Разобрали принцип работы автопилотов в современных авто

Разобрали принцип работы автопилотов в современных авто. Насколько это безопасно?

Машина с автопилотом считается транспортом следующего поколения и мечтой многих автолюбителей: ведь чтобы добраться до нужно места, не нужно будет крутить руль. Сиди себе в салоне и спи, автомобиль доедет до нужного места сам.

На самом деле, автопилот для гражданских авто существует уже сейчас. Машины под управлением искусственного интеллекта можно встретить даже на дорогах Москвы, но как это все работает?

Рассказываем всю правду про современные беспилотные машины.

Какие бренды делают авто с автопилотом


Машина с автопилотом от американского стартапа.

Единой системы автопилота нет, потому что в 2010-х годах многие крупные автомобильные бренды начали разработку собственного беспилотного программного обеспечения.

Систему датчиков для анализа дороги и препятствий можно установить практически на любую машину. Так что у ведущих автопроизводителей нет какой-то специальной модели авто для тестирования автопилота.

Основой любого авто с беспилотным управлением является искусственный интеллект, который должен мгновенно принимать решения, учитывая поступающие данные с датчиков и камер, установленных по всей машине.

На сегодняшний день автопилот разрабатывают и тестируют следующие производители:

▪️ General Motors
▪️ Ford
▪️ Mercedes Benz
▪️ Volkswagen
▪️ Audi
▪️ Nissan
▪️ Toyota
▪️ BMW
▪️ Volvo
▪️ Tesla

Автопилот тестирует даже Apple. Правда не слишком хвастается результатами. В прошлом году ее автопилот признали худшим из имеющихся в США.

Куда лучше дела у Google. Для них умное авто разрабатывает компания Waymo, дочернее предприятие Alphabet.

У Яндекса тоже есть свои беспилотные авто на базе Toyota Prius. Каждый такой беспилотник обходится компании примерно в $90 000, из них $30 000 – стоимость самой машины.

Цену увеличивают те самые модули для автономной езды и сертификация, о которой мы поговорим позже.

Беспилотные авто реально сами ездят? На самом деле нет


Так видит дорогу автопилот автомобиля.

В идеале машина с автопилотом работает автономно, то есть водителю не нужно жать на педали и перехватывать управление даже в сложных дорожных ситуациях. Но это пока лишь в теории.

У Tesla на сегодняшний день самый продвинутый по своей функциональности автопилот, но даже он официально называется «интеллектуальный помощник водителя». То есть полностью доверить ему управление авто ещё нельзя.

Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) выделяет шесть степеней автономность машин. Полная автономность – это последняя, шестая степень. С таким автопилотом водитель лишь задает конечный пункт маршрута, а процесс передвижения полностью ложится на программное обеспечение.


Все 6 степеней автономности машин по версии Общества инженеров автомобильной промышленности.

Сегодня на дорогах общего пользования можно встретить машины с функцией беспилотного управления третьего уровня автономности. Пока это максимум, до чего дошли автопроизводители.

В недалёком будущем машины с автопилотом 6-й степени автономности обязательно появятся. А пока за рулем обязательно должен сидеть человек для перехвата управления, если система не справляется.

Что умеют беспилотные авто сегодня


Дорога «глазами» искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект автопилота в наше время может не только анализировать динамичную дорожную обстановку в реальном времени, но и «узнавать» людей, животных и неодушевлённые преграды.

Это не говоря о распознавании дорожной разметки, сигналов светофора и дорожных знаков.

Для этого программа постоянно анализирует данные с датчиков, которых можно разделить на 4 вида:

Камеры. Отвечают за визуальное обнаружение объектов, например, дорожная разметка и знаки
Радар. Определение препятствий и объектов впереди и сзади, а также определение расстояния до них
Лидар. Похож на радар, но работает с углом обзора 360 градусов и распознает объекты вокруг на расстоянии до 60 метров
Датчик положения. Вмонтирован в колесо, определяет положение машины на карте.

