.1. Definicja 216

5.2. Uczestnicy systemu 219

5.3. Rodzaje architektury Automotive Internetworking 220

5.3.1. Architektura vehicle to vehicle 221

5.3.2. Architektura vehicle to infrastructure 226

5.3.3. Architektura vehicle to network 230

5.3.4. Architektury vehicle to pedestrian, vehicle to mobile 233

5.4. Przetwarzanie danych w systemach Automotive Internetworking 236

5.5. Przegląd bezprzewodowych technologii komunikacji 237

5.5.1. NFC 237

5.5.2. Bluetooth 238

5.5.3. Wi-Fi 239

5.5.4. Sieci komórkowe GSM generacji 1G – 4G 242

5.5.5. Sieci komórkowe GSM generacji 5G 244

5.5.6. Technologia ITS-G5 249

5.5.7. RDS 251

5.5.8. Porównanie technologii komunikacji urządzeń 252

5.6. Przegląd technologii pozycjonowania pojazdu 254

5.7. Aplikacje systemu Automotive Internetworking 259

5.7.1. Aplikacje wspomagające nawigację pojazdu 260

5.7.2. Aplikacje wspomagające prowadzenie pojazdu 262

5.7.3. Aplikacje wspomagające wykonanie manewrów 264

5.8. Przegląd protokołów komunikacji 268

Wykaz pojęć i skrótów 272

Literatura 274

6. Problemy bezpieczeństwa, testowania i legislacji pojazdów autonomicznych 278

6.1. Legislacja dotycząca testów pojazdów autonomicznych. Elementy infrastruktury dla pojazdów autonomicznych 281

6.2. Problemy testowania pojazdów autonomicznych 306

Literatura 309

7. Metody wdrożeń oraz zarządzanie flotą pojazdów autonomicznych 310

7.1. Trendy rozwoju transportu osobowego 310

7.2. Systemy transportowe w Singapurze 311

7.2.1. Usprawnienia transportu zbiorowego jako alternatywa dla samochodu prywatnego 312

7.2.2. Pojazdy autonomiczne jako część planu Singapur bez samochodu 313

7.2.3. Testy oraz wdrożenia pojazdów autonomicznych w Singapurze 313

7.3. Aktualne wyzwania związane z pojazdami autonomicznymi 317

7.4. Mobilność na żądanie z udziałem pojazdów autonomicznych 319

7.4.1. Wyzwania systemów transportowych 319

7.4.2. Mobilność na żądanie jako metoda wdrożenia pojazdów autonomicznych i rozwiązania problemów transportowych 320

7.5. Zarządzanie flotą pojazdów w systemach transportu na żądanie 323

7.5.1. Modelowanie systemów mobilności na żądanie 324

7.5.2. Moduł kontroli ruchu pojazdów autonomicznych 330

7.5.3. Lokalizacje punktów obsługi pojazdów i pasażerów 332

7.5.4. Przydzielanie do zleceń oraz nawigowanie pojazdów 334

7.5.5. Bilansowanie floty 337

Literatura 343