Беспилотные автомобили

День, когда можно будет сесть в машину, раскрыть газету или включить любимый сериал, пока она сама едет в пункт назначения, не столь далек. Так по крайней мере утверждают автопроизводители. На международных автосалонах регулярно показывают все новые беспилотные автомобили, власти некоторых городов, преимущественно в США, уже разрешили тестирование таких машин на своих улицах. Свой самоуправляемый автомобиль даже создает российский КАМАЗ.

Жизнь человека — главная ценность

А что же в Германии? Здесь тоже активно готовятся к беспилотному будущему. Ведущие немецкие автоконцерны уже представили свои модели самоуправляемых авто. В мае бундесрат разрешил эксплуатацию таких автомобилей на дорогах общего пользования. А министерство транспорта и цифровой инфраструктуры Германии создало специальную комиссию по этике, задача которой — определить основные правила использования беспилотных автомобилей. В нее вошли ученые, юристы, эксперты по транспорту и представители автоиндустрии. О чем договорились члены комиссии?

Машины на автобане

Беспилотные машины должны значительно повысить безопасность на дорогах, но есть нюансы

Использование автопилотов оправдано только в том случае, если при этом уменьшается вероятность аварий и повышается безопасность движения, постановила комиссия. А самоуправляемые авто должны быть запрограммированы таким образом, чтобы предотвратить угрозу человеку, даже если это влечет дополнительные материальные расходы.

Споры в комиссии вызвал этический вопрос. Если по одной стороне улицы идет 80-летний пенсионер, а по другой — группа детей, в какую сторону должен повернуть машину компьютер в случае аварии? Впрочем, министр транспорта Александр Добриндт (Alexander Dobrindt) не видит в этом проблемы, он считает, что «благодаря более быстрому и развитому интеллекту автопилота в будущем будет гораздо меньше аварий». А значит, такой выбор делать просто не придется.

Человек и компьютер несут ответственность вместе

В Германии разрешили автопилотам ездить на общих дорогах только при одном условии: водитель будет по-прежнему находиться за рулем и должен быть готов в критической ситуации взять управление на себя. Например, в случае прокола колеса. Поэтому посмотреть сериал за рулем может и получится, а вот вздремнуть по пути на работу — вряд ли.

Самоуправляемое такси Uber

Uber активно тестирует беспилотные такси

Самоуправляемый автомобиль должен быть оборудован «черным ящиком» — наподобие тех, что устанавливаются в самолетах. Он будет записывать маршрут, отмечать, в какой момент машиной управлял водитель, а в какой — искусственный интеллект. В случае аварии это поможет определить, кто несет ответственность — производитель автопилота или водитель.

У критиков беспилотного будущего есть большие сомнения из-за того, что, согласно исследованиям, человеку требуется до 26 секунд, чтобы полностью включиться в управление автомобилем, если до этого он отвлекался на другое дело. Для критической ситуации это может быть непозволительно долго.

Искусственный интеллект пока не идеален

Критики также указывают на целый ряд аварий, которые ранее уже произошли с беспилотными автомобилями. Например, недавно в Сингапуре машина компании nuTonomy врезалась в грузовик при перестроении. Хотя при аварии никто не пострадал, это может отложить массовый переход на самоуправляемые авто в этом городе-государстве. Масштабные испытания в данной сфере проводит и компания Uber, и у нее тоже не обошлось без казусов: в сентябре 2016-го ее автомобиль попытался нарушить правила и проехать по встречной полосе.

Во время тестирования самоуправляемых авто в 2015 году производители совокупно отчитались о почти трех тысячах неисправностях автономных систем, из-за которых инженерам-тестировщикам срочно пришлось вмешиваться в управление.

Не обошлось без смертельных исходов: 7 мая 2016 года в штате Флорида электрокар Tesla Model S в режиме автономного управления въехал под прицеп грузовика, водитель Джошуа Браун погиб. Интересно, что за месяц до этого он же опубликовал в Youtube популярный ролик, как автомобиль Tesla спас его от столкновения.

Роботы ошибаются гораздо реже людей

И хотя беспилотные системы пока не идеальны, автопроизводители настаивают: люди ошибаются гораздо чаще роботов. Ученые из Колумбийского университета в США заявили, что использование машин с автопилотом повысит пропускную способность магистралей на 273 процента, а средняя скорость при этом значительно вырастет.

По прогнозу Международного института инженеров в сфере электротехники и радиоэлектроники, к 2040 году до 75 процентов автомобилей на дорогах будут беспилотными. В то же время комиссия по этике в Германии постановила: в будущем не должно быть законодательного обязательства ездить только на машине с автопилотом, поскольку это является «недопустимым ограничением свобод».

Можно ли взломать систему управления машины с автопилотом?

Этот вопрос беспокоит всех, особенно на фоне растущего внимания к активности всевозможных хакеров, в том числе нарушающих закон. Могут ли теоретически злоумышленники взломать компьютерную систему автомобиля и взять управление на себя?

Глава отдела цифровых технологий BMW Дитер Мэй (Dieter May) в интервью DW спешит успокоить водителей: «Мы понимаем, что от этого зависит жизнь человека. Поэтому мы инвестируем значительные средства в защиту. Хотя компьютерный софт никогда не бывает на 100 процентов безопасным, автопроизводители должны уметь быстро отражать атаки на электронную систему автомобиля».

Смотреть видео 02:07

Шанхай-2017: Немецкие новинки на автосалоне в Китае (20.04.2017)

Беспилотное вождение не такое далекое будущее, как нам казалось. Уже к 2025 году автомобили на автопилоте перестанут быть чем-то из ряда вон выходящим на городских улицах, а в 2030 г. планируется их массовое производство. Но мы до сих пор слабо представляем, как работает беспилотный автомобиль. В этой статье мы подробно ответим на этот вопрос.

Что умеет беспилот?

Он умеет очень многое из того, что недоступно классическим машинам.

  • Во-первых, он передвигается полностью самостоятельно из пункта А в пункт В, и выбирает для этого оптимальный маршрут, учитывая не только данные карты, но и информацию из интернета о пробках на дорогах.
  • Во-вторых, самостоятельно регулирует скорость, притормаживает на поворотах и ускоряется на прямых участках пути. А также находит свободное место для парковки и самостоятельно паркуется.
  • В-третьих, беспилотное авто распознает другие транспортные средства, четко «видит» сквозь туман, снег и дождь, замечает дорожные знаки и сигналы светофора.

Пока спектр функций можно считать ограниченным, ведь в планах разработчиков усовершенствовать систему таким образом, чтобы беспилот мог молниеносно реагировать на изменения на автострадах и тем самым избегать ДТП.

Какие уровни автономности беспилотов существуют?

Есть 6 уровней автоматизации машин, от 0 до 5. Нулевой уровень означает автомобиль, который полностью управляется водителем, 5 уровень — 100% беспилот. Подробнее об уровнях автоматизации беспилотных автомобилей читайте в этой статье.

Видео работы беспилотного автомобиля Яндекс на тестовом полигоне в Ступино

Принципы работы беспилотного автомобиля

Рассмотреть как работает беспилот можно на примере автомобиля Toyota Prius, который тестировали инженеры и программисты Google. Постоянное сканирование местности с помощью датчиков: лидаров (лазерных радаров), камер, радаров и высокоточные карты – обязательные условия автономного передвижения транспортного средства. Система беспилотного авто взаимодействует с сервисом Street View, который дает панорамный вид на улицы города с высоты 2,5 м.

Лидары Velodyne на крыше беспилота.

Лидары на беспилотном автомобиле Яндекса

Основные системы, которые обеспечивают автономное передвижение:

  • Лидар – сердце автопилота. Это лазерный дальномер, который устанавливается на крыше авто и генерирует 3D-карту пространства в радиусе до 100 метров. Полученные данные управляющий компьютер объединяет с картами Google, что позволяет ему избегать аварийных ситуаций и соблюдать ПДД.
  • Радар – их на беспилотном автомобиле 4 штуки (иногда больше): два впереди и два – на заднем бампере. Данная система применяет радиоволны, чтобы определить дальность объектов, траекторию и скорость их движения. Радар излучает импульсы, они отражаются от препятствий и передаются на принимающую антенну. Таким образом радары становятся «глазами» авто и позволяют мгновенно реагировать на любые изменения ситуации.
  • Датчик положения – специальное устройство, которое определяет координаты автомобиля на карте. GPS приемник позволяет отследить местоположение машины и маршрут его следования.
  • Видеокамера – расположена возле зеркала заднего вида. Она обнаруживает цветовые сигналы светофоров, объекты, которые приближаются на потенциально опасное расстояние. На современных беспилотах обычно установлено от 1 до 3 видеокамер.

В России одним из лидеров разработки беспилотных автомобилей стала компания Яндекс. Читайте подробный материал о том как устроен беспилот Яндекса.

В багажнике беспилотного автомобиля не столь интересно, однако свободного места для мешка картошки здесь нет. Железная составляющая Google-автопилота включает:

  • управляющий компьютер;
  • компьютер визуального интерфейса и модули датчиков;
  • контроллер рулевого управления и привода;
  • система коммуникации «машина-машина»;
  • система голосового радиоуправления.

Алгоритм работы беспилотного авто

1) С помощью лидара генерируется объемная карта местности, а управляющий компьютер соединяет ее с теми данными, которые содержатся в памяти.
2) На основе полученной информации от радаров, камеры и сенсоров специальный алгоритм оценивает ситуацию на дороге и учитывает поведение других участников движения.
3) Компьютер определяет траекторию движения беспилота, а также реагирует на ситуацию на дороге: движение других автомобилей, жесты полицейского, идущий впереди школьный автобус, пешеходы, гололед на трассе и множество других факторов.

Инновации Google: непрерывное обучение

Автоматизированные машины учатся очень быстро благодаря тому, что вся полученная информация и практический опыт передаются в базу данных Google и пользоваться ею могут все авто. В базе данных есть огромное количество сценариев, которые встречаются в реальной жизни: неуправляемая инвалидная коляска на дороге, внезапно выскочивший на проезжую часть пешеход и т.д.

Но есть и нестандартные ситуации. Например, при тестировании беспилотника Google на дороге девушка в кресле для инвалидов гонялась за птицей. Естественно, сценария такого плана в базе данных не было, но компьютер все равно затормозил. И не потому, что на дороге была птица – иначе машине пришлось бы тормозить при виде каждого голубя. Чтобы беспилотник правильно реагировал на такие необычные ситуации, инженерам приходится постоянно совершенствовать систему управления.

«Очеловечивание» работы беспилотного авто

По мнению большинства экспертов, беспилотные авто ведут себя на дорогах слишком правильно. Например, первые машины останавливались на дороге просто «завидев» человека – компьютер сразу решал, что пешеход собирается переходить дорогу. Но человек мог просто остановится завязать шнурки или подождать друга. Поэтому инженеры решили — логичнее будет притормаживать, а не останавливаться полностью, тем более что резкое торможение создает аварийно-опасную ситуацию на трассе.

Но разработчики Google пошли еще дальше и дали беспилотнику «голос» — возможность сигналить. Сигнал срабатывает автоматически при возникновении повышенной опасности как для участников движения, так и для самой автоматизированной машины.

Интерьер и салон беспилота Mercedes F015.

В будущем компьютер беспилотного авто можно будет синхронизировать с ежедневником и календарем. Пользователю даже не придется указывать место назначения – машина сама отвезет на деловую встречу или домой, если в календаре нет планов.

Лидеры разработки беспилотных технологий в России

В России лидерами разработки автономных машин и систем являются компании Яндекс и Cognitive Technologies.

Cалон беспилотного автомобиля Яндекс.

Лидеры разработки беспилотов в мире

Лидеры в мире: Tesla, Velodyne, Intel MobileEye, Cruise, Waymo, Ford, Aptiv, Baidu, UBER, Toyota и другие

Беспилотная Tesla — салон и виды с камер.

Эра беспилотных автомобилей уже не за горами, через несколько лет они преодолеют все трудности – юридические, экономические, этические – на пути к тотальному господству на дорогах. Они уже признаны в два раза безопаснее транспортных средств под управлением человека, а с развитием технологий их компьютерный «разум» сможет полностью заменить водителей.

По оценкам экспертов, через три года по дорогам мира будут ездить 10 млн беспилотных автомобилей, а Великобритания к 2050-му полностью откажется от управляемого вручную транспорта. Технология автономного вождения движется вперед семимильными шагами — новых разработок в этой сфере все больше. Сегодня уже не приходится сомневаться: будущее — за беспилотными авто, и вот почему.

Кто выиграет гонку?

Крупные автопромышленные компании давно занимаются беспилотниками. Проекты Navlab от Carnegie Mellon и Prometheus от Mercedes-Benz успешно тестировались еще в 80-е, но вслед за первыми триумфами наступил период затишья, и дело застопорилось на несколько десятилетий.

С 2010 года General Motors, Volkswagen и многие другие крупные автоконцерны объявили о разработке систем беспилотного вождения, а Nissan и Volvo намерены к 2020 году выпустить самоуправляемые автомобили на широкий рынок, но справятся ли, пока не ясно.

Как правило, традиционные автопроизводители осторожны в применении новых технологий. Система временного автопилота Temporary Auto Pilot (TAP) от Volkswagen работает на скорости до 128 км/ч и требует постоянного надзора водителя. А Nissan выпустил на рынок лишь ограниченную партию Infiniti Q50 с системой беспилотного вождения.

По-настоящему в рыночном масштабе технологию применили игроки, не связанные с традиционным автопромом, — в первую очередь компании Google, Uber и Tesla. Последняя обещает оснастить свои автомобили системой беспилотного вождения уже в этом году.

Google занялся разработкой самоуправляемых автомобилей еще в 2009 году, а в 2016-м создал Waymo — специальное исследовательское подразделение, которое, в отличие от конкурентов, разрабатывает инструменты для ежедневного передвижения по городским улицам с использованием технологий картографирования и обработки изображений Google.

Uber участвует в разработке беспилотных систем лишь косвенно, но намерен со временем заменить значительную часть своих автомобилей беспилотными.

Болезни роста

До недавнего времени аварии с самоуправляемыми авто случались на закрытых тестовых маршрутах, но когда на новые модели Tesla поставили автопилот и расширили тестирование автомобилей Google, начались ДТП на общих дорогах.

В феврале 2016 года беспилотник Google, объезжая мешки с песком на дороге, врезался в автобус; водитель автобуса в аварии виноват не был. В мае того же года система Tesla не отличила белый трейлер от неба и направила машину под грузовик: произошла первая авария беспилотного авто с человеческими жертвами.

Аварии случались почти с каждой из беспилотных систем — но, не считая двух вышеупомянутых, все остальные происходили по вине водителей других транспортных средств, что доказывает высокую надежность беспилотных авто даже на раннем этапе разработки.

Прогнозы на будущее

Несмотря на «проблемы роста», эксперты единодушны: будущее — за беспилотными авто. Этой уверенности способствуют два фактора. Первый — резко растущая скорость внедрения любых новых технологий: для распространения радио потребовалось почти 60 лет, а смартфонам хватило и 10-ти. Каждый новый технологический рывок фундаментально меняет мир. То же самое должно произойти и с технологией беспилотного вождения, — Как только беспилотники станут доступны, их будут использовать повсеместно.

Второй фактор, ускоряющий распространение самоуправляемых автомобилей, — их безопасность. По прогнозам исследователей, применение беспилотников снизит количество аварий на дорогах на 90%, а это мотивирует органы власти повсеместно внедрять самоуправляемые авто.

Исследователи также выяснили, что даже небольшое число беспилотников на дороге значительно уменьшит пробки. Легко представить будущее, как в фильме «Особое мнение», — по дорогам движутся тысячи полностью автономных автомобилей, идеально синхронизированных с помощью компьютерных систем.

Растущая популярность каршеринга и массовый отказ от личного транспорта изменят облик городов во всем мире. Эксперты считают, что беспилотники трансформируют городской ландшафт, превратив современные города в «технологические Утопии».

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *