Bir otomatik pilot otomatik olarak insan müdahalesi olmadan Motorlu araç için bir cihaz, ancak otomotiv alanında terim aynı zamanda insanlar tarafından tahrik sistemleri için kullanılır.
Daha doğrusu , bir insan operatör tarafından sürekli kontrol gerekmeden bir aracın yörüngesini kontrol etmek için kullanılan bir sistemdir . Otopilotlar bir insan operatörün yerini almaz, ancak onların aracı kontrol etmelerine yardımcı olarak yörüngeyi, hava durumunu veya sistemleri izlemek gibi operasyonun daha genel yönlerine odaklanmalarına izin verir. Otopilotlar uçaklarda, gemilerde, uzay araçlarında , füzelerde ve son zamanlarda otomobillerde kullanılmaktadır . Otopilotlar zaman içinde önemli ölçüde gelişmiştir: daha eskileri sadece şeritte kalırken, yenileri bir insan pilotun gözetimi altında otomatik iniş yapabilir . Otomatik pilota genellikle Georges (İngilizcede George) denir.
Araç kullanmak, kabul edilebilir bir güvenlik seviyesiyle harekete izin vermek için sürücünün sürekli dikkatini gerektirir. Havacılık ve deniz yapım tekniklerindeki gelişmeler, kaçınılmaz olarak yolculuk sürelerinde bir artışa yol açmıştır. Sürekli dikkat, bu nedenle pilotlarda ciddi bir yorgunluğa neden oldu. Belirli seyahat sürelerinin ötesinde, insan sınırları bu sürekli dikkatin korunmasına izin vermez. Böylece otomatik bir pilot, pilotun belirli görevlerini yerine getirmek ve onu rahatlatmak için tasarlanmıştır.
Uçmak için uçağa izin birinci oto pilot, Cape sabit irtifa sürücünün dikkatini gerektirmeden sabit tarafından geliştirildi Lawrence Sperry (in) , ünlü mucit oğlu Elmer Sperry (in) olarak) 1912 . Bunu 1914'te Paris'te düzenlenen bir havacılık güvenliği yarışmasında gösterdi. In 1918 , Sperry şirket "kurdu Sperry Corporation, navigasyon ve pilot sistemleri için bileşenler üretti ve" onun otopilot pazarlanan. Lawrence Sperry'nin oğlu Elmer Sperry Jr., savaştan sonra aynı otomatik pilotta çalışmaya devam etti. 1930'daki sonuç, bir ABD Ordusu uçağını üç saat boyunca yolda tutan daha kompakt ve güvenilir bir otopilottu .
1920'lerin başında , Standard Oil'in bir yağı , otopilot kullanan ilk gemi oldu. In 1930 , Kraliyet Hava Aracı Kuruluş İngiltere'de bir kullanan bir "Pilot yardımcısı" geliştirdi pnömatik jiroskop uçuş kontrolleri hareket eden.
23 Ağu 1937, otomatik modda ilk iniş gerçekleşir, mühendis pilot Carl Joseph Crane, Amerika Birleşik Devletleri'nde bu işletim modunu bir Fokker Y1C-14B ile deneyerek bu kayda değer ilerleme için Trophy Mackay'ı kazanır.
Otomatik pilotların geliştirilmesine, özellikle kontrol algoritmalarının ve hidrolik servomekanizmaların iyileştirilmesine ilişkin olarak devam edildi . Ayrıca, radyo seyrüsefer yardımcıları gibi ek araçların dahil edilmesi , gece ve kötü havalarda uçuşa izin verdi. Gelen 1947 , bir Douglas Cı-54 Skymaster adlı ABD Hava Kuvvetleri bir gerçekleştirilen ötesi bölgesine tam olarak bir otomatik pilot kontrolü altında, kalkış ve iniş dahil olmak üzere.
