Az Egyesült Államok több városában is működnek autonóm járművek, amelyek felismerhetők az érzékelőközpontként szolgáló, jellegzetes forgó tetejükről.

Ezek a csúcstechnológiás érzékelők, például a LiDAR, a radar és a kamerák kulcsfontosságú szerepet játszanak a környezet feltérképezésében, bár terjedelmes jellegük akadályozhatja az aerodinamikát és befolyásolhatja a jármű hatékonyságát és hatótávolságát.

Aerodinamikai teljesítmény fokozása optimalizált érzékelőtervezéssel

A kínai Wuhan Műszaki Egyetem kutatói optimalizáló mesterséges intelligencia algoritmust alkalmaztak az autonóm járművek aerodinamikai teljesítményének javítására az érzékelők szerkezeti formájának megváltoztatásával. A LiDAR-ral, radarral és kamerákkal felszerelt hagyományos, terjedelmes szenzorhalmazok akadályozhatják a jármű aerodinamikai hatékonyságát, ami megnövekedett energiafogyasztáshoz és korlátozott hatótávolsághoz vezet.

A csapat által optimalizált érzékelőtervezés a szimulációk során a teljes légellenállás 3,44%-os csökkenését mutatta ki a standard elrendezéshez képest. Eredményeik megerősítése érdekében valós szélcsatorna-tesztet végeztek, és az eredményeket a Physics of Fluids című folyóiratban publikálták.

A légellenállás kihívása az autonóm járművekben

A gyártók már régóta a járművek aerodinamikai ellenállásának minimalizálására összpontosítanak a sebesség és az üzemanyag-hatékonyság növelése érdekében. A modern autók lekerekített formatervezéssel és további aerodinamikai elemekkel rendelkeznek a légáramlás áramlásának áramvonalasítása érdekében. Az AV járművekben azonban kihívást jelent több terjedelmes érzékelő, például kamerák és LiDAR-rendszerek beépítése.

A kiálló érzékelők megzavarják a légáramlást, ami megnövekedett légellenálláshoz és csökkent aerodinamikai teljesítményhez vezet. A kutatók megfigyelték, hogy az AV motorháztetőjén és lökhárítóján elhelyezett érzékelők légörvényeket hoztak létre, ami tovább rontotta az aerodinamikát.

Az érzékelő formák optimalizálása a csökkentett légellenállás érdekében

Az autó ablakai, a motorháztető és a hátsó lökhárító közelében lévő érzékelők alakjának módosításával a kutatók hatékonyan tudták csökkenteni a légellenállást. A módosítások közé tartozott az elülső oldalsó érzékelők magasságának csökkentése és a tetőérzékelő beállítása a légáramlási ellenállás minimalizálása érdekében.

A tanulmány kiemelte, hogy az érzékelők kialakításának finom változtatásai, különösen a tetőn, jelentősen csökkenthetik az AV-k légellenállását. Az aerodinamika optimalizált érzékelőkkel történő javítása csökkentheti az AV-k energiafogyasztását, és megnyitja az utat a hatékonyabb hosszú távú utazás előtt.

Az autonóm teherautózás lehetséges hatásai

Az eredmények azt sugallják, hogy az aerodinamikai érzékelők jelentős előnyöket kínálhatnak az autonóm teherautózás számára az üzemanyag-hatékonyság növelésével és az energiafelhasználás optimalizálásával. Az olyan vállalatok, mint a Waymo és a Zoox, olyan stratégiákat vizsgálnak, amelyek a légellenállási hatások mérséklésére irányulnak az érzékelők elhelyezésének átalakításával.

Az AV-k jobb aerodinamikája gyorsabb szállítási időt, alacsonyabb üzemeltetési költségeket és hosszabb akkumulátor-élettartamot eredményezhet az elektromos járművek esetében. A tanulmány meglátásai befolyásolhatják a jövő autonóm járműveinek fejlesztését, amelyek fokozott aerodinamikai hatékonysággal rendelkeznek, lehetővé téve a hosszabb utazási távolságokat és a fenntartható működést.