Mrčes in avtonomna vožnja: kako Ford skrbi, da so senzorji samovozečega avtomobila brezhibno čisti

Kdaj ste nazadnje razmišljali, kako mrčes vpliva na vašo vožnjo?

Morebiti se to ni zgodilo še nikoli, saj se z mrčesom med vožnjo ne ubadate, razen če se kakšen res velik žužek ne prilepi čez polovico vetrobranskega stekla vašega vozila.

Sam moram zelo pogosto misliti na mrčes – in to kar intenzivno. Razmišljanju o teh bitjih sem moral posvetiti neverjetno veliko časa, saj si moja ekipa pri Fordu prizadeva, da bi lahko čim prej uporabljali samovozeče avtomobile. Pokazalo se je, da lahko žužki za avtonomno vozilo predstavljajo kar znaten izziv.

V zadnjih tridesetih letih je Ford z resno zastavljenimi raziskavami skušal zagotoviti, da bodo naša avtonomna vozila navkljub morebitnim oviram vedno videla svet okrog sebe. Senzorje naših avtonomnih vozil smo ‘bombardirali’ z umazanijo in prahom. Senzorje sistema LiDAR smo zalivali s curki vode, ki so nadomeščali nalive v naravi. Ustvarili smo celo sintetične ptičje iztrebke in z njimi umazali leče kamer.

Glede mrčesa smo se pogovorili z zoologom Markom Hostetlerjem, avtorjem knjige ‘That Gunk on Your Car’ (Mrčes, prilepljen na vaš avto), da bi bolje spoznali različne žuželke, ki se zaletavajo v naša vozila, in da bi ugotovili, kako pogosto se to dogaja. Izdelali smo celo improviziran ‘katapult za žužke’, s katerim smo z veliko hitrostjo obstreljevali senzorje vozila, da bi ugotovili, kako jih lahko najbolje očistimo.

Različni senzorji avtonomnih vozil morajo navsezadnje ves čas zagotavljati kar najboljšo sliko okolice, packa ali madež v nepravem trenutku pa lahko resno ogrozi njihov zmožnost opravljanja te funkcije.

In to je naloga za mojo ekipo.

Ob vseh teh raziskavah smo vedno znova prišli do vprašanja: mar ne bi bilo veliko preprosteje, če se mrčes sploh ne bi zaletaval v senzorje naših avtonomnih vozil?

S tem namenom smo se osredotočili na ‘krono’ ali ‘tiaro’, strukturo na vrhu vseh naših samovozečih avtomobilov, ki vključuje celo vrsto kamer, LiDAR in radar ter z njimi pomaga vozilu ‘videti’, kam pelje. Naša ekipa je vložila kakšnih 50 patentov, povezanih s čiščenjem strukturnih sistemov avtonomnih vozil, kar kaže na obseg inovacij, s katerimi dopolnjujemo razvoj na področju programske opreme za samostojno vožnjo. Kot se boste lahko prepričali, krona ni le ohišje, v katerem so spravljene kamere – dejansko predstavlja prvo obrambno črto za množico senzorjev.

Naš sistem deluje tako: med vožnjo krona usmerja zrak navzven skozi različne reže ob lečah kamere. Tako ustvari ‘zračno zaveso’, ki usmeri žuželke stran od senzorja. Ko žuželke po najkrajši zračni črti letijo proti lečam kamere, jih zračni tok iz krone potisne vstran, da se ne dotaknejo leč. Kot bi asteroidu, ki leti proti Zemlji, v zadnjem hipu pred trčenjem spremenili pot.

Ta način je bil izjemno uspešen. Veliko večino žuželk je zračna zavesa učinkovito usmerila drugam. Življenja (žuželk) so bila rešena!

A ta rešitev še vedno ni bila popolna. V nekaterih primerih je žuželkam uspelo priti mimo zračne zavese, zato smo morali najti način, kako učinkovito očistiti senzorje, ko se umažejo. Navsezadnje ni najbolj praktično z avtonomnim vozilom vedno znova obiskovati avtopralnice, saj je opremljeno z nadvse občutljivo tehnologijo. Namesto da bi avto vozili na čiščenje, smo poskrbeli, da je čiščenje prišlo do avta. Dobesedno.

Naš sistem za čiščenje je povsem integriran v krono in ima ob vsaki leči kamere šobe naslednje generacije, ki s pršenjem tekočine očistijo senzorje, če je treba. Napredni programski algoritmi pomagajo našim avtonomnim vozilom ugotoviti, ali je senzor umazan, da lahko sistem za čiščenje individualno očisti samo umazane leče kamere ter tako ne zapravlja tekočine za čiščenje čistih senzorjev. Kot bi prišla osebna čistilka na obisk vsakega senzorja, ko napoči čas za kopel.

Po čiščenju senzorja s pršenjem tekočine naša krona na pameten način poskrbi še za sušenje. Skozi režo sprosti zrak, ki hitro osuši površino leče. Lahko si predstavljate, da je bilo potrebno kar nekaj dela, a zdaj se lahko pohvalimo z zanesljivim, varnim, ekstremno hitrim, zmogljivim in natančnim delovanjem našega sistema.

Naša ekipa je temeljito preverila učinkovitost sistema in se je z enim od testnih vozil zapeljala skozi gozdove narodnega parka Huron-Manistee v zahodnem Michiganu, da bi se prepričali, kako se bo odzval na roje mrčesa. S tem sistemom so opremljena naša avtonomna vozila tretje generacije, ki se podajajo na ceste Detroita, Pittsburgha, okrožja Miami-Dade in Washingtona, zato bo delovanje preverjeno v zelo različnih okoljih.

Morda se komu naše delo zdi zabavno, a te funkcije niso nekaj, kar bi povečalo udobje pri uporabi avtonomnih vozil, ko se bomo vse pogosteje vozili z njimi – to so nadvse pomembne funkcije, ki jih mora vozilo za kar se da varno vožnjo izvajati samodejno. Tako kot moramo avtonomna vozila opremiti z možgani za obdelavo vseh informacij o okolju, jim moramo zagotoviti tudi orodja za upoštevanje tega okolja – ne glede na to, kakšna umazanija prileti iz njega.

Venky Krishnan, nadzornik ključnih sistemov avtonomnih vozil, Ford Motor Company