شاحنات نصف ذاتية القيادة تزيد من السلامة والكفاءة
يتغير مستقبل نقل البضائع من خلال تقنية القيادة الذاتية التي طورتها شركة Kodiak Robotics. تأسست الشركة في عام 2018، وتعمل على تطوير حلول مبتكرة تساعد الشركات على نقل البضائع بشكل أكثر كفاءة وأمانًا.
قامت شركة Kodiak Robotics بتطوير أنظمة ذاتية القيادة لشبه الشاحنات (الشكل 1)، مما يمكنها من العمل بأمان على الطرق السريعة دون الحاجة إلى سائق بشري. وتستخدم الشركة تقنيات مختلفة، بما في ذلك الرادار وتقنية LiDAR والذكاء الاصطناعي، لتطوير أنظمة ذاتية القيادة متطورة.
تحاول Kodiak نشر اعتماد تكنولوجيا القيادة الذاتية، والتي تعتقد أنها ستنقذ الأرواح في نهاية المطاف وتعزز نوعية حياة سائقي الشاحنات. هناك نقص مستمر في سائقي الشاحنات المؤهلين اليوم. يبلغ متوسط عمر سائق الشاحنة الأمريكي حوالي 48 عامًا، أما بالنسبة لسائقي الشاحنات لمسافات طويلة، فإن متوسط العمر أعلى من ذلك. يختار عدد أقل من الأشخاص النقل بالشاحنات كمهنة بسبب الساعات الطويلة والمرهقة على الطريق والضغط الذي يتطلبه التسليم. تتمثل رؤية Kodiak في توفير الراحة للسائقين وإعادة توجيه الصناعة إلى مسار أفضل.
تم تصميم تقنية القيادة الذاتية، المعروفة باسم kodiakDriver، لاكتشاف العقبات المحتملة والاستجابة بشكل مناسب عن طريق إبطاء السرعة أو تغيير المسارات أو الدفع داخل المسار أو التوقف لمنع وقوع الحوادث.
تتضمن شاحنة الجيل الخامس المعيارية للغاية من Kodiak الآن عددًا أقل من التعديلات ونقاط الاتصال المطلوبة. وهذا يتيح دمجًا أكثر فعالية من حيث التكلفة في الشاحنات، مما يمثل خطوة مهمة نحو النشر التجاري لتقنية Kodiak ذاتية القيادة.
تم تحديث SensorPods من Kodiak للأساطيل
يحتوي حل القيادة الذاتية من Kodiak على نظام أجهزة معياري يسمى Kodiak SensorPod والذي يتضمن جميع أجهزة الاستشعار المطلوبة “لرؤية” المناطق المحيطة بها باستخدام مواقع تثبيت المرآة التقليدية للشاحنة. تتيح البنية المعيارية للقرون تركيبها في غضون دقائق دون الحاجة إلى متخصصين لإعداد المعدات ومعايرة شبكة الاستشعار.
وفقًا لجيمي هوفاكر، نائب رئيس Kodiak للأجهزة، تم تقسيم نظام الحوسبة والشبكات وتوزيع الطاقة إلى وحدات، مما يجعل التكامل والخدمة أسهل، حيث يمكن تبديل المكونات حسب الضرورة، وبالتالي زيادة وقت التشغيل إلى أقصى حد. يعمل هذا النهج المعياري على تبسيط عملية دمج النظام في الشاحنة، مما يسهل إدارتها عند دمج الشاحنات في أسطول العميل.
وقال هوفاكر: “تحتوي شاحنة Kodiak ذاتية القيادة من الجيل الخامس على عدد متزايد من أجهزة الاستشعار لمزيد من التكرار”. “تم نقل أجهزة الاستشعار التي كانت موجودة سابقًا في “unibrow” على السطح إلى SensorPods الموجودة على المرايا المثبتة على الجانب والتي يسهل الوصول إليها، مما يلغي الحاجة إلى الوصول إلى السقف لصيانة أجهزة الاستشعار. تتمتع شاحنة الجيل الخامس أيضًا بقوة معالجة GPU أكبر، وقوة معالجة مركزية، [and] التكرار النظام [as well as] انخفاض استهلاك الطاقة.”
قامت Kodiak بتخفيض متطلبات الطاقة الكهربائية مع تحسين قوة معالجة النظام. وأعادت الشركة بناء الكمبيوتر عالي الأداء بالكامل، مضيفة جيلًا جديدًا من شرائح المعالجة الأكثر كفاءة وقوة من السابق. تم خفض استهلاك الطاقة إلى النصف في نظام جديد يستخدم وحدات الطاقة، مما يحد من الطلب على التبريد ويزيد من الكفاءة.
إن أجهزة SensorPods المملوكة لشركة Kodiak عبارة عن حاويات أجهزة تم معايرتها مسبقًا ومُصممة مسبقًا لتحل محل مرايا الرؤية الجانبية للشاحنة. تم تصميم الطرق حول خط رؤية السائق البشري. توفر أجهزة SensorPods، الموجودة على نفس ارتفاع السائق، نقطة مراقبة مزدوجة أفضل، حيث توفر الرؤية على جانبي الشاحنة بدلاً من نقطة المراقبة الفردية فوق الكابينة. في حالة تلف المستشعر، مثل صخرة أو قطعة أخرى من الحطام التي تلحق الضرر بالمستشعر، توجد أجهزة استشعار زائدة عن الحاجة على متن الطائرة.
وقال هوفاكر: “إذا تعرض أحد أجهزة الاستشعار للتلف أو تم حجبه بواسطة جسم ما، فسيظل النظام قادرًا على الرؤية من الجانب الآخر”. “وهذا في نهاية المطاف يزيد من السلامة على الطرق ويحسن الإدراك.”
علاوة على ذلك، يمكن إجراء استبدال سريع لجهاز SensorPod في أقل من 10 دقائق. يحتوي جهاز SensorPod على أجهزة استشعار متعددة ويمكن إزالته بالكامل واستبداله بسهولة أثناء السير على الطريق بواسطة ميكانيكي دون تدريب متخصص، مما يزيد من وقت استخدام السيارة إلى أقصى حد، وبالتالي تحقيق إيرادات للعملاء.
تضمن التكنولوجيا التي تم اختبارها على الطريق بدقة السلامة
تم تقييم قوة النظام من خلال الاختبارات التي تم إجراؤها في ظل ظروف معملية وواقعية مختلفة. تم تصميم المكونات الرئيسية وفقًا لمعيار ASIL-D، وهو أعلى معيار للسيارات من حيث السلامة والموثوقية. علاوة على ذلك، تم تصميم الموصل الرئيسي للبيانات والطاقة في SensorPods ونظام الحوسبة من Kodiak للاستخدام في الطيران والفضاء والتطبيقات العسكرية. تعد القوة المتزايدة لنظام الأجهزة خطوة أخرى إلى الأمام فيما يتعلق باستعداد نشر Kodiak واجتهادها الدؤوب لضمان السلامة.
تقوم Kodiak بتنفيذ عمليات تسليم الشحن المستقلة لايكيا في تكساس منذ أغسطس 2022. وهي تعمل طوال أيام الأسبوع بين مركز توزيع Baytown ومتجر Frisco IKEA. تشمل عمليات التعاون الأخرى شركة Pilot Company وWerner Enterprises. في مارس 2023، أعلنت شركتا Kodiak وForward أنهما تديران ثلاث رحلات ذهابًا وإيابًا أسبوعيًا ذاتية القيادة بين دالاس وأتلانتا على مدار 24 ساعة يوميًا، ستة أيام في الأسبوع.
بالإضافة إلى ذلك، منحت وزارة الدفاع الأمريكية (DoD) شركة Kodiak عقدًا بقيمة 49.9 مليون دولار لمدة 24 شهرًا في ديسمبر 2022 للمساعدة في أتمتة المركبات البرية المستقبلية للجيش الأمريكي المخصصة للاستطلاع والمراقبة وغيرها من المهام عالية المخاطر.
وحدات طاقة Vicor موثوقة للغاية تستخدم لأجهزة الاستشعار “للرؤية”.
تم تنفيذ حل kodiakDriver باستخدام وحدات الطاقة التي طورتها شركة Vicor.
وقال هوفاكر: “إن تقليل استخدام الطاقة وتقليل حجم أنظمة Kodiak الفرعية يعد أمرًا ضروريًا لإنتاج منتج تجاري”. “توفر وحدات Vicor تحويل DC/DC عالي الكفاءة، مما يمكّن Kodiak من الحفاظ على حجم وحدة صغير وتقليل متطلبات التبريد.”
تدعم وحدات الطاقة Vicor مستشعرات kodiakDriver التي تتطلب حافلات إمداد طاقة 12 و24 و48 فولت. يوضح الشكل 2 Vicor BCM6123 (محول ناقل الجهد)، ومجموعة من منظمات PRM باك/تعزيز ومضاعفات التيار VTM. توفر جميع وحدات الطاقة تحويل طاقة موثوقًا وعالي الكفاءة في مجموعات صغيرة.
وفقًا لـ Kodiak، تعد وحدات BCM الخاصة بشركة Vicor عناصر أساسية في توفير العزل بنسبة جهد دقيقة للغاية وكثافة طاقة عالية. علاوة على ذلك، فإن التحويل عالي التردد باستخدام العبوة المستوية الفريدة لوحدات الطاقة Vicor يقلل من فقدان الطاقة أثناء تحويل عدة آلاف من الواط. وهذا يسمح بتغليف أصغر، والحد الأدنى من متطلبات تدفق الهواء/المشتت الحراري والقدرة على العمل في ظروف محيطة أعلى.
تتوفر مجموعة واسعة من المعلومات عبر نظام Kodiak على حافلة CAN واحدة معزولة عن حافلة CAN الخاصة بالمركبة. على سبيل المثال، يحتوي مصدر الطاقة على ما يقرب من 40 مخرجًا يمكن التحكم فيها بشكل فردي. يحتوي كل مخرج على تحكم في التشغيل/الإيقاف، ومراقبة التيار والجهد، والتحكم في العتبات الحالية ومراقبة الحالة. تعمل حافلة CAN على تحسين مناعة الضوضاء نظرًا لمدخلاتها التفاضلية مع السماح بالعديد من العناصر في الحافلة.
وقال هوفاكر: “إن نظامنا معقد للغاية، ويشتمل تحويل الطاقة بعدة كيلووات على حوالي 40 مخرجًا يمكن التحكم فيها، وجميعها يتم التحكم فيها بواسطة المعالجات الدقيقة/CAN”. “كان التحدي العام هو ملاءمة تحويل الطاقة والتحكم في حاوية حامل واحدة مكونة من وحدتين مع جميع التوصيلات البينية والمبدد الحراري والتبريد.”
علاوة على ذلك، يجب أن تعمل دائرة التحكم في وجود الضوضاء الناتجة عن تحويل الطاقة. سمح تحويل كثافة الطاقة بتخصيص قسم الطاقة بأحجام صغيرة للمساعدة في إدارة التداخل عالي التردد. كما أن التبديل عالي التردد جعل من الممكن تطبيق التصفية عند الضرورة.
تفضل بزيارة الكتاب الإلكتروني للحصول على المقالة كاملة