Искусственный интеллект анализирует информацию с разных датчиков, и вот как это выглядит в реале:

Бортовой компьютер соединяет информацию, полученную от сенсора, с находящейся в памяти картой местности. Собранные данные хранятся в общей базе, чтобы ими могли пользоваться другие машины.

Беспилотник должен собрать очень много данных, и эти данные должны собираться не на полигоне и даже не в одном конкретном месте, а во всем городе – везде, где есть свободное движение. Чем больше беспилотников, тем больше данных, тем безопаснее технология.

Как тестируются беспилотные машины

Беспилотный транспорт тестируется на специальных полигонах. В России самым известным стал технопарк «Калибр» на улице Годовикова в Останкинском районе Москвы. Кроме него в стране насчитывается несколько десятков таких технопарков.

На полигонах автомобили тестируют прежде всего на взаимодействие с дорожной инфраструктурой и с пешеходами на зебрах. На таких испытаниях выясняются печальные подробности: автопилот Tesla удалось обмануть с помощью дешевого проектора.

Испытатели проецировали различные двумерные изображения, а система воспринимала их как реальные объекты.

Если авто проходит этот этап, начинается следующий – в реальных условиях на шоссе. Во время таких испытаний в салоне находится пилот-испытатель, чтобы перехватить управление, если искусственный интеллект не справляется.

На дорогах Москвы беспилотники появились в июне 2019 года. Машины курсируют по специальным зонам для тестирования. Перед выходом на дорогу общего пользования Москвы первый беспилотник прошел сертификацию на полигоне НАМИ.

Как сертифицируются машины с автопилотом

Перед выходом на дорогу беспилотный автомобиль получает сертификацию о прохождении испытаний высокоавтоматизированных транспортных средств (ВАТС).

Она представляет собой проверку исправности комплектующих. По сути, сертификация дублирует испытания, которые проходит любой автомобиль перед тем как выйти на рынок.

В России беспилотник проходит сертификацию и на этапе тестирования. В США на этот период она не требуется — сразу после выхода с конвейера и оснащения всеми необходимыми датчиками автомобиль выезжает на трассу общего пользования.

Глава направления беспилотных автомобилей «Яндекса» Дмитрий Полищук говорит, что этот процесс мало чем отличается от сертификации обычного автомобиля. Регуляторы проверяют преимущественно тормозную систему, стояночный тормоз, поворотники, фары, а к беспилотной технологии прямого отношения это не имеет.

Проверить искусственный интеллект на пригодность к вождению, по его словам, невозможно.

В свободной продаже автомобилей с беспилотным управлением в России в ближайшее время не будет. Все машины ездят в рамках тестов и испытаний.

А кто будет виноват, в случае ДТП с участием беспилотного авто в России?


Машина Яндекс.Такси со встроенным автопилотом на испытательном полигоне.

Так как автомобили с функцией автопилота пока ездят в тестовом режиме по дорогам России, этот вопрос ещё не обсуждался официально.

Все беспилотные автомобили в России обязательно страхуются сейчас на 10 млн руб. Так что страховка покроет ущерб от практически любого ДТП с участием машины без водителя за рулем.

В то же время в Великобритании готовится проект «Vehicle Technology and Aviation Bill», в котором есть пункты касательно ДТП с участием беспилотного транспорта:

?? Если в момент оформления страхового полиса страховая компания была проинформирована о том, что транспортное средство будет использоваться в режиме автопилота, тогда она несет полную ответственность по застрахованному авто.

?? Если беспилотный автомобиль не застрахован, тогда в случае аварии ответственность будет нести автовладелец.

?? Если аварийная ситуация возникла по причине сбоя в программном обеспечении или оборудовании, тогда вина ложится на плечи компании-производителя.

?? Если авария стала следствием вмешательства автовладельца в ПО или собственник не выполнил указания производителя (например, не провел обновление программного обеспечения вовремя), тогда страховщик может взыскать страховую выплату с автовладельца.

Так что к появлению частных полностью беспилотных машин общество почти готово.

Современному автопилоту ещё далеко до полностью автономной работы


Volvo с системой автопилота на крыше.

Сложно поспорить, что машины без водителя — транспорт будущего, хоть сейчас мы ещё далеки от изобретения полностью автономного автопилота.

На сегодняшний день тестирование таких машин слишком затратно, но в том же Яндексе уверены, что в будущем поездки на авто с ним окажутся дешевле, чем на такси.

Пока что искусственный интеллект слишком уязвим и непредсказуем. Его можно обмануть или сбить с толку.

Единственный способ его усовершенствовать — больше тестировать. Чем активнее этим будут заниматься компании, тем скорее машины с полностью автономным управлением войдут в обиход.

Беспилотные автомобили: прошлое, настоящее и будущее

Пожалуй, многие ждут того дня, когда персональный транспорт будет тесно интегрирован в городскую инфраструктуру и сможет самостоятельно доставлять нас из пункта А в пункт Б, пока мы будем заниматься своими делами. На самом деле, идея создания самоуправляемого автомобиля далеко не нова. Еще в самом начале становления автомобильной промышленности, производители видели огромный потенциал в беспилотных технологиях.

Ранняя попытка создания беспилотного транспортного средства была предпринята в 1920-х годах. Тогда по улицам Соединенных Штатов разъезжали так называемые «фантомные автомобили», которые управлялись дистанционно. Производились они на базе кузова Понтиак, а их основная цель была продемонстрировать технологические достижения США, развлекая таким зрелищем тысячи американцев.

Кинозвезда Хелен Твелветрис со своим Понтиаком, той же моделью, которой управляли дистанционно во время демонстраций «фантомных автомобилей»

Но прежде чем самоуправляемые автомобили смогли действительно самостоятельно передвигаться по дорогам прошло не одно десятилетие. Первые образцы беспилотных авто появились только в 1980-х годах, когда автоконцерны совместно с институтами представили свои прототипы общественности. Среди них разработка автоконцерна Mercedes-Benz и Военного университета Мюнхена – VaMP, который представлял собой по-настоящему автономный автомобиль. Он мог проезжать в условиях интенсивного движения на большие расстояния без вмешательства человека, использовал компьютерное зрение для распознавания быстро движущиеся препятствия, такие как другие автомобили, и автоматически их избегать и обгонять.

Беспилотный автомобиль VaMP разработки Mercedes-Benz и Военного университета в Мюнхене

С тех пор технологии беспилотных транспортных средств получили бурное развитие. Многие IT-компании и автоконцерны включились в битву автономных технологий. Среди них Google, IBM, Яндекс, Uber, Lyft, а также General Motors, Volkswagen, BMW, Volvo, Nissan и другие.

Как работают автономные автомобили

Беспилотники управляются с помощью десятков датчиков, установленных в автомобиле, а также бортового компьютера, который собирает и анализирует информацию с сенсоров, и принимает решения. Как правило, робомобили оснащают такими датчиками:

  • LiDAR
  • Радары
  • Камеры
  • GPS
  • Одометры
  • Гиростабилизаторы

С помощью сенсоров автомобиль оценивает собственное положение в пространстве, обнаруживает препятствия, другие автомобили, а также свободно перемещается по городу.

А помогает робомобилю обрабатывать эту информацию бортовой компьютер, который с помощью алгоритмов компьютерного зрения и нейронных сетей анализирует окружающую среду и принимает решения.

Степень свободы робомашин

Важно отметить, что не все автономные транспортные средства обладают полной свободой передвижения и принятия решений. Так, Американское общество автомобильных инженеров разработала классификацию автоматизированных транспортных средств, которая уже успела стать ориентиром автономности машин далеко за пределами США. Давайте подробнее рассмотрим эту классификацию.

Уровень 0. Автоматизация отсутствует. Транспортным средством управляет человек.

Уровень 1. Водитель и автопилот управляют автомобилем вместе. Самый простой пример – это круиз-контроль, когда водитель рулит, а система автоматически поддерживает скорость, мощность работы двигателя и управляет тормозом, а в случае необходимости, машина может в автоматически снизить скорость. Парктроник также считается технологией первого уровня автономности.

Уровень 2. Автомобиль с этим уровнем автономности считается частично автоматизированным, однако водитель должен держать руки на руле и быть готовым в любой момент перенять управление транспортным средством.

Уровень 3. Автомобиль условно автоматизирован. От человека не требуется немедленной реакции в экстренных случаях. Кроме этого, водитель может заниматься во время движения своими делами, например читать книгу или писать сообщения. Однако существует ряд случаев, когда управление необходимо перенять человеку.

Уровень 4. Широкая автономность. В этом случае от человека не требуется внимания во время работы автопилота, он также может заниматься своими делами или даже покинуть кресло водителя. Автомобиль с четвертым уровнем автоматизации полностью автономен в определенных геозонах или условиях, например, в пробке. Однако когда условия прекращаются, автомобиль просит человека занять место водителя и продолжить управление.

Уровень 5. Полная автоматизация. Действия и контроль человека не требуется.

Таким образом, большинство современных автомобилей уже являются частично автоматизированными. Однако конечная цель многих производителей – пятый уровень. И прежде чем такому беспилотнику попасть на дороги общего пользования, ему производителям необходимо пройти долгий путь разработок и тестирования технологии.

Коммерческие беспилотники уже здесь

Многие из упомянутых компаний уже достигли определенного прогресса в создании полностью беспилотного автомобиля. Одним из самых дружелюбных мест для тестирования робомобилей является Калифорния. Так, правительство штата еще в 2018 году разрешило компаниям тестировать автономные транспортные средства на дорогах общего пользования, при этом обязав компании публиковать отчеты о результатах тестирования.

Например, дочерняя компания Google Waymo одна из первых получила разрешение на тестирование своих робомашин на дорогах Калифорнии. В 2018 году, их автомобили проехали свыше 2 миллионов километров, при этом уровень отказов системы составил один раз на 18 тысяч километров.

Беспилотный автомобиль Waimo

Компания General Motors также сообщила, что в 2018 году их автомобили GM Cruise проехали 720 тысяч километров в Калифорнии, а показатель отказов – один на восемь тысяч километров.

При этом, исследователи Gartner обращают внимание, что нельзя опираться лишь на данные отчетов, ведь штат не требует, чтобы компании указывали информацию об условиях тестирования, сложности дорог, условий освещения или плотности потока машин.

Беспилотный автомобиль GM Cruise

Тем не менее, разработчики робомобилей довольны полученными результатами и уже активно монетизируют технологию. Самый частый случай – использование автономных машин для перевозки пассажиров. Например, Waymo имеет собственную роботизированную службу такси в Аризоне, где на части маршрутов человек-оператор вовсе отсутствует. На таких участках, в случае необходимости, управление над автомобилем может перенять оператор, который находится в офисе компании и безопасно завершить движение.

Также услуги роботакси предоставляют такие компании, как Baidu, Яндекс, Uber, Lyft и другие.

Что будет дальше?

Автономные автомобили уже совсем скоро заполонят улицы наших городов. Свидетельство этому – успешное тестирование робомобилей в полевых условиях, а также удавшиеся попытки заработать на них. Как и любая другая технология, робомобили могут столкнуться с рядом проблем, прежде всего, неприятием со стороны человека. Когда автомобили лишатся нужды в операторе, большинство водителей служб пассажирских и грузовых перевозок потеряют работу. Кроме этого, алгоритму сложнее доверить свою жизнь, нежели человеку. И напоследок, если люди потеряют возможность водить автомобиль – то кто же заменит автопилот в случае экстренной ситуации?

Тем не менее все эти проблемы решаемы. Люди способны быстро адаптироваться к новым условиям, и адаптация робомашин не станет исключением. А вот проблемы с законодательным регулированием, готовностью инфраструктуры и стандартизацией производства беспилотных технологий могут серьезно замедлить развитие технологии. Однако прогрессивные общества готовы встретить беспилотное будущее. Должны быть готовы и мы.

Источник Источник Источник https://www.iphones.ru/iNotes/self-driving-vehicles-how-it-works
Источник https://hub.forklog.com/bespilotnye-avtomobili-proshloe-nastoyashhee-i-budushhee/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *