Дешёвый способ научить автомобильные автопилоты всегда видеть светофоры

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Проблемы со светофорами в том, что их не всегда можно увидеть из-за того, светофор загораживает какой-нибудь грузовик или из-за ослепления солнцем. Типичный пример:


Из этого видео: https://www.youtube.com/watch?v=lpER1WQwU58

Тут и солнце слепит, и трудно вообще понять - это светофор, или свет из окна дома. Вообще-то человечество, для защиты от солнца, сотни лет применяет козырёк. И если поставить перед камерой козырёк с сервоприводом, чтобы отсекать солнце, то видно будет намного лучше. Солнце слепит дважды в сутки - утром и вечером, не останавливать же движение на пару часов из-за ослеплённости камер. Не решив эту проблему создать полноценный автопилот невозможно. Но с козырьками у компаний создающих автомобильные автопилоты как-то не задалось. Ни одна до сих пор технологию козырька не освоила. Что мешает компаниям общей стоимостью под триллион долларов создать козырёк - непонятно. Хочется им как-то сказать об этом. Передать пожелание.

Вторая проблема - с отсутствием видимости светофора, решается дублированием сигналов светофора по радиоканалу ...




Убер. У семи нянек ... Сорок камер, и ни одного козырька.

Но проблема в том, что светофоры стоят дорого, и служат где-то по двадцать лет. А ждать двадцать лет когда поменяют светофоры - не хочется. Другой подход - поменять начинку светофора. Но тут другая проблема - то, что светофоры разные - разного внутреннего устройства, от разных фирм, которые вовсе не горят желанием что-то там задёшево менять. Поэтому предлагается такой подход - не переделывать светофоры, а повесить на них внешние устройства, которые будут смотреть какой свет на светофоре горит, и передавать этот цвет в эфир по радиоканалу. Выглядит это примерно так:


Светофор на который установили датчики и рацию

Здесь к каждой цветной фаре светофора прикреплён хомутом датчик света. Когда фара зажигается - датчик передаёт информацию об этом в радиопередачик, а передатчик передаёт эту информацию в эфир по нескольким заранее определённым каналам. Номера этих каналов записываются в электронные дорожные карты, которыми пользуются автопилоты, чтобы автомобиль, подъезжая к перекрёстку заранее знал, по какому каналу слушать свои сигналы светофора. См. схему.


Как это может выглядеть в реальной жизни, на настоящем перекрёстке

Несколько каналов для каждого светофора нужно на случай помех. Чтобы можно было выбрать канал где помех меньше всего. Слушать сигналы светофора смогут и автомобильные навигаторы, чтобы предупреждать водителя, если он зазевался и едет на красный свет. Это однозначно уменьшит число ДТП.

По сложности такое устройство навешиваемое на светофор - крайне просто - соберёт любой школьник-ардуиньщик из дворца пионеров. По стоимости - тоже крайне дешёвое, так как тут всего лишь датчики, хомуты, провода, контроллер и передатчик. Всё в целом в пределах ста долларов.

Для ардуинщиков вот, специальный урок, как сделать так, чтобы одна Ардуина передавала сигнал по радио, а другая принимала:

https://www.youtube.com/watch?v=inJyp9e_xso

А это урок о том, как просканировать 128 каналов, и определить какие из них зашумлены.

https://www.youtube.com/watch?v=_9UKUhaNCrk

А это урок, как сделать на Ардуино пульсометр. Когда у человека бьётся пульс, то цвет кожи меняется, а датчик фиксирует это изменение. То же самое и со светом светофора, только изменения яркости намного более мощные.

https://www.youtube.com/watch?v=cM_Y7dkBDSk

В общем всё настолько просто, что вы сами могли бы сделать такое устройство у себя дома, и пойти закрепить на ближайший светофор. Согласовав, конечно, это с местными органами власти.

Вопрос в том, почему этого не могут сделать Тесла, Майкрософ, Гугл, и прочие миллиардерские компании, им-то ведь намного проще договориться с органами власти. Тогда бы автопилоты Теслы могли бы тормозить перед красным светом светофора, а на зелёный - уверенно проезжать перекрёстки. Но вместо этого все они дружно обсуждают в каком году появится полноценный автономный автомобиль, в двадцатом или в тридцатом. А это бесполезно обсуждать, если никто не делает козырёк, и не ставит радиопередатчики на светофоры. В том году появится автономный автомобиль - когда вы это сделаете. Это и кое что ещё.

Comments

[alex-avr2.livejournal.com]

Браво! Превзошел сам себя!

Но у меня есть идея лучше! Прикрепляем к каждой машине джетпак (лучше 4, для надежности) и тогда машинам вообще не нужны будут светофоры! :)

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Джетпак может носить в воздухе человека около сорока секунд.

[vkv.livejournal.com]

Если у светофора и так есть ID и положение, не понятно, зачем забивать эфир на восьми частотах, когда можно передавать ид направления, в котором светит передаваемый цвет тоже.
а то, например, представим что у каждого светофора есть стрелка налево и направо, а в 20 метрах еще один такой же перекресток, и сосчитаем количество нужных частот.

[Аркадий Ланской (from livejournal.com)]

Особенно весело будет, когда ремонтники сфетофоров попутают направления.

[gibajd.livejournal.com]

кажется, можно еще проще.
подключить каждый светофор к интернету (они вроде бы уже подключены к какой-то сети, может и не везде) и в он-лайн транслировать сигнал на что-то типа гугл-карт. С которых робомобиль уже берет информацию. А заодно и обычным водителям помощь - будет видно, сколько осталось до переключения и пр.

+ наконец-то ввести умный светофорный трафик - если на какой-то дороге скопилось много машин, то зеленый в этом направлении будет дольше гореть. А если дороги свободны, то можно при приближении включить зеленый пораньше (или выключить попозже)

[klaip.livejournal.com]

+

[beobahter.livejournal.com]

1. Копеечный передатчик на светофоре, под солнцем, дождем и снегом, долго не продержится. А тот, что продержится, будет стоить совсем другие деньги.

2. Без стандартизации, обязательной для ВСЕХ, такая затея бесполезна - а стандартизация дело долгое и оочень непростое.

3. Приемники для миллионов машин тоже выльются в копеечку.

Ну и самое главное - сегодня, при повсеместном покрытии сотовой связи, эта затея вообще бессмысленна. Светофоры обычно управляются централизовано. Гораздо проще передавать информацию из центра по мобильному интернету.

[natomist.livejournal.com]

Насколько централизованно? Прям сигналы переключения переадются или только программа переключения передается?

[relikt-74.livejournal.com]

Чорд! Да! Гениальное в своей простоте решение! Именно так и надо сделать. Хомутами датчики света. Зачем брать сигнал с реле, которое включает фонарь, это же так сложно, дорого и ненадежно! Датчики света, вот што нам нужно!

[natomist.livejournal.com]

В светодиодных светофорах может не быть реле. С другой стороны датчики света могут среагировать на солнце. Зимой оно может светить низко и никакой козырек не спасет.

[alex-ak.livejournal.com]

Может быть более перспективно не ломиться в открытую дверь, а позаимствовать технологию у того, кто ее уже давно использует? Дублирование сигналов светофора по радиоканалу используют железнодорожники со времен царя Гороха. У них прямо в кабине локомотива стоит дублер светофора, который показывает то же, что и стационарный светофорный пост. Я, кстати, и в своей машине от такой фигни не отказался бы.

На картинке со схемой радиофицированного светофора логика самоустранилась. Зачем датчики света? На лампу, чем бы она ни была, в любом случае подается электропитание. Если не хотите курочить логическую схему светофора (хотя это было бы правильнее всего), просто подключите входы своей радиоприставки к проводам питания ламп. Если у вас там входы типа "сухой контакт" - сделайте релейную развязку, но датчики света - это ересь.

[natomist.livejournal.com]

Сигнал точно по радиоканалу дублируется? Не по рельсам?
Как автоматика в локомотиве понимает где его светофор, если рядом проложено несколько железнодорожных линий? На станциях такое часто бывает.

[e-maksimov.livejournal.com]

Тупость какая.
1. Козырек от солнца не спасает от засветки бликами от стекла на зданиях и автомобилях вокруг.
2. Эфир в городах и так уже загажен, а тут еще каждый светофор будет излучать.

Полноценные автономные автомобили будут возможны только после полной перестройки дорожной инфраструктуры под их потребности, попытки интегрировать их в существующую инфраструктуру ни к чему хорошему не приведут.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> 1. Козырек от солнца не спасает от засветки бликами от стекла на зданиях

Зависит от датчиков и логики работы микроконтроллера управляющего сервоприводом козырька.

> 2. Эфир в городах и так уже загажен

Приоритет должен быть за светофорами, так как это вопрос безопасности и жизни людей. Тем более, что частот нужно с гулькин нос.

[pokerfrog.livejournal.com]

А еще мы вырезаем гланды. Автогеном, через задницу.

[dmi2130.livejournal.com]

Кроме того, что реализация идеи - тупая, еще и не понятно, кто будет нести юридическую ответственность, если эта системы поломается (и приведет к ущербу или жертвам) или будет выведена из строя преднамеренно (хакнута, заглушен сигнал и т.п.)

Забиваем гвозди микроскопом" (с) Осколково

[zampotehkenguru.livejournal.com]

не понятно, кто будет нести юридическую ответственность, если эта системы поломается (и приведет к ущербу или жертвам) или будет выведена из строя преднамеренно (хакнута, заглушен сигнал и т.п.)

Всё как раз понятно. Ответственность будет нести тот, кто преднамеренно вывел систему из строя.

И заглушение сигнала не приводит к катастрофе, а приводит к тому, что автопилот не может прочитать сигналы передаваемые светофором и останавливается до устранения неисправности. Если у него есть связь - он может послать сигнал ремонтникам о поломке светофора, чтобы они приехали и починили. Раций может стоять и две, на случай если одна сломается. Для этого надо еще иметь и механизм самотестирования, чтобы обнаруживать поломку рации и переходить на передачу другой рацией в такой ситуации.

Подменить сигнал невозможно. Так как если посылается ещё и другой сигнал на той же частоте, то в эфире будет мусор, и считать передаваемую информацию будет невозможно.

И радиоканал не заменяет светофоры, а ДОПОЛНЯЕТ. Если у машины хороший обзор, и она может видеть светофоры, то должна ориентироваться по зрению, также как и другие водители.

[agordian.livejournal.com]

1. Камеру засветить очень сложно, даже самую простенькую. Манипуляции диафрагмой, эл.затвором, умный АРУ, поляризационные линзы/шторки, алгоритмы расширения дин.диапазона кадра, компенсации засветки и т.д. и т.п. Короче, даже фары в упор не слепят камеры, которые вам штрафы выписывают. Даже на КПДВ у вас все вполне разборчиво, а что качество не визуальное, так автопилоту пофиг.
Козырек - самое бестолковое решение из возможных, т.к. поможет максимум от солнца, но не других источников, и а) алгоритм автом.управления козырьком не очевиден; б) решение явно не будет быстрым для такой динамической штуки, как авто.

2. Решение по светофорам - в организации единой транспортной сети, например, на базе опсосов, из которой автопилот может получить сигнал светофора и другую нужную инфу. Ну, и заодно настучать на вас в эту сеть за нарушения правил. Думаю, и штраф вам тоже выпишет самостоятельно. А не заплатите - не заведется. Готовьтесь!

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> 1. Камеру засветить очень сложно, даже самую простенькую.

А Google считает иначе. Даже приводит вот такую картинку в качестве иллюстации:



Тут не только засветка, а ещё и невидно какой цвет горит на светофоре из-за засветки.

2. Решение по светофорам - в организации единой транспортной сети

Решений на миллиард долларов - полно. А я предлагаю ДЕШЁВОЕ решение. Давайте предложим инвесторам наши решения. Вы - на миллиард, а я - дешёвое. И посмотрим, что они выберут.

[solar-front.livejournal.com]

Лучшее дополнение к светофору это решетка из средневекового замка. Заточенными прутьями вниз падает. Или хотябы колами по стоплинии.

Сразу и козырек, вайфаи и радио отрадут за ненадобностью. И солнце мешать не будет.

[e-maksimov.livejournal.com]

[Дмитрий Рождественский (from livejournal.com)]

А ещё можно просто накрутить на объектив поляризационный светофильтр.

[phis.livejournal.com]

против солнца он не поможет. нужна бленда, или как говорит автор "козырек")

[phis.livejournal.com]

а на таганке автопилоту башню сорвет полностью

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Почему?

[livejournal.livejournal.com]

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России (http://www.livejournal.com/?rating=ru)! Подробнее о рейтинге читайте в Справке (https://www.dreamwidth.org/support/faqbrowse?faqid=303).

[doctor-notes.livejournal.com]

> Когда фара зажигается - датчик передаёт информацию об этом в радиопередачик, а передатчик передаёт эту информацию в эфир по нескольким заранее определённым каналам.

Государственная комиссия по радиочастотам смотрит на этот текст с изумлением)

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Вообще-то государство давно определило частоты для радиолюбителей. И на тех видео в тексте, где передаются данный от одной Ардуины к другой - это происходит как раз на таких частотах для радиолюбителей.

[lx-photos.livejournal.com]

как-то всё слишком сложно
достаточно каждый цвет модулировать своей частотой, и всё
скважность выбрать такую, чтобы на яркость не влияло
частоту выбирать такой, чтобы не была кратной частоте питающей сети
или на одной и той же частоте в самом сигнале кодировать цвет и направление действия сигнала: налево, направо, прямо; можно, нельзя, (нельзя, но если очень хочется, то можно), совсем нельзя, я - путин.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> достаточно каждый цвет модулировать своей частотой, и всё

На этот вопрос ответил здесь: http://engineering-ru.livejournal.com/464254.html?thread=32610942#t32610942

Причём думаю, что всё равно как лучше сделать будет решать Тесла. Если конечно они следят за тем, кто чего пишет по этому вопросу. Или Майкрософт с Гуглом, если следят они.

[aleksandrstlbp.livejournal.com]

Дерзайте, помимо светофоров перед вами дорожные знаки, дорожные ямы и дорожные дураки

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Последних должны заменить автопилоты!

[sizif73.livejournal.com]

Да сколько в том городе перекрестков. Обозначаем каждый неким кодом, дописываем, допустим, еще одной буквой, состояние светофоров. Гоним это все непрерывно в эфир. Подобрать надежный способ позиционирования машины, лучше комбинированный.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> Обозначаем каждый неким кодом, дописываем, допустим, еще одной буквой, состояние светофоров. Гоним это все непрерывно в эфир.

Собственно я и предложил передавать в эфир. Зачем обозначать кодом и буквой - непонятно.

[ex0_planet]

Знаете, проблема с вашей идеей даже не в смехотворной реализации, на уровне дворца пионеров 60-х годов прошлого века. А в том, что оно представляет собой единую критическую точку отказа.

Иными словами, оно должно быть внедрено одновременно, по всей стране (а лучше по всему шарику), и никогда-никогда не ломаться. Просто потому, что автопилот рассчитанный на эту систему встанет на первом же перекрестке где что-то будет не так — сломанный передатчик, или просто его не успели поставить. Если автопилотов в трафике будет заметный процент, то трафик встанет весь, и не только на проблемном участке, а еще и на прилегающих.

По сути, предложенное ничем не лучше, скажем, идеи натянуть вдоль дороги излучающий кабель и передавать по нему централизованные сигналы управления. Тоже самое — дешевые простые автопилоты и полный отказ всей системы при любом сбое.

Второй принципиальный недостаток в том, что любое дополнительная система, могущая нивелировать описанную проблему, будет достаточно самостоятельной, чтобы пилотировать автомобиль в одиночку, не полагаясь на радиосигналы светофоров. То есть, этот ваш репитер светофора полностью бесполезен, а ресурсов на свою разработку, изготовление и внедрение требует.

Поэтому он идет нафиг, а вам двойка по системной инженерии.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> автопилот рассчитанный на эту систему встанет на первом же перекрестке где что-то будет не так

Езжайте по светофорам. Светофоры же у вас никто не отнимает, а их лишь ДОПОЛНЯЮТ радиоканалом.

> По сути, предложенное ничем не лучше, скажем, идеи натянуть вдоль дороги излучающий кабель и передавать по нему централизованные сигналы управления.

Это будет стоить миллиарды. Так, что лучше.

> Поэтому он идет нафиг, а вам двойка по системной инженерии.

А вы, что же, Илон Маск? Или Ларри Пэйдж? Или Билл Гейтс? А если нет, то этот вопрос решаете не вы.

[areyosi.livejournal.com]

Про козырьки соглашусь возможно они немного помогут.
А с остальным нет.
Лучше дополнить такие автомобили модернизированными тепловизорами. Даже светодиодные лампы излучают тепло.
Можно написать алгоритм для различения тепловизором зелёного, жёлтого, красного, и секционного.
Собственно от него требуется показать компьютеру какая секция сейчас светит а обычная камера покажет где именно эта секция находится. Думаю из этого может получиться что то более толковое чем по всему миру или хотя бы в масштабах одной страны менять/модернизировать все светофоры.

[vaquero1978.livejournal.com]

Будет больше автомобилей с автопилотом, тогда и светофоры поменяют или навесят на них что-нибудь. Тут простая инерционность в подходе дорожных служб.
Я как инженер могу сказать, пока что-то нормально работает и отвечает текущим требованиям, все будут сидеть на попе ровно и это хорошо.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> Будет больше автомобилей с автопилотом, тогда и светофоры поменяют

Наоборот. Автопилотов нет именно потому, что без радиоканала они не могут уверенно проезжать светофоры. Будут светофоры с радиоканалом - будут и автопилоты.

[sergkz.livejournal.com]

Это сработает, если будет выработан единый международный стандарт (или хотя бы внутри страны) для передачи состояния светофоров по радио, лучше конечно не многочастотный - частота на каждый светофор, а передача кодовыми посылками с одной частотой на всех.
Скорее всего даже идентификатор светофора должен включать в себя координаты перекрёстка (въезда, если перекрёсток большого размера) и направление въезда, как в авиации маркируются взлетно-посадочные полосы по азимуту их направления.
Тогда этот сигнал поймёт даже навигатор, у которого нет карты данного района, не то что актуальной, а вообще никакой. И можно тогда представить себе дублирование сигналов светофора на панели автомобиля, или проекцией на стекло.

Или - если применять решения "чисто железные" в стиле 70-х, то каждый светофор должен передавать своё состояние НАПРАВЛЕННОЙ антенной, которая должна захватывать только полосу, на которую этот светофор действует. Но это сработает только для перекрёстков, где на каждое направление один светофор, с кучей светофоров над полосами такое уже не пройдёт.

[zampotehkenguru.livejournal.com]

> Это сработает, если будет выработан единый международный стандарт (или хотя бы внутри страны)

Он не нужен. Достаточно написать частоты на картах. Выработать стандарт, создать комиссию, провести конференцию - это когда куча дармоедов под видом науки транжирят миллиарды. Летают на самолётах, жрут там чего-то, отдыхают и всё это за народные деньги.

> Тогда этот сигнал поймёт даже навигатор, у которого нет карты данного района

Если у навигатора нет карты - значит это не навигатор.

[carlic-mozg.livejournal.com]

А что, идея подать на светодиоды светофора несущую частоту и модулирующий сигнал - как в оптоволокно, только без оптоволкна - так никого и не посетила?

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Светофоры служат по двадцать лет. Так, что лет через двадцать вполне возможно, что так и будет. Но я ждать не хочу, поэтому предлагаю наиболее дешёвое решение.

[e-pipe.livejournal.com]

Мечта хакера...

[zampotehkenguru.livejournal.com]

Нет подключения к интернету - нет хакеров.

[Олег Окман (from livejournal.com)]

Решение может быть не пионерским (с рацией), а вполне себе современным.

1. Каждый светофор - уникален. Он стоит в определенном месте и работает по определенному алгоритму. Поэтому давайте присвоим каждому светофору уникальное имя и будем обращаться к нему по имени :) и пусть это имя будет у нашего светофора - "Вася".
2. Подъезжает к "Васе" автопилот, который знает, в какой точке пространства он (автопилот) находится и куда ему хочется поехать дальше, после "Васи".
3. Подъехав, автопилот спрашивает у "Васи": "Я еду с проспекта Ленина по четной стороне. Можно мне повернуть на ул.Цветочную?". "Вася" ему отвечает: "Нет. Обратись снова через 47 секунд."
4. Через 47 секунд автопилот обращается и "Вася" отвечает: "Давай по быстрому, у тебя 12 секунд для поворота и выруливания на Цветочную"
5. Автопилот начинает движение и если "чуйствует", что не успевает за 12 сек, то приостанавливается до следующего цикла.

Если кто ездил по платным дорогам, то тот знает слово "транспондер"...

Среда взаимодействия со светофором (канал связи) может быть на базе Wi-Fi.

P/s Ну, и простейший канал связи - это односторонняя подача информации от светофора через GPS/Глонас или интернет.
Светофор "Вася" посылает непрерывно в центральную систему управления ДД доклад о тех действиях, которые он хочет совершить, например: "В 13 часов 24 минуты 56 секунд по МСК я включу стрелку на Цветочную. ..." Это вангование передается на спутник (или в интернет), откуда автопилот черпает информацию о мыслях (и предполагаемых действиях) Васи. Если у автопилота часы синхронизированы нормально с МСК, то он вполне будет обеспечен информацией о текущем состоянии светофора. Если "Вася" ломается, то с некоторой задержкой (возможно, несколько секунд - зависит от скорости прохождения сигнала через систему передачи сигнала) автопилот будет знать об этом.
Разумеется, если информация от "Васи" перестала поступать по любой другой причине (например, сломался канал приема у автопилота), то автопилот действует "по старинке", пытаясь рассмотреть сигналы "Васи" визуально.

[sergkz.livejournal.com]

Как я выше писал - проще передавать сразу в сигнале светофора его координаты, направление въезда которое он обслуживает, и текущее состояние - разрешение/запрет.
Тогда во-первых исключается необходимость передатчика в автомобиле и диалогового режима, а во-вторых автопилот на машине может не знать ничего об окружающей местности, но правильно понять - тормозить или ехать в данном конкретном месте.