چگونه خودروی خودران تسلا آنچه را که در جاده جلو و پشت آن وجود دارد می بیند؟
یکی از محبوب ترین دلایلی که مردم تسلا را می خرند، علاوه بر عملکرد و برد، مجموعه ویژگی های خودران این شرکت است. ایلان ماسک قبلا گفته بود که تسلا به همان اندازه که یک شرکت تولیدکننده خودرو است، یک شرکت نرم افزاری است.
بنابراین، چه چیزی ویژگی‌های خلبان خودکار و رانندگی کامل تسلا را از سایر تولیدکنندگان خودرو در این سیاره متمایز می‌کند؟ وسایل نقلیه تسلا چگونه می بینند که در دنیای اطرافشان چه می گذرد؟
مبانی سیستم خودران
قبل از اینکه به Autopilot تسلا بپردازیم، بیایید نگاهی به اصول اولیه یک سیستم خودران بیندازیم. برای اینکه یک وسیله نقلیه بتواند با موفقیت در جاده شهری حرکت کند، باید مراقب اشیاء فیزیکی اطراف خود و علائم، چراغ های راهنمایی و سایر نشانه های بصری باشد.
برای گرفتن این داده ها، به دو نوع ورودی در ماشین خود نیاز دارید:
- سنسورهای اندازه‌گیری فاصله: اینها معمولاً سنسورهای اولتراسونیک یا لیدارهایی هستند که در اطراف خودرو قرار می‌گیرند تا نقشه‌ای مجازی از آنچه در محیط اطراف خودرو می‌گذرد ایجاد کنند.
- دوربین‌ها: برای تشخیص هرگونه علائم توقف، چراغ‌های راهنمایی، علائم تغییر خط در جاده، و هر نشانه بصری دیگری، سیستم برای تصمیم‌گیری ایمن نیاز دارد.
یک سیستم ناوبری اولیه از هر دو نوع ورودی برای قضاوت دقیق مسیر خودرو استفاده می کند. با این حال، سیستم‌های پیشرفته‌تر، مانند سیستم‌هایی که در تسلا استفاده می‌شوند، به آرامی اتکا به حسگرهای اندازه‌گیری فاصله را برای تصمیم‌گیری‌های اصلی کاهش می‌دهند.
در عوض، آنها به مجموعه‌ای از دوربین‌های 360 درجه که خودرو را پوشش می‌دهند، تکیه می‌کنند تا میدان دید کاملی به دست آورند، ماشین‌های دیگر، اشیاء، عابران پیاده و علائم مربوطه را در مجاورت نقشه‌برداری کنند و بر اساس آن کار کنند.
این بدان معنا نیست که سنسورهای اندازه گیری فاصله منسوخ می شوند. آنها همچنان در تسلا شما حضور خواهند داشت و نقش مهمی ایفا خواهند کرد. درست این است که با سریع‌تر، کوچک‌تر شدن و توانایی‌تر شدن رایانه‌ها، بینایی رایانه نیز با سرعت بسیار بیشتری پیشرفت می‌کند. بهتر است به جای مدیریت چند ورودی، فقط یک جریان داده را پردازش کنید.
سیستم های تسلا چگونه کار می کنند؟
از آوریل 2019، هر تسلا با هشت دوربین ارائه می‌شود که یک نمای کامل 360 درجه از همه چیز اطراف خودرو تا برد 250 متری را ارائه می‌کند. سپس فیدهای ویدیویی که از هر یک از این دوربین‌ها می‌آیند برای شناسایی اشیاء، علائم و هر چیز دیگری که ممکن است به حرکت و ناوبری خودرو مرتبط باشد، پردازش می‌شود.
پردازش واقعی توسط رایانه داخلی انجام می شود. هر خوراک توسط الگوریتم پردازش می شود و نقاط مورد علاقه مانند چراغ های راهنمایی، علائم، هرگونه ترافیک متحرک و عابران پیاده در مجاورت علامت گذاری می شوند.
تشخیص اشیاء در فید ویدیویی به خودی خود نیز کار دشواری نیست. با استفاده از یک کتابخانه پردازش تصویر مانند OpenCV، می توانید به راحتی خودتان یک اسکریپت کوچک بنویسید که هر چیزی را از ترافیک در حال حرکت گرفته تا سرعت واقعی حرکت ترافیک را نیز تشخیص دهد.
اینجاست که شبکه‌های عصبی تسلا وارد عمل می‌شوند. اگر می‌خواهید نسخه ساده‌شده‌ای از Autopilot تسلا یا نرم‌افزار Full Self-Driving تسلا بسازید، به یک شبکه عصبی نیاز دارید که بتواند چیزها را شناسایی کند.
مانند هر برنامه یادگیری ماشینی، هرچه مجموعه داده آموزشی بزرگتر باشد، الگوریتم در تشخیص چیزها، خواه ماشین، عابران پیاده یا تابلوهای خیابان، دقیق تر خواهد بود. با صدها هزار اتومبیل که روزانه میلیون‌ها مایل را طی می‌کنند، تسلا مجموعه داده‌های آموزشی کاملی را ساخته است.
این مجموعه داده ستون فقرات شبکه عصبی تسلا را تشکیل می دهد. هنگامی که خودروهای بیشتری در جاده اطلاعات را به پایگاه داده وارد می‌کنند، هر روز چیزها را بهتر تشخیص می‌دهد یا «دیدن» آنها را بهتر می‌کند.
این شبکه عصبی، همراه با مجموعه هشت دوربین فوق الذکر، آنچه را که تسلا تسلا ویژن می نامد، تشکیل می دهد که Autopilot و ویژگی های مرتبط را ارائه می دهد. به خاطر داشته باشید که اگرچه Autopilot در همه تسلاها (از آوریل 2019 شروع می شود) به صورت استاندارد ارائه می شود، ویژگی های اضافی باید از طریق حساب تسلا شما خریداری شود.
هنگامی که همه تصمیمات گرفته می شود، فقط باید این منطق را به صورت ایمن و تدریجی به حرکت خودرو منتقل کرد. این الگوریتم با کنترل کننده موتور سواری خودرو ارتباط برقرار می کند و به آن می گوید که چه کاری انجام دهد. پس از آن، خودرو از همین مسیر پیروی می‌کند، و شما به چیزی شبیه رانندگی خودکار می‌رسید.
خودروهای تسلا چه قابلیت های خودرانی ارائه می دهند؟
در حال حاضر بسته های Autopilot موجود از تسلا به شرح زیر است.
خلبان خودکار
این مجموعه استاندارد ویژگی های خودران است که در همه تسلاها وجود دارد. ویژگی های موجود عبارتند از:
- Traffic-Aware Cruise Control: سرعت ماشین شما را با ترافیک اطراف مطابقت می دهد.
- Autosteer: به خودرو کمک می کند تا در یک “خط مشخص شده به وضوح” بماند. در ارتباط با کروز کنترل ترافیک آگاه کار می کند.
اتوپایلوت پیشرفته
این احتمالاً با قیمت 6000 دلار، بهترین بسته کمکی رانندگی تسلا است. ویژگی های موجود عبارتند از:
- تغییر مسیر خودکار: وقتی راننده چراغ راهنما را می‌زند، خودرو را به خط مجاور بزرگراه منتقل می‌کند.
- اتوپارک: به پارک موازی یا عمودی کمک می کند.
- پیمایش در خلبان خودکار: تغییرات خطوط را پیشنهاد می‌کند، به پیمایش در مبادلات کمک می‌کند و با ارائه راهنمایی برای رمپ‌های داخل و خارج از بزرگراه‌ها، به ویژگی تغییر خط خودکار کمک می‌کند. در حال حاضر در نسخه بتا
- احضار: به طور خودکار ماشین شما را از یا به یک فضای تنگ “احضار” می کند. فقط برای استفاده در فواصل کوتاه در نظر گرفته شده است.
- احضار هوشمند: در محیط‌های پیچیده‌تر و فضاهای پارکینگ حرکت می‌کند تا شما را در یک پارکینگ در مجاورت مستقیم شما پیدا کند.
قابلیت کامل خودرانی
همانطور که از نام آن پیداست، این پیشرفته ترین سطح رانندگی خودران است که یک تسلا می تواند برای لحظه ای به آن دست یابد. در حال حاضر قیمت اولیه آن 15000 دلار است، پس از افزایش 3000 دلاری در اکتبر 2022 نسبت به قیمت اصلی، یا اشتراک 199 دلاری در ماه. ویژگی های موجود عبارتند از:
- تمام ویژگی‌های موجود در Autopilot و Autopilot پیشرفته.
- کنترل علائم ایست و ترافیک: به طور فعال به دنبال علائم ایست و چراغ راهنمایی می گردد تا خودرو را به موقع متوقف کند. این ویژگی در حال حاضر در نسخه بتا است و به نظارت فعال راننده نیاز دارد.
- فرمان خودکار در خیابان های شهر: این یک ویژگی آینده است که جزئیات بیشتری هنوز اعلام نشده است.
آیا رانندگی کامل تسلا در واقع خودران است؟
این واقعاً به آنچه از این سیستم انتظار دارید بستگی دارد. اگر فقط به دنبال راحتی در رفت و آمد روزانه یا سفرهای جاده ای خود هستید، مطمئناً این ویژگی ها کمک بزرگی هستند. با این حال، اگر شما انتظار دارید که به اطراف رانده شوید، سیستم ها هنوز کاملاً آنجا نیستند.
همانطور که قبلاً ذکر شد، در حال حاضر، اتوپایلوت پیشرفته کامل‌ترین مجموعه از ویژگی‌های کمک راننده تسلا است. نام Full Self-Driving کمی اشتباه است، زیرا خود تسلا به وضوح می گوید که نظارت راننده همیشه لازم است.
به همان سرعتی که این شرکت به سمت رانندگی کامل خودران پیش می رود، هنوز مخالفت ها و مقرراتی برای مبارزه دارد. سیستم رانندگی کامل خودران نیز هنوز در حال آزمایش است که به خودی خود معضلی کاملاً متفاوت برای مقابله است.