1960'larda bileşen sistemleri otomatikleştirildi: “Bu yeni gösterge panelleri ile her bir parça, pilotlara hangi bilgilerin ne zaman verilmesi gerektiğini belirlemek için birbirleriyle iletişim kurar. Önemli bir parça olan uçuş yönetim bilgisayarı, bir yönetici tarafından sağlanan kriterlere göre esas olarak yerde programlanmıştır: yolculuk boyunca otomatik pilota rehberlik edecektir ” . 1970'lerde, Airbus ve Boeing uçakları küresel havayolları tarafından kullanıldı ve "pilotu makinenin sadece bir gözlemcisine dönüştürdü" . 1987'de Airbus, elektrikli uçuş kontrollerine sahip ilk uçak olan A320'yi sundu, bilgisayar pilotun hareketlerini kontrol sütununda yorumladı ve ardından bunları uçağın kanatlarına ve kuyruğuna iletti.
Bir otopilot, istenen hedefe bağlı olarak birkaç modda çalışabilir. Temel modlar şunlardır:
Daha karmaşık modlar, örneğin helikopterlerde, örneğin, durum bakımı (stabilizasyon), belirli bir noktanın üzerinde pozisyon tutma ( havada asılı kalma ) veya kurtarma görevleri sırasında arama yapmak için genişleyen spiral yörüngelerin yürütülmesi gibi mevcuttur.
Havacılık topluluğunun üyeleri, otomatik pilota sanki bir meslektaşıymış gibi tanıdık "George" takma adını verir.
Geçmişte, Ju 87B gibi sokulan uçuşlar için özel otomatik pilotlar geliştirildi . Bu otopilot hız frenlerini kontrol etti ve uçağı çok dik bir eğimle alçalmaya zorladı. Alçak irtifaya varıldığında veya bombaların atılmasından sonra, otopilot uçağı kaldırdı ve ilk konumuna geri koydu (ayrıca bkz. Stuka ve Ernst Udet ).
"Bora damperleri" olarak adlandırılan yeni çalışmalar, bir "silme" ulaşan rüzgara pilot yardımcı rüzgar . Yolcu konforunu artırmayı amaçlayan bu sistem, ancak bazı pilotlar tarafından, mevcut rüzgar koşulları hakkında geri bildirim almadığı için eleştirilmektedir .
Bu günlerde, tüm uçaklar otomatik pilotlarla donatılmamıştır. Daha eski ve küçük sivil havacılık uçakları , kısa uçuşlarda kullanıldığı ve iki pilot tarafından uçurulduğu için yirmi koltuk altı uçaklar gibi hala manuel olarak uçmaktadır. Yirmiden fazla koltuğa sahip uçaklara otopilot takılması, genellikle Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO) yönetmelikleri ile zorunlu hale getirilmiştir .
Uçaklar için otopilotlarda üç kontrol seviyesi vardır: bir, iki veya üç eksen.
Modern kompleks uçaklardaki otopilotlar üç eksenlidir ve genellikle kalkış, tırmanma, seyir (düz uçuş), alçalma, yaklaşma ve iniş aşamalarına ayrılır. Otopilotlar, yeni veya tehlikeli durumlar karşısında esnek değildir; genellikle manuel pilottan daha az yakıt tüketen bir uçak kullanırlar. Ayrıca, uçuş koşulları ne olursa olsun (uçağın uçuş zarfının aşılması hariç) sabit bir hızı korumayı mümkün kılan otomatik gaz kelebeği gibi diğer otomatik sistemlerle birlikte kullanılırlar.
İçinde aralık 2019, Airbus tamamen bir yolcu için otomatik bir pilot tarafından yürütülen ilk germe-off gerçekleştirilir.
Deniz alanında , otomatik bir pilot, yelkenli tekneler için bir rota , bir rota erime veya hatta bir rüzgar hızının korunmasına izin veren bir sistemdir .
Otopilot, insan müdahalesi (manuel ayarlar: takip edilecek yön, deniz durumu, sabit dümen açısı, dümen ve karşı dümen yükseltmesi, hız, gemi durumu (yüklü veya hafif), vb.) veya bir arayüz (giriş) ile bilgi alabilir. kayıtlı rota planından takip edilecek yön ve bir uydu konumlandırma sisteminden gelen bilgiler , bir günlükten ). Bilgisayar programı, eylemini zaman içinde optimize etmeyi mümkün kılan kendi kendine öğrenen algoritmalar içerir. Eksen dışı her dümen hareketi geminin ilerlemesini engelleyen bir bileşene sahip olduğundan, bu hareketlerin en aza indirilmesi önemlidir. Geminin istikameti düze yakın değilse, dümen hareketleri çok sıksa, otopilotun kötü ayarlanmış olduğu sonucuna varılabilir.
Bunu yapmak için pilotun üç ana işlevi yerine getirmesi gerekir: ölçün, harekete geçin ve iletişim kurun. Pilotlar genel olarak bir ayar noktası alır ölçülen başlığı arasındaki hatayı hesaplar, kontrollü bir sistemin meydana ayar noktası ile ve hareket dümen muhafaza edilmesi amacıyla teknenin istenen değer . Yönetici ayrıca istenen rotayı belirtebilmeli ve mevcut rotayı görüntüleyebilmelidir, bu nedenle insan-makine arayüzü aracılığıyla iletişime ihtiyaç vardır .
Deniz taşıtları için tasarlanan otopilotlar iki gruba ayrılabilir: barlar için pilotlar ve sürücüler için barlar tekerlekler. Ayrıca, genellikle yer değiştirmeyi aşmaması gerektiği ile belirtilen belirli bir deniz taşıtı türü için tasarlanmıştır . Fiyat aralıkları uzanan € 600 üzerinde için € 2.000 tipine bağlı olarak bar ve sağlamlık otomatik pilot.
ÖlçülenYön ölçümü , ister manyetik, ister jiroskopik veya uydu olsun , genellikle pusula gibi bir algılama cihazı ile yapılır . Bu cihaz, yönün ölçümünü iyileştirmek için uzayın yönlerine göre açısal ivmeleri ölçen bir aletle birleştirilebilir. Bunun için cep telefonlarındaki gibi üç eksenli bir jiroskop veya bir atalet birimi kullanabiliriz .
sipariş edildiYön üzerinde hareket edebilmek için pusula ölçümlerinin işlenmesi ve kontrol ünitesine gönderilmesi gerekmektedir. Bu sistemin beynidir, hesaplamaları yapan ve köleliği düzelten odur . Bu hesaplamaların sonucu aktüatöre gönderilir. Bu genellikle bir kıyıcı , bir motor (genellikle doğru akım tipinde ) ve bir kriko gibi bir aktüatörün kendisinden oluşur . Çıtayı harekete geçiren ikincisidir. Motoru bir kıyıcı ile çalıştırmanın faydası, motorun dönüş hızını ve dolayısıyla dümenin dönüş hızını değiştirebilmektir . Bununla birlikte, krikonun hareket hızının değiştirilmesi özellikle avantajlı bir bileşendir, çünkü krikonun geminin sürüklenmesine yol açabilecek çok düşük bir hareket hızı ile çok düşük bir hız arasında doğru uzlaşmayı bulmayı mümkün kılar. salınımlara yol açabilecek yüksek Sistemin kararlılığı için tehlikelidir .
Görüntüleİnsan-makine arayüzü boyutu önemlidir, çünkü girişte açıklandığı gibi, güvenlik ancak bir insan pilotun varlığında otomatik bir pilot tarafından sağlanabilir. Bu nedenle, sorumlu kişi, uygun sürüş davranışını sürekli olarak izleyebilmelidir. Bunu yapmak için, otopilot , istenen yönü ve mevcut yönü (veya muhtemelen ikisi arasındaki hatayı) gösteren bir ekranla donatılmalıdır . Ayrıca, bir sorundan sorumlu kişiyi uyarmak ve sürüş kontrolünü yeniden kazanabilmesi için hata mesajlarını gösterebilmelidir.
Orta ortaya çıktı ilk otomatik pilotlar XIX inci modeli yelkenli İngiltere'de yüzyıl ve ABD gölet (Pond Yatlar İngilizce). Bu yelkenli gemiler , radyo kontrolünün ortaya çıkmasından çok önce, göstergeler ve sıkı bir şekilde kodlanmış yarış kuralları ile yarışlarda yarıştı . Tipik olarak, kurslar uzun su kütlelerinde yapıldı ve kıyılarda "kaptan" tarafından müdahale gerektiren duruşlar için cezalar verildi, sadece bir sırık kullanılarak yapılan tramolalar cezalandırılmadı. Bu nedenle rota stabilitesi bu minyatür yarış yatları için önemli bir faktördü.
Güzergah sapmalarını ve özellikle tekne bir rüzgarın etkisi altında listelendiğinde orsa eğilimini telafi etmek gerekiyordu . Sürüklenme önleyici uçağın şekilleri (özellikle uzun salma), yelkenli uçağın uzunlamasına yayılması ve levha ayarları, azami hızı cezalandırırken belirli bir derecede yol stabilitesi sağlayabilir.
Bir denizci olarak gösterdiği başarılardan ve aynı zamanda otopilotlar alanındaki öncü çalışmalarından dolayı Marin Marie, Cruise Club of America tarafından gıptayla bakılan Mavi Su Madalyası ile ödüllendirildi.
Gibi Forerunners Joshua Slocum , Vito Dumas veya Alain Gerbault o rüzgarın yönüne göre az ya da çok sabit bir istikamet düzenlenen mümkün böylece en iyi olarak demirleyen dümen ile, onların yelkenli ayarlayarak ile kendilerini içeriğe vardı ve bazen zorlandı dinlenmek için teknelerini pelerine koymak için.
İlk rüzgar gülü valiler gibi 1960 ve 1964s içinde transatlantik yat yarışları, üzerine yüklenen Blondie Hasler en . Uzun solo hava saldırılarında uzmanlaşmış eski bir havacılık pilotu olan Sir Francis Chichester , ünlü Gypsy Moth III ve IV'ün yürüyüş düzenleyicilerini tasarlamak için doğrudan çok aktif İngiliz model kulüplerine gitti .
1964'te Fransız mühendis Paul Gianoli , Éric Tabarly tarafından kaleme alınan Pen Duick II için geliştirilmiş bir hız regülatörü tasarladı .
Otomotiv alanında, havacılık alanındaki otomatik pilot kavramını karşılaştırmak için “özerklik” terimi kullanılmaktadır.
Düzeyi bir motorlu taşıt özerkliğine otonom sürüş sorumluluğu altında gerçekleştirilir, bir yandan ve koşullu otonom sürüş sürücünün yetkisi altında gerçekleştirilir işaretleri kısmen otonom sürüş (seviye 2) arasında bir fark vardır. Sürece diğer taraftan koşulların izin verdiği ölçüde (seviye 3).
Gibi Üreticileri Volkswagen , Audi ve Tesla olan kısmi özerklik araba sürebilirsin otomatik pilotlar gelişmekte amaçlayan bu bölüm tam özerklik (seviye 5) yükselmiştir edilecek. Bu yazılım - seviye 2+ - Tesla otopilot için yine 2021'in ilk yarısında sürücünün direksiyon simidini iki eliyle tutmasını gerektirir.
Nissan, 2018'de ProPilot markası altında 120.000'den fazla yarı otonom sistem pazarladı. Bu işlev, "akıllı" bir hız sabitleyici ve yol işaretlerini bulabilen bir dizi kamera ile donatılmıştır. Sürücü direksiyona müdahale ettiğinde, hızlandığında veya fren yaptığında sistem devreden çıkar. Ancak, sürücünün aracın kontrolünü elinde tutabilmesi için direksiyon simidi ile doğrudan teması sürdürmesi gerekir.
2019'da Japon Otoyol Kanunu'nun 70. Maddesi, sürücünün her zaman aracın yönünü, hızlanmasını ve fren yapmasını kontrol etmesini gerektirir. Nissan, bu düzenlemelere uymak için yüz tanıma yazılımı kullanıyor ve sürücü ellerini direksiyondan çekebiliyor.
Ekim 2020'de Tesla , FSD'nin ( Tam Kendi Kendine Sürüş ) beta test sürümünü az sayıda müşteriye kademeli olarak dağıtan ilk şirket olduğunda, bu gelişme henüz emekleme aşamasındaydı . Bu Tam Kendi Kendine Sürüş işlevi, tamamen otonom bir sürüş işlevi değildir. Maliyet (hala çok sınırlı olan ilk sürümler için Tesla'da yaklaşık 7.000 $) ve özellikle yasal yetkililerin sorumluluk sorunlarıyla ilgili dikkatli olmaları nedeniyle bu özelliklere genel halka erişim hala çok uzakta. Bir kaza.
2021'de Volvo, Mercedes, BMW, Nissan veya Hyundai gibi çeşitli üreticiler yarı otomatik, seviye 2 veya 2+ otoyol kontrol sistemleri sunuyor. Seviye 2 (veya "2+") olarak sınıflandırılan araçlar arasında Nissan Pro Pilot, Tesla Auto Pilot, Toyota / Lexus Assisted Drive ve Genesis / Hyundai / Kia Highway Driving Assist ve Highway Drive Assist II bulunmaktadır. Mitsubishi Mi-Pilot da 2. seviyedir.
Bu 2. seviye yardımlar, şeritte kalma ve hız ayarı gibi çeşitli sürüş görevlerini yerine getirir, ancak yine de sürücünün sorumluluk ve denetimini gerektirir.
2021'de otomatik şerit takip sistemi yönetmeliği kabul edildi .
Nissan, önümüzdeki yıllarda bir milyon ProPilot sistemi pazarlamayı planlıyor.
Mercedes-Benz, 80 mph (yaklaşık 129 km / s) hız sınırlarına kadar yollarda eller serbest kullanım özelliğine sahip Seviye 3 Sürüş Pilotu işlevine sahip bir otomobil piyasaya sürüyor .
Volvo, OnePilot yazılımına dayalı bir "Sentinel" ürününün geliştirilmesine hazırlanıyor.
Temmuz 2021'de Tesla, Amerika Birleşik Devletleri'nin belirli bölgelerinde, sürücünün sorumluluğunda aylık 199 ABD doları tutarında tam otonom sürüş (FSD) adı altında aylık bir sürüş yardım hizmeti pazarlamaya başlar.
Ağır vasıtalar alanında, otomatik pilotun varlığı, 2030'dan önce ağır vasıtaların sürücüsünü ortadan kaldırmamalıdır.
4. seviye otomatik pilot sistemi (insan müdahalesi olmadan) ile donatılmış sürücüsüz metro hatları bulunmaktadır . Genellikle merkezi bir istasyondan denetlenirler.
Banliyö tren tarafında, Île-de-France (Fransa), bazı RER hatlarına olan seviyesini 2 otomatikleştirilmiş ( RER A ile SACEM ve evrimi GOA2) veya (olacak RER B , D RER ve RER E ) ile NExTEO . Daha sonra Birleşik Krallık'ta Crossrail (Londra RER) kısmen otomatik hale getirilecek.
Son olarak, 2021'de SNCF , otomatikleştirilmiş bir BB 27000 elektrikli lokomotif ile 4. seviye otonom bir yük trenini test edecek ve 2023'te 2. seviye otonom TGV'leri ve 3. seviye otonom TER'leri test edecek